第七章 高温气固分离器地性能及选择
第七章 高温气固分离器的性能及选择
CFB锅炉的高温气固分离装置是锅炉的关键部件之一，其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来，送回炉膛，以维持炉膛的快速流态化运行。保证燃料和脱硫剂多次循环，为焦炭颗粒和脱硫剂的停留时间的延长提供了条件。
由前面的关于流态的分析可知，循环流化床锅炉的燃烧室虽属高速流态化畴，底部仍然存在着类似于鼓泡床的密相区。颗粒浓度较高的密相区上部是一个颗粒浓度逐渐衰减的稀相区，稀相区下部与密相区之间颗粒浓度衰减得比较快的区域为过渡区。密相区基本上处于鼓泡流化床和湍流床状态，而在二次风口以上才逐步过渡到快速流化床状态。
密相区的气固流动是不均匀的，一般认为密相区由气泡相和乳化相所组成，当气体流速达到临界流化速度后，超过临界流化速度的那部分风量以气泡形式通过床层，而在乳化相中的颗粒维持临界流化状态。在循环流化床锅炉中，床固体颗粒比较细，气体流速远高于临界流化速度，大部分气体以气泡方式通过床层，气泡相和乳化相之间的气体质量交换速率与气体流量相比相对较弱。
上部稀相区是快速床，在一定条件下，稀相区的颗粒发生团聚，细颗粒聚集成大颗粒团后，颗粒团重量增加，体积增大，有较高的自由沉降速度。在一定的气流速度下，大颗粒团不是被吹上去而是逆着气流向下运动。在下降过程中，气固间产生较大的相对速度，然后被上升的气流打散成细颗粒，再被气流带动向上运动，又再聚集成颗粒团，再沉降下来。这种颗粒团不断聚集、下沉、吹散、上升又聚集形成的物理过程，使循环流化床气固两相间发生强烈的热量和质量交换。由于颗粒团的沉降和边壁效应，循环流化床气固流动形成靠近炉壁处很浓的颗粒团以旋转状向下运动，炉膛中心则是相对较稀的气固两相向上运动，产生一个强烈的炉循环运动，见图7-1，大大强化了炉的传热和传质过程，有效地延长了包括焦炭颗粒在的固体物料的停留时间，并保证了整个炉膛纵向及横向都具有十分均匀的温度场。
当循环流化床锅炉采用宽筛分的燃料颗粒时，床物料不是很均匀，就会出现这样的现象：相应于采用的流化速度，对于大尺寸的燃料颗粒，可能刚好超过输送速度，这时炉膛就会出现下部是粗颗粒鼓泡床或湍流床，上部为细颗粒组成的湍流床、快速床两者相叠加的工况。
密相区表面气泡的破裂，导致大量的颗粒被扬析到稀相区。并非所有的颗粒都能进入稀相区，其中的终端速度大于流化速度的大颗粒在上升到一定高度后沉降下来，形成过渡区的物料
图7-1 循环流化床物料内外循环流动
浓度；只有终端速度小于流化速度的小颗粒才可能夹带到稀相区。稀相区固体颗粒处于快速流化状态，颗粒携带率沿床高逐渐衰减。
稀相区气体流动沿截面是不均匀分布的，一方面由于壁面的影响，靠近壁面区域处的气体流速低于床层中心的气体流速；另一方面密相床中气体主要以气泡方式通过床层，然后在密相床表面破裂，气泡破裂的区域气体流速较高，其它区域气体流速较低。由于颗粒团沿着炉墙下沉和边壁效应，使在炉墙四壁所形成的很浓的颗粒团旋转向下运动，而在炉膛中心则是相对较稀的气固相的向上运动。
在上述的流态中，主要特点之一是燃烧室是快速床，发生团聚的现象，是延长物料在燃烧时中的停留时间的手段，是焦炭燃烧效率较高和传热强度较高的物理基础，而团聚时需要的重要条件之一是在炉膛下部有细物料的源，这个源就是分离器分离下来并返送回炉膛的循环物料。因此，分离器的作用是非常重要的。
7.1 高温分离器的型式
7.1.1 耐火材料制成的高温旋风分离器
旋风分离器在化工、冶金等领域具有悠久的使用历史，是比较成熟的气固分离装置，因此在CFB领域应用最多。此类型的分离装置占了已运行的和正在建造的循环流化床分离装置的绝大部分。
