简述旋风分离器性能的优化
流化催化裂化装置旋风分离器的研究及分离效率的优化
流 化催 化 裂化 （ Ｆ Ｃ Ｃ）装 置是 现 今 发展 相 当迅 速 的炼 油再 加． Ｔ 二 装置 之一 。在 Ｆ Ｃ Ｃ装置 中 ， 催 化 剂
耗量 是 主要 技术 指标 之 一 。在大 量 的催 化剂 消耗 的
减少 Ｆ Ｃ Ｃ装 置催 化 剂损 耗 。
１ 旋 风分离器 的流动形 态
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ｃ ｙ ｃ ｌ ｏ ｎ ｅ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｙ ｃ ｌ ｏ ｎ ｅ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｗａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｆｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ
旋 风 分离 器 内主要 分 为气 固两项 ，而气 流作 为 流动 力 的主要 来 源 。 由于流体 两 相掺 杂 ，也 导致 了 比较 复 杂 的刘东 情况 。两相 气流 由切线 进人 ，形 成
Ｈ ＡＯ Ｔ ｉ ａ ｎ － ｇ ｅ ， Ｙ ＵＪ ｉ ａ ｏ － ｙ ａ ｎ ｇ ， Ｘ Ｉ Ａ Ｚ ｈ ｉ － ｐ ｅ ｎ ｇ ， Ｑ ｉ ｏ ｎ ｇ
（ ＨＱ Ｃ Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ， Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ １ ６ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
方 法 ，二 三 级旋风分离器的一些实际 问题 的解决方 法以及四级旋风分离器安装过程 中的一些注意事项 。
关 键
词 ：流化催化裂化；旋风分离器；分离效率优化；三级旋风分 离器
文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ １ — ０ ４ ６ ０（ ２ ０ １ ７ ）０ ４ — ０ ７ ０ ０ — ０ ４
流化催化裂化装置旋风分离器的研究及分离效率的优化
流化催化裂化装置旋风分离器的研究及分离效率的优化郝天歌;于姣洋;夏志鹏;吴琼【摘要】The mechanism of cyclone separation of cyclone separator was analyzed as well as factors affecting the separation efficiency,how to improve the separation efficiency of cyclone separator wasdiscussed.Finally,some suggestions on efficiency optimization of the two-stage cyclone separator in reactor-regenerator device in FCC were presented as well as some practical solution to the problems of third-stage cyclone,the precautions during the forth-level cyclone installment process.%首先从旋风分离器的分离原理及影响分离效率的诸多因素人手,对提高旋风分离器分离效率进行了研究和探讨,最后提出了在FCC装置设计过程中,反再两器中的两级旋风分离器分离效率优化的一些建议和方法,三级旋风分离器的一些实际问题的解决方法以及四级旋风分离器安装过程中的一些注意事项.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】4页(P700-703)【关键词】流化催化裂化;旋风分离器;分离效率优化;三级旋风分离器【作者】郝天歌;于姣洋;夏志鹏;吴琼【作者单位】中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169【正文语种】中文【中图分类】TE624流化催化裂化（FCC）装置是现今发展相当迅速的炼油再加工装置之一。
化工原理简答题