德国Lurgi公司较早地开发出了采用保温、耐火及防磨材料砌装成筒身的高温绝热式旋风分离器的CFB锅炉。分离器入口烟温在850℃左右。Lurgi公司、Ahlstrom公司、以及由其技术转移的Stein、ABB-CE、AEE、EVT等设计制造的循环流化床锅炉均采用了此种形式。这种分离器具有相当好的分离性能，使用这种分离器的循环流化床锅炉具有较高的性能。据统计，目前除中国大陆外有78％的CFB全部采用了高温绝热旋风分离器，但这种分离器也存在一些问题，主要是旋风筒体积庞大，因而钢耗较高，锅炉造价高，占地较大，旋风筒衬厚、耐火材料及砌筑要求高、用量大、费用高，见图7-2，而且相对来讲散热损失也较大；启动时间长、运行中易出现故障；密封和膨胀系统复杂；如果燃烧组织不良，还会在旋风分离器产生二次燃烧，尤其是在燃用挥发份较低或活性较差的强后燃性煤种时，旋风筒的燃烧导致分离下的物料温度上升，引起旋风筒或回料腿回料阀的超温结焦。近年来，由于耐火材料的工艺水平不断提高，绝热旋风筒的可靠性得到很大改善。
图7-2 高温绝热旋风分离器筒体结构
Circofluid的中温分离技术在一定程度上缓解了高温旋风筒的问题，炉膛上部布置较多数量的受热面，降低了旋风筒入口烟气温度和体积，旋风筒的体积和重量有所减小，因此相当程度上克服了绝热旋风筒技术的缺陷，使其运行可靠性提高，但炉膛上部布置有过热器和高温省煤器等，需要采用塔式布置，炉膛比较高，钢耗量大，锅炉造价提高。同时，它的CO排放及检修问题在一定程度上限制了该技术的发展。
7.1.2 水冷、汽冷高温旋风分离器
为保持绝热旋风筒循环流化床锅炉的优点，同时有效地克服该炉型的缺陷，Foster Wheeler公司设计出了堪称典的水（汽）冷旋风分离器，其结构见图7-3。整个分离器设置在一个水冷或汽冷腔室，分离器外壳由水冷或汽冷管弯制、焊装而成，取消绝热旋风筒的高温绝热层，代之以受热面制成的曲面及其侧布满销钉涂一层较薄厚度的高温耐磨浇注料,壳外侧覆以一定厚度的保温层，见图7-4。这样可以节省材料、降低热损失和缩短启停时间。水(汽)冷旋风筒可吸收一部分热量，分离器物料温度不会上升，甚至略有下降，较好地解决了旋风筒侧防磨问题。该公司投运的循环流化床锅炉从未发生回料系统结焦的问题，也未发生旋风筒磨损问题，充分显了其优越性。这样，高温绝热型旋风分离循环流化床的优点得以继续发挥，缺点则基本被克服。
当然，任何一种设计都难以尽善尽美，FW式水（汽）冷旋风分离器的问题是制造工艺复杂，生产成本过高，缺乏市场竞争力，这使其商业竞争力下降，通用性和推广价值受到了限制。
7.1.3 水(汽)冷方形分离器
大型旋风分离器不但本身制造、安装困难，还给锅炉的布置带来难题。用方形分离器较好地解决了圆旋风筒生产成本过高的问题。由于采用方形水(汽)冷管壁壳体结构，其加工难度大为降低，与锅炉共用邻侧水冷壁等措施可以减少钢材消耗，膨胀节的免省保证了良好的气密性能，与锅炉本体在结构上的匹配使系统更为紧凑顺畅，占地少，基础框架和安装配合的工作量也显著减轻。其次，方形分离器角度效应随其放大而削弱，放大效应不明显。这些优势在几处示电厂和商业电站的运行效果 图7-3 水(汽)冷旋风分离器筒体结构
图7-4 水(汽)冷旋风分离器耐火材料示意图
得到证明。图7-5是方形分离器与Pyroflow Compact型循环流化床锅炉结构简图。
Pyroflow Compact循环流化床锅炉采用其独特专利技术的方形分离器，分离器的分离机理与圆形旋风筒本质上无差别，壳体仍采用FW式水（汽）冷管壁式，但因筒体为平面结构而别具一格。这就是第三代循环流化床锅炉。它与常规循环流化床锅炉的最大区别是采用了方形的气固分离装置，分离器的壁面作为炉膛壁面水循环系统的一部分，因此与炉膛之间免除热膨胀节。同时方形分离器可紧贴炉膛布置从而使整个循环流化床锅炉的体积大为减少，布置显得十分紧凑。此外，为防止磨损，方形分离器水冷表面敷设了一层薄的耐火层，这使得分离器起到传热表面的作用，并使锅炉启动和冷却速率加快。
水冷或汽冷的方形旋风分离器与不冷却的钢板卷成的旋风筒制造成本基本相当，考虑到前者所节省的大量的保温和耐火材料，最终的实际成本有所下降。此外它还减少了散热损失，提高了锅炉效率。再则由于保温厚度的减少，可以提高启停速度，启停过程中床料的温升速率不再取决于耐火材料，而主要取决于水循环的安全性，使得启停时间大大缩短。