化工原理简答题1.流化床的压降与哪些因素有关？可知，流化床的压降等于单位界面床内固体的表观重量〔即重量浮力〕，它与气速无关而始终保持定值。
2.因某种缘故使进入降尘室的含尘气体温度升高，假设气体质量及含尘情形不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？缘故何在？处于斯托克斯区时，含尘量升高；处于牛顿定律区时，含尘量降低处于斯托克斯区时，温度改变要紧通过粘度的变化而阻碍沉降速度。
因为气体年度随温度升高而增加，因此温度升高时沉降速度减小；处于牛顿定律区时，沉降速度与粘度无关，与有一定关系，温度升高，气体降低，沉降速度增大。
3.简述旋风分离器性能指标中分割直径d p c的概念通常将通过旋风分离器后能被除下50%的颗粒直径称为分割直径d p c，某些高效旋风分离器的分割直径可小至3～104.什么是颗粒的自由沉降速度？当一个小颗粒在静止气流中降落时，颗粒受到重力、浮力和阻力的作用。
假如重力大于浮力，颗粒就受到一个向下的合力〔它等于重力与浮力之差〕的作用而加速降落。
随着降落速度的增加，颗粒与空气的摩擦阻力相应增大，当阻力增大到等于重力与浮力之差时，颗粒所受的合力为零，因而加速度为零，此后颗粒即以加速度为零时的瞬时速度等速降落，这时颗粒的降落速度称为自由沉降速度〔U t〕5.实际流化现象有哪两种？通常，各自发生于什么系统？散式流化，发生于液-固系统；聚式流化，发生于气-固系统6.何谓流化床层的内生不稳固性？如何抑制〔提高流化质量的常用措施〕？空穴的恶性循环增加分布板阻力，加内部构件，用小直径宽分布颗粒，细颗粒高气速操作7.关于非球形颗粒，当沉降处于斯托克斯定律区时，试写出颗粒的等沉降速度当量直径d e的运算式8.在考虑流体通过固定床流淌的压降时，颗粒群的平均直径是按什么原那么定义的？以比表面积相等作为准那么流淌阻力要紧由颗粒层内固体表面积的大小决定，而颗粒的形状并不重要9.气体中含有1～2微米直径的固体颗粒，应选用哪一种气固分离方法？10.曳力系数是如何定义的？它与哪些因素有关？)2/u A /(F 2p D ρζ=与R e p =μρ/u d p 、ψ有关11.斯托克斯定律区的沉降速度与各物理量的关系如何？应用的前提是什么？颗粒的加速段在什么条件下可忽略不计？)18/(g )(d u p 2t μρρ-=R e <2颗粒p d 专门小，t u 专门小12.重力降尘室的气体处理量与哪些因素有关？降尘室的高度是否阻碍气体处理量？沉降室底面积和沉降速度不阻碍。
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综上所述，本文利用数值模拟方法和实验研究相结合的方式，对旋风分离器的气固两相流动性能进行了分析。
《旋风分离器高度和直径对性能及流场的影响》范文
《旋风分离器高度和直径对性能及流场的影响》篇一一、引言旋风分离器是一种利用离心力将固体颗粒从气流中分离出来的设备。
在许多工业过程中，如燃烧、粉体制备等，旋风分离器因其高效的分离能力而被广泛应用。
分离器的性能及流场状态对其运行效率和颗粒的收集效率具有重要影响。
本文将着重探讨旋风分离器的高度和直径对性能及流场的影响。
二、旋风分离器的基本原理和结构旋风分离器的基本原理是利用气流中的固体颗粒在旋转运动中的离心力作用，使颗粒在到达外围区域时与气相分离，从而达到清洁气流的目的。
其主要结构包括进气口、圆柱形部分、上升锥段和旋风收集器等。
其中，上升锥段和旋风收集器的设计对分离器的性能具有重要影响。
三、高度对性能及流场的影响1. 高度对性能的影响：旋风分离器的高度主要影响其处理能力和分离效率。
随着高度的增加，气流在分离器内的停留时间增长，颗粒有更多的机会与壁面接触并沉降，从而提高分离效率。
然而，过高的高度也可能导致气流在上升过程中扩散过大，降低中心区域的离心力，从而影响分离效果。
2. 高度对流场的影响：高度对流场的影响主要体现在气流的速度分布和湍流强度上。
随着高度的增加，气流速度逐渐降低，湍流强度也相应减小，这有助于颗粒的沉降和气流的稳定。
然而，过高的高度可能导致气流在上升过程中出现涡流和回流现象，影响流场的均匀性。
四、直径对性能及流场的影响1. 直径对性能的影响：旋风分离器的直径直接影响其处理量。
较大的直径可以允许更多的气流进入分离器，从而提高处理能力。
然而，直径过大可能导致颗粒在旋转运动中的离心力不足，降低分离效率。
因此，在设计和选择旋风分离器时需要综合考虑处理能力和分离效率的需求。
2. 直径对流场的影响：直径对流场的影响主要体现在气流的均匀性和稳定性上。
较大的直径可以提供更广阔的空间供气流旋转和扩散，有助于保持气流的均匀性和稳定性。