7.1.4 惯性分离器
结构简单，维修方便，运行费用低，但分离效率低，可采用多级分离组合的方案。近年来，采用惯性分离器的循环流化床锅炉设计越来越少。
7.2 旋风分离器的结构尺寸与性能
典型的旋风分离器结构尺寸如表7-1所示，符号意义见图7-6，该图为普通切向进口旋风分离器。
表7-1给出的是在除尘技术中常用的几种典型旋风除尘器以及循环流化床锅炉中几种典型旋风分离器的结构尺寸。从图7-6中可见，确定这类旋风分离器的结构，共需8个几何尺寸，一般以筒体直径表示其相对大小。循环流化床锅炉旋风分离器主要特性参数如表7-2。表7-3给出了几台循环流化床锅炉旋风分离器的主要结构与特性参数。
D-筒体直径 a-进口高度 b-进口宽度
De-排气管直径 hc-排气管插入深度
h-筒体高度 H-总高度 d-排料口直径
图7-6 旋风分离器结构尺寸
图7-5 矩形旋风分离器及紧凑型CFB锅炉原理
表7-1 几种典型旋风分离器的结构此尺寸
除尘技术中旋风分离器 Da
Db
DDe
Dhc
Dh
DH
Dd 推荐者
1.高流量 0.75 0.375 0.75 0.875 1.5 4.0 0.375
Stairmand (1951)
2.高流量 0.8 0.35 0.75 0.85 1.7 3.7 0.4 Swift (1969)
3.通用型 0.5 0.25 0.5 0.6 1.75 3.75 0.4 Swift (1969)
4.通用型 0.5 0.25 0.5 0.625 2.0 4.0 0.25 Lapple (1951)
5.高效率 0.44 0.21 0.4 0.5 1.4 3.9 0.4 Swift (1969)
6.高效率 0.5 0.22 0.5 0.5 1.5 4.0 0.75 Stairmand (1951)
循环流化床
旋风分离器 Da
Db
DDe
Dhc
Dh
DH
Dd 标称尺寸D(m)
装置A 0.75 0.725 0.47 - 1.75 3.9 0.146 5.46
装置B 0.83 0.33 0.45 - 1.08 1.8 0.52 7.7
装置C 0.81 - - - - 2.79 - 4.3
装置D 1.84 - - - 1.01 2.37 - 5.9
表7-2 循环流化床锅炉旋风分离器主要的特性参数
入口浓度 0.5~20 kg/m3气体
粒径围 <1~1000 m
气体流量 <300000(标准)m3/h
d50(50%效率) ≈10~30 m
压 降 980~1960 Pa
表7-3 一些典型的电站锅炉旋风分离器结构参数
电 厂 名 称 B电厂
465t/h炉 A电厂
440t/h炉 C电厂
410t/h炉 D电厂
220t/h炉
名 称 符号 单位 设计值 设计值 设计值 设计值
分离器型式，个数 -，Gfl -，个 绝热式，2个 绝热式，2个 汽冷，2个 方形水冷，2个
旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析共3篇
旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析共3篇
旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析1
旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析
旋风分离器是一种广泛应用于化工、环保、电力等领域的气固分离设备，其利用离心力将气固两相流中的颗粒物分离出来，一般被用作除尘和粉尘回收设备。本文将介绍旋风分离器的气固两相流数值模拟及性能分析。
气固两相流是指气体与固体颗粒混合物流动的状态。旋风分离器中的气固两相流在进入设备后，经过导流装置后便会进入旋风筒，此时气固两相流呈螺旋上升流动状态，颗粒物受到离心力的作用被抛向旋风筒壁，而气体则从旋风筒顶部中心脱离，从出口排放。因此，旋风分离器气固两相流的流体物理特性显得尤为重要。
本文采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法对旋风分离器气固两相流进行数值模拟。对于气体流动部分，采用了二维轴对称的控制方程式，包括连续性方程、动量方程和能量方程，而对于颗粒物流动部分，采用了颗粒物轨迹模型（Particle Tracking Model，PTM）。在数值模拟过程中，采用了FLUENT软件进行求解，其中的数值算法采用双重电子数法（Electron Electrostatic Force Field，E3F2）。
数值模拟结果显示，在旋风分离器中，气体的流速主要集中在筒壁附近，而在离筒中心较远的地方，则流速较慢，颗粒物则以螺旋线的方式向旋风筒壁移动，并沿着筒壁向下运动。颗粒物在旋风筒中受到离心力的作用后，其分布状态将随着离心力的变化而变化，最终沉积在筒壁处。数值模拟结果还表明，旋风分离器的分离效率随着旋风筒直径的增加而增加。
为了验证数值模拟结果的可信度，实验室制作了一个小型旋风分离器进行了实验研究。实验结果表明，数值模拟与实验结果相比较为一致，通过数值模拟可以较好地描述旋风分离器中气固两相流动的情况并用于性能预测。
综合来看，数值模拟是一种较为有效的旋风分离器气固两相流性能分析方法，可以较好地预测旋风分离器的分离效率和颗粒物的分布状态，为旋风分离器的设计和优化提供了有力支持
旋风分离器高温高浓度性能试验研究
旋风分离器高温高技术与应用GM浓度性能试验研究中国石油大学(华东)机电工程学院(山东257061)董栋栋陈建义【摘要】为预测高温下浓度对旋风分离器分离性能的影响，选用一个直径为300mm的切流反转式旋风分离器在温度673K，入口浓度2—60g／m。范围内进行试验研究。试验用中位粒径为16．47Ixm的滑石粉作为粉料，试验测得了不同浓度下旋风分离器的分离效率与压降。结果显示，相同入lz／气液速度下，分离效率与压降均随浓度的升高而降低。【关键词】旋风分离器高温浓度分离效率压降试验一、刖置旋风分离器是利用旋转气流的离心力将气固两相流中的固体颗粒甩到器壁，从而达到气固分离的一种分离装置。它具有结构简单，操作、维护容易以及成本低等特点。现已成为气固分离过程中应用最广泛的一种设备，在流化催化裂化、石油化工流化反应过程以及煤粉流化燃烧和汽化等工业中都起到了非常重要的作用。常温下，旋风分离器的性能在理论和设计运行方面已趋成熟，但是在高温条件下，旋风分离器的性能研究还仅仅停留在常温理论和少数试验的水平上。李文琦…曾对高温旋风分离器的性能进行过试验研究，但是在他的试验中，浓度范围只是在10～30g／m’之间，变化的幅度太小。罗晓兰、陈建义”。曾在常温环境下研究过人口浓度对分离性能的影响规律。但是，目前还没有将高温度与高浓度两个条件结合起来进行研究，未得出温度和浓度对旋风分离器性能影响的规律。这给高温旋风分离器的设计带来困难。因此，探究高温高浓度下旋风分离器的性能变化规律，对高温旋风分离器的设计以及理论研究具有非常重要的意义。二、试验装置本试验的试验装置如图1所示，由加热系统、加料系统、旋风分离器及测量系统等组成。如图l所示，空气被一柴油加热炉加热至所需试验温度后进人旋风分离器。在负压条件下加入试验粉料，经旋风分离器分离后，在收料罐中捕集并称重。通过涡街流量计，调节进入旋风分离器气体的量。进出旋风分离器的气体温度由Ni—cr热电偶测量。试验粉料用325目滑石粉，经粒度分析，粉料粒度服从对数概率分布，其中位粒径为16．47izm，均方差为0．45，颗粒的密度为2876kg／m。。
气液分离器
气液分离器
一个好的气液分离器应具有如下特点：一、分离效率高。
一）分离效率的现状
从气液分离器的要求来看，就要求其能将气体与液体尽可能分离，经过气液分离器之后，液体就是液体，不含有气体，而气体就是气体，不含有液体。当然一个分离器实际上其分离效率不可能100%，因种种原因实际的情况是根据不同分离要求来选择气液分离器。