然而，过大的直径可能导致中心区域的离心力降低，从而影响颗粒的沉降效果。
因此，在满足处理需求的前提下，应尽量选择合适的直径以优化流场分布。
循环流化床旋风分离器参数优化模拟
不 断提高 ， 社会 对能 源 的需 求量越 来越 大 ， 源利用 能 过程 中 的环 境 污染 问题也 日益 严 重 ， 中大 气 污染 其 是 一个较 为 突 出 的方 面 ＿ 。在 直 接燃 烧 的 燃料 中 ， 】 ｊ
燃 煤排放 的大气 ９ ％ Ｓ ’７％ 的 Ｃ ８％ 的 Ｃ ２ ６ 大 ０ ０ ，１ Ｏ，５ Ｏ，
ｎ ｍｉ ｓ ａ ｃ
１ 前 言
随着 工业化 进程 的持 续发展 和人 民生活 水平 的
硫（ 烟气脱 硫 ） １ 中烟气 脱硫 是 目前 控 制 Ｓ ２ ［ 。其 ４ Ｏ 气 体 排放 最有效 和应用 最广 的技术 』 环流 化床 烟 。循 气脱 硫工 艺是 一种 适 合 我 国 国情 的 烟气 脱 硫技 术 ， 必 将成 为我 国烟气 脱硫 的主流 工艺 ， 因此 ， 开发循 环 流化床 烟气脱 硫装 置具有 广 阔的市场 前景 ｌ 。循 环 ＿ ５ ｊ 流化床 烟气脱 硫装 置 中有一个 重要 的部件 就是旋 风 分 离器 ， 分离 器运 行参 数 和 分 离效 率 直 接影 响到 流 化床烟气脱离装置的脱硫效率＿ 。所以其研究价值 ６ ｊ 不 言而 喻ｌ 。本 文通 过 Ｃ Ｄ软 件 对 参数 进 行 优 化 ７ Ｊ Ｆ 模拟 ， 并与 实验相 比较 ， 实验装 置简 图见 图 １ 。
杨忠国 ．谢安国 ： ， － 王志涛。
（ ． 宁科 技 大学材料 学院 ， 宁 １辽 辽 鞍 山 １４４ ；２ 黑龙 江八 一农 垦大学 工程 学 院 ， １０４ ． 黑龙 江 大庆 １３１） ６３９
摘 要： 为提 高循环流化床旋风分 离器的分 离效率 ， 文章采 用计算流体力学（ Ｆ ） Ｃ Ｄ 软件 ， 模拟 部分结构参数和操作参数的变化对循环流化床旋风分离器分离效率的影响 ， 并与试验结果相比较 ， 结 果表 明 ， 模拟 结果 为旋风 分 离器的结 构参数 和操作 参数 的优化提 供 了理论依 据 。 关键 词 ： 环流化 床 ； 循 结构参数 ； 操作 参数 ； 计算 流体 力学 中图分 类 号 ：Ｋ ２ ． 文献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ２ ３ ９（０ ８ ６ ５６—０ Ｔ ２９６ ６ Ａ １０ —６ ３ ２ ０ ）０ —０ ２ ２
重油催化装置旋风分离器问题分析及改进措施
重油催化装置旋风分离器问题分析及改进措施摘要：三级旋风分离器是决定流化催化裂化炼油系统能量回收装置使用寿命的关键三级分离器是用于炼油工业中针对催化裂化程序的主要回收装置，在炼油系统中担任第三极旋风分离器，在催化裂油程序中，前两级分离装备并没有全部把烟气清理干净，第三级分离器主要任务就是把再生机器旋风分离器未能完成的任务高质量完成，从在再生烟气中分离出催化微粒，为烟气透平机提供高温高压烟气，保证透平机的使用寿命。
关键词：重油催化装置三级旋风分离器问题分析及改进措施重油在催化裂化过程中会造成严重的能量流失问题，大量的能量随着烟气被放空，如果采取一定的技术措施，采用再生烟气能量回收技术，那么得到的结果会是相当可观的。
提高重油催化裂化能量回收技术是非常重要的，针对能量回收，研发制定合格的旋风分离器是至关重要的。
一、三级旋风分离器重油催化裂化过程中会产生较多的具有高温高压的再生烟气，这些烟气有很大的位能，炼油过程中往往会通过烟气轮机来回收再生烟气所具备的能量，烟气产生的同时伴有催化颗粒的产生，损坏烟机，造成烟叶磨损，转盘等部位的损伤，影响烟机的工作效率及使用寿命。
重油催化裂化过程中，对于再生烟气产生的催化颗粒有严格要求，包括含烟浓度和颗粒大小。
在烟气轮机回收压力能的前提工作中，需要对再生烟气进行规划和清理，固化分离，进一步分化再生烟气，按照分化器的分化顺序称之为第三级旋风分离器。
二、旋风分离器的种类旋风分离器的工作原理依据于离心率，利用含尘气体旋转时产生的离心力把粉尘从气流中分离出来，属于一种干式气固分离装置。
1.气流导入方式的不同，分离器分为切流反转式旋风分离器和轴流式旋风分离器。
其中切流反转式分离器是最常见的型号，从筒体的侧面导入烟尘气体，气流旋转向下进入椎体，到达端点之后反转向上，通过排气管排出清洁气体。
轴流式旋风器利用气流旋转原理，尘烟进入筒体之后，呈圆周运动，气流向下向锥体移动，呈螺旋形。