1、分离要求比较低的，选择重力沉降分离。
2、分离要求一般的，选择普通的折流分离（挡板分离）或者普通的离心分离（旋流分离）。
3、要求较高的，选择填料分离。
4、要求高的，选择丝网分离。
5、要求很高的，选择微孔过滤分离。
当然这样选择也不是绝对的，实际使用中气液分离效率可能并不完全符合上述顺序。其原因以后说明。
气液分离器分离效率的选择跟待分离的液体物性有关，如果液体粘度大，分子间作用力强，相对来说容易分离一些，所以油水分离器一般分离极数比水分离器低。同样的分离要求，较粘液体的分离器的分离方式在上述顺序中可以降低一档。但较粘的液体存在的严重问题在于液体下流时间较长。
二）提高气液分离器的分离效率的好处
上面说的是气液分离器的现状，那究竟这样选择是不是最合理的呢？
1、净化分离器。
净化分离器的作用是将气体中无用或有害的液体分离出来，也就是说分离效率越高，气体中无用或有害的液体越小，带来的好处越多：如果是无用的液体少了，也就是使净化气体的使用效率高了，也就是气体的使用成本低了；如果是有害的液体少了，就不光是净化气体使用成本低了，而且是降低了液体的危害程度，用户的运行成本因此也明显更降低了。典型的净化分离器如：油水分离器。
油水分离器一般安装在压缩机的进口或者出口。
如果安装在进口的油水分离器分离效率高，压缩机的功效会提高，为什么呢？因为压缩机可以做有用功和无用功，如果进口气体中间含有无用的油水越少，其有用功增加，其功效越高，那么从长远来看，降低的运行成本远远大于提高油水分离效率所用的成本。
高温气体净化中粉尘颗粒的高效分离技术
高温气体净化中粉尘颗粒的高效分离技术
高温气体净化是工业生产中不可或缺的环节，特别是在化工、冶金、电力等领域，其直接关系到生产效率、产品质量及环境保护。随着全球对节能减排和环境保护要求的日益严格，如何在高温条件下高效分离气体中的粉尘颗粒，成为了技术研究的重点。以下是关于高温气体净化中粉尘颗粒高效分离技术的六个关键点：
1. 高温过滤技术的进步
高温气体中的粉尘颗粒分离，首先依赖于高效的过滤技术。传统的布袋过滤器虽有较好的过滤效率，但在高温环境下易损坏，限制了其应用。近年来，耐高温纤维材料的开发，如PTFE（聚四氟乙烯）、玻璃纤维和陶瓷纤维等，大大提高了过滤介质的热稳定性和机械强度，使得高温过滤器能够在更高温度下稳定运行，有效延长使用寿命，并保持高过滤效率。
2. 旋风分离技术的优化
旋风分离器利用离心力原理分离气固混合物，是一种无需额外耗材的高效分离方式。针对高温气体，优化旋风分离器的设计，如增加入口速度、改进内部结构设计（如双旋风、多管旋风），可以显著提高分离效率。同时，采用耐热材料制作旋风分离器，保证了在高温条件下的稳定运行，适用于预处理大量高温含尘气体。
3. 湿式洗涤技术的创新应用
湿式洗涤技术通过液体吸收或化学反应去除气体中的粉尘颗粒，尤其适合于处理含有酸性气体或易溶于水的颗粒。高温条件下，开发耐高温、抗腐蚀的洗涤塔材质和高效喷淋系统至关重要。例如，使用耐高温塑料或陶瓷作为塔体材料，结合先进的雾化技术，可以提高液滴与气体的接触面积，从而增强洗涤效率，同时减少能耗。
4. 电除尘技术的智能化升级
电除尘是利用高压电场使气体中的颗粒带电并沉积在集尘极上的技术，特别适合处理微细粉尘。在高温气体净化中，采用耐高温绝缘材料和优化的电晕放电装置，可确保电除尘器在高温环境中的稳定运行。智能化控制系统，如自动调节电压、电流及清灰频率，能进一步提升效率并降低能耗。此外，高频电源的应用，提高了电除尘效率，减少了火花放电的可能性，增强了系统的安全性。
气固分离的方法
气固分离的方法
气固分离是指将气体和固体颗粒进行有效分离的工艺方法，广泛应用于化工、环保、粉体处理等领域。气固分离的方法有很多种，包括重力沉降、离心分离、过滤、电除尘等。下面将逐一介绍这些方法的原理和应用。
首先，重力沉降是一种利用颗粒在气流中受到的重力作用而沉降下来的分离方法。在重力沉降器中，气体与颗粒混合物进入设备后，颗粒受到重力作用逐渐沉降到设备底部，而清洁的气体则从设备顶部排出。这种方法适用于颗粒粒径较大、密度较大的固体颗粒，但对于细小颗粒的分离效果较差。
其次，离心分离是一种利用离心力将气体和颗粒进行分离的方法。在离心分离器中，气固混合物进入设备后，由于高速旋转的离心力作用，颗粒被甩到设备壁面上，而清洁的气体则从设备中心部分排出。这种方法适用于颗粒粒径较小、密度较小的固体颗粒，对于细小颗粒的分离效果较好。
另外，过滤是一种利用滤料对气固混合物进行过滤分离的方法。在过滤器中，气固混合物通过滤料层时，固体颗粒被滤料截留下来，而清洁的气体则通过滤料层排出。这种方法适用于颗粒粒径较小、形状不规则的固体颗粒，对于细小颗粒的分离效果较好。
最后，电除尘是一种利用电场力将气体中的固体颗粒进行分离的方法。在电除尘器中，气固混合物通过电场区域时，固体颗粒受到电场力作用而被收集到电极上，而清洁的气体则从电场区域排出。这种方法适用于细小颗粒的分离，对颗粒粒径较小、密度较小的固体颗粒分离效果较好。
综上所述，气固分离的方法有重力沉降、离心分离、过滤、电除尘等多种，每种方法都有其适用的颗粒特性和分离效果。在实际应用中，需要根据具体的气固混合物特性和分离要求选择合适的分离方法，以实现高效、经济的气固分离过程。
气固分离的方法 2
气固分离的方法
气固分离是指将气体和固体颗粒进行有效分离的工艺过程，其应用广泛，涉及领域包括环保、化工、冶金、矿山等。在工业生产中，气固分离的效率和质量直接影响着生产过程的稳定性和产品质量。因此，选择合适的气固分离方法对于提高生产效率和保障产品质量至关重要。
一种常见的气固分离方法是静电除尘。静电除尘利用高压电场使气体中的固体颗粒带电，并在电场的作用下被收集到地面或集尘器中。这种方法具有除尘效率高、操作稳定、维护成本低的优点，适用于煤炭燃烧、水泥生产等行业的气固分离。
另一种常用的气固分离方法是过滤除尘。过滤除尘通过过滤介质对气体中的固体颗粒进行截留，常见的过滤介质包括布袋、滤筒、滤板等。该方法适用于颗粒粒径较小、浓度较低的气体，具有除尘效率高、操作简便的特点，广泛应用于粉尘收集系统中。
此外，湿式除尘也是一种常见的气固分离方法。湿式除尘利用水膜或水雾对气体中的颗粒进行捕集，适用于高温、高湿、腐蚀性气体的除尘处理。湿式除尘具有除尘效率高、能耗低、适用范围广的优点，被广泛应用于烟气脱硫、烟气脱硝等环保设施中。
除了上述常见的气固分离方法外，还有一些新型的气固分离技术不断涌现，如电除尘、湿电除尘、旋风除尘等，这些方法在特定的工业领域具有独特的优势和应用前景。
在选择气固分离方法时，需要考虑气体性质、颗粒粒径、浓度、温度、湿度等因素，综合考虑技术经济性、环保要求、设备运行稳定性等因素，选择合适的气固分离方法。 总的来说，气固分离是工业生产过程中不可或缺的环节，选择合适的气固分离方法对于提高生产效率、保障环境质量具有重要意义。随着科技的不断进步和创新，相信气固分离技术将会不断完善和发展，为工业生产带来更多的益处。
气固分离的方法 3
气固分离的方法
气固分离是指将气体和固体混合物中的固体颗粒物与气体分离开来的过程。在工业生产和环境保护中，气固分离是非常重要的一环，因为气体中的固体颗粒物对设备和环境都会造成严重的污染和损害。因此，研究和应用高效的气固分离方法对于保护环境、改善空气质量和提高工业生产效率都具有重要意义。
气固分离的方法主要包括物理方法和化学方法两大类。物理方法是指利用物理原理进行气固分离，如重力分离、离心分离、过滤分离、电场分离等；而化学方法则是指利用化学反应进行气固分离，如吸附分离、化学沉淀分离等。
重力分离是最常见的气固分离方法之一，它利用颗粒物在气流中的惯性和重力作用来实现分离。在重力分离器中，气体和颗粒物混合物通过导流装置进入分离器内，由于颗粒物的惯性作用，颗粒物会沉积到分离器的底部，而清洁的气体则从分离器的顶部排出。重力分离器结构简单、操作方便，但对颗粒物的分离效果受重力和颗粒物大小的影响较大。
离心分离是利用离心力来实现气固分离的方法，它通过高速旋转的分离器将气固混合物中的颗粒物分离出来。离心分离器可以根据颗粒物的密度和大小来调整旋转速度和分离时间，从而实现对颗粒物的高效分离。离心分离器分离效率高、适用范围广，但设备成本和能耗较高。
过滤分离是利用过滤介质对气固混合物进行过滤，将颗粒物截留在过滤介质上，从而实现气固分离的方法。过滤分离器可以根据颗粒物的大小和形状选择不同的过滤介质，从而实现对不同颗粒物的高效分离。过滤分离器操作简单、分离效果稳定，但需要定期更换过滤介质，维护成本较高。
电场分离是利用电场力对带电颗粒物进行分离的方法，它通过在气体流动通道中设置电场装置，使带电颗粒物受到电场力的作用而被分离出来。电场分离器对颗粒物的分离效果不受颗粒物的密度和大小影响，适用范围广，但设备成本和能耗较高。
吸附分离是利用吸附剂对气固混合物进行吸附，将颗粒物吸附在吸附剂表面从而实现气固分离的方法。吸附分离器可以根据颗粒物的性质选择不同的吸附剂，从而实现对不同颗粒物的高效分离。吸附分离器分离效果稳定、操作简单，但需要定期更换吸附剂，维护成本较高。
第七章 高温气固分离器的性能及选择
第七章 高温气固分离器的性能及选择
182 第七章 高温气固分离器的性能及选择
CFB锅炉的高温气固分离装置是锅炉的关键部件之一，其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来，送回炉膛，以维持炉膛的快速流态化运行。保证燃料和脱硫剂多次循环，为焦炭颗粒和脱硫剂的停留时间的延长提供了条件。
由前面的关于流态的分析可知，循环流化床锅炉的燃烧室虽属高速流态化范畴，底部仍然存在着类似于鼓泡床的密相区。颗粒浓度较高的密相区上部是一个颗粒浓度逐渐衰减的稀相区，稀相区下部与密相区之间颗粒浓度衰减得比较快的区域为过渡区。密相区基本上处于鼓泡流化床和湍流床状态，而在二次风口以上才逐步过渡到快速流化床状态。
密相区的气固流动是不均匀的，一般认为密相区由气泡相和乳化相所组成，当气体流速达到临界流化速度后，超过临界流化速度的那部分风量以气泡形式通过床层，而在乳化相中的颗粒维持临界流化状态。在循环流化床锅炉中，床内固体颗粒比较细，气体流速远高于临界流化速度，大部分气体以气泡方式通过床层，气泡相和乳化相之间的气体质量交换速率与气体流量相比相对较弱。
上部稀相区是快速床，在一定条件下，稀相区的颗粒发生团聚，细颗粒聚集成大颗粒团后，颗粒团重量增加，体积增大，有较高的自由沉降速度。在一定的气流速度下，大颗粒团不是被吹上去而是逆着气流向下运动。在下降过程中，气固间产生较大的相对速度，然后被上升的气流打散成细颗粒，再被气流带动向上运动，又再聚集成颗粒团，再沉降下来。这种颗粒团不断聚集、下沉、吹散、上升又聚集形成的物理过程，使循环流化床内气固两相间发生强烈的热量和质量交换。由于颗粒团的沉降和边壁效应，循环流化床内气固流动形成靠近炉壁处很浓的颗粒团以旋转状向下运动，炉膛中心则是相对较稀的气固两相向上运动，产生一个强烈的炉内循环运动，见图7-1，大大强化了炉内的传热和传质过程，有效地延长了包括焦炭颗粒在内的固体物料的停留时间，并保证了整个炉膛内纵向及横向都具有十分均匀的温度场。
国开化学反应过程及设备复习资料
化学反应过程及设备复习资料
一 选择题
1. 关于釜式反应器的种类 特点与应用，描述错误的是（D）
A 釜式反应器的结构简单，加工方便，传质效率高，温度分布均匀且操作灵活
B 釜式反应器按操作方式分为间歇式 半连续式和连续式
C 釜式反应器按材质分为钢制 铸铁及搪玻璃反应釜
D 釜式反应器适用于液液均相反应，但不可用于非均相反应
2. 关于釜式反应器的基本结构及其作用描述错误的是（B）
A釜式反应器主要由壳体，搅拌装置，轴封和换热装置四大部分组成
B 釜底常用的形状有平面形 蝶形 椭圆形和球形，其中平面形多用于高压反应
C 搅拌装置根本目的是加强反应釜内物料的均匀混合，以强化传质和传热
D 轴封是用来防止釜的主体与搅拌轴之间的泄露，主要有填料密封和机械密封
3. 关于理想置换和理想混合流动模型的特征描述错误的是（D）
A理想置换流动模型也称作平推流模型活活塞流模型
B 理想置换流动模型沿着流向，物料的参数变化，垂直于流向的截面参数相同
C 理想混合流动模型也称作全混流模型
D 理想混合流动模型中混合均匀，所以所有物料的停留时间一致。
4. 关于返混及工程中降低返混的措施描述错误的是（D）
A 返混是指不同时刻进入反应器的物料之间的混合，是逆向的混合
B 间歇操作反应器中不存在返混
C 理想置换反应器中不存在返混
D 降低返混程度的主要措施有横向分割和纵向分割，其中重要的是纵向分割。 5. 关于反应速率描述和表示方法错误的是（B）
A 化学反应速率是指某一物资在单位时间单位反应区域内的反应量
B 反应区域是指反应器体积
C 在反应速率钱赋予负号，表示该物质为消耗速率
D 在反应速率前取正号，表示该物质的生成速率
6. 关于化学动力学方程描述错误的是（A）
A 反应分子数与反应级数相等
B 定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式称为化学反应动力学方程
C 影响反应速率的因素有反应温度 组成 压力 溶剂性质 催化剂性质等
循环流化床中气固分离器的设计
余热锅炉２００２．３ ２７
循环流化床中气固分离器的设计 杭州锅炉集团有限公司 王 忠 摘要本文主要论述了在循环流化床锅炉的旋风分离器设计中影响其特性的有 关因素，并介绍了杭州锅炉集团有限公司在循环流化床锅炉完善化设计中对旋风分 离的优化设计，可作为今后设计的参考依据。 关键词循环流化床旋风分离器 完善化设计 １引言 气固分离机构是循环流化床锅炉的关键 部件之一，其主要作用是将大量的固体物料 从气流中分离出来，送回炉膛，建立炉内物 料循环，保证燃料和脱硫剂多次循环、反复 燃烧和反应。这样，才有可能达到理想的燃 烧效率和脱硫效率，锅炉才得以满负荷运 行。因此，循环流化床气固分离机构的性 能，将直接影响整个循环流化床锅炉的总体 设计、系统布置及锅炉运行性能。 从目前发展趋势看，循环流化床锅炉分 离装置的种类很多，有各种各样的旋风分离 器、惯性分离器，新型分离器还将不断涌 现，本文将针对旋风分离器进行论述。 ２影响旋风分离器分离特性的有关因素 影响旋风分离器分离效率和压力损失的 因素很多，主要有旋风分离器的结构参数、 粉尘的物理性质和分离器的运行参数，但作 为锅炉的一个部件来设计时，其首要考虑的 因素就只有旋风分离器的结构参数了。由于 循环流化床锅炉的开发已经有了几十年的历 史，而旋风分离器用于工业生产更拥有百余 年的历史，各种研究和试验成果相继报道， 许多文献、教材、大学学报和杂志中都有比 较详细的论述，故本文在此只作简单阐述。 ２．１进１：７风速的影响 进口风速越高，分离效率越高，但运行 阻力也越大。进口风速过高，气流湍流度增 加以及颗粒反弹加剧，二次夹带严重，反而 使分离效率降低。另外，气速太高，粉尘微 粒与器壁的摩擦加剧，粗颗粒（≥ｌＯ／ａｎ） 粉碎，使细粉尘含量增加。过高的气速，对 有凝聚性质的粉尘也有分散作用，这均对除 尘不利。此外，气速过大，压力损失也大大 增加，能量损耗太大，而且也会加速对分离 器本体的磨损，导致使用寿命降低。故文献 推荐进口风速为１５～２５ｍ／ｓ，最高不应超过 ３５ｍ／ｓ。 ２．２进１：７宽度和进１：７形式的影响 进口宽度减小，风速增加，分离效率和 压力损失都增加。风速一定时，高宽比增 加，分离效率会略有增加，而压力损失也会 增加，气固混合物对分离器壁面磨损会增 加。分离器的进口形式有切向和蜗壳两种， 切向进口简单，蜗壳进口虽结构复杂一点， 但使气固混合物平滑进入分离器，减小了气 固混合物对简体内气流的撞击和干扰，因 此，分离效率较高而压力损失相对较小。 ２．３ 中心管长度和直径的影响