通过重力和离心力的作用，粉尘顺着器壁落入锥体中，轴流式旋风器旋转的切向速度随着锥体的半径变化而变化，切向速度到达临界点的同时气流会由向下螺旋运动变为向上螺旋运动，称之为内旋气流。
旋风分离器的几个问题
旋风分离器的几个问题旋风分离器设计中应该注意的问题旋风分离器被广泛的使用已经有一百多年的历史。
它是利用旋转气流产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。
旋风分离器结构简单，没有转动部分。
但人们还是对旋风分离器有一些误解。
主要是认为它效率不高。
还有一个误解就是认为所有的旋风分离器造出来都是一样的，那就是把一个直筒和一个锥筒组合起来，它就可以工作。
旋风分离器经常被当作粗分离器使用，比如被当做造价更高的布袋除尘器和湿式除尘器之前的预分离器。
事实上，需要对旋风分离器进行详细的计算和科学的设计，让它符合各种工艺条件的要求，从而获得最优的分离效率。
例如，当在设定的使用范围内，一个精心设计的旋风分离器可以达到超过99.9%的分离效率。
和布袋除尘器和湿式除尘器相比，旋风分离器有明显的优点。
比如，爆炸和着火始终威胁着布袋除尘器的使用，但旋风分离器要安全的多。
旋风分离器可以在1093 摄氏度和500 ATM的工艺条件下使用。
另外旋风分离器的维护费用很低，它没有布袋需要更换，也不会因为喷水而造成被收集粉尘的二次处理。
在实践中，旋风分离器可以在产品回收和污染控制上被高效地使用，甚至做为污染控制的终端除尘器。
在对旋风分离器进行计算和设计时，必须考虑到尘粒受到的各种力的相互作用。
基于这些作用，人们归纳总结出了很多公式指导旋风分离器的设计。
通常，这些公式对具有一致的空气动力学形状的大粒径尘粒应用的很好。
在最近的二十年中，高效的旋风分离器技术有了很大的发展。
这种技术可以对粒径小到5微米，比重小于1.0的粒子达到超过99%的分离效率。
这种高效旋风分离器的设计和使用很大程度上是由被处理气体和尘粒的特性以及旋风分离器的形状决定的。
同时，对进入和离开旋风分离器的管道和粉尘排放系统都必须进行正确的设计。
工艺过程中气体和尘粒的特性的变化也必须在收集过程中被考虑。
当然，使用过程中的维护也是不能忽略的。
1、进入旋风分离器的气体必须确保用于计算和设计的气体特性是从进入旋风分离器的气体中测量得到的，这包括它的密度，粘度，温度，压力，腐蚀性，和实际的气体流量。
离心沉降速度旋风分离器操作原理旋风分离器的
8VS ' D2
9 D
dc
4
N S
8VS ' D2
D 3 32SVS 'dc2 0.695m 9
校核ΔP
ui
8VS ' D2
8 1.08 0.6952
17.9m /
s
或P者从 维u2持i 2指定8的.0 最0大.4允3许21压7.降9数2 值 5为5前0P提a ，求7得00每Pa台 旋
进气管截面积 AB D D D2 0.076m2 24 8
每个旋风分离器的气体处理量为：
VS' ABui 0.076 20.2 1.535m3 / s
含尘气体在操作状况下的总流量为：
VS
5500 273 500 7600 273
4.32m3
/s
所需为旋满风足分规离定器的的气台体数处为理：量n 、VV压SS'强降2.及8 分离效率三项指
个数。
步骤： a) 根据具体情况选择合适的型式，选型时应在高效率与
地阻力者之间作权衡，一般长、径比大且出入口截面小的设 备效率高且阻力大，反之，阻力小效率低。
b) 根据允许的压降确定气体在入口的流速ui c) 根据分离效率或除尘要求，求出临界粒径dC d) 根据ui和dc计算旋风分离器的直径D e) 根据ui与D计算旋风分离器的处理量，再根据气体流量 确定旋风分离器的数目。
标，需要直径不大于0.78m的标准分离器至少三台，为了 便于安排，现采用四台并联。 校核压力降与分离效率
四台并联时，每台旋风分离气分摊的气体处理量为：
Vs '
Vs 4
1.08m3 / s
如何提高旋风分离效率的措施
如何提高旋风分离效率的措施旋风分离器是一种常用的固体颗粒分离设备，它通过旋转气流产生离心力，将固体颗粒从气流中分离出来。
在许多工业领域，旋风分离器被广泛应用于颗粒物料的分离和回收。
然而，旋风分离器的效率受到许多因素的影响，如颗粒物料的性质、气流速度、旋风分离器的结构等。
为了提高旋风分离效率，我们可以采取一些措施来优化设备的运行和设计。
首先，要选择合适的旋风分离器结构。
旋风分离器的结构对其分离效率有着重要的影响。
一般来说，旋风分离器的结构包括进气口、旋风管、排气口和收集器。
进气口的设计应该能够使气流均匀进入旋风管，而旋风管的设计应该能够使气流产生旋转运动，从而产生离心力将固体颗粒分离出来。
排气口的设计应该能够使气流和固体颗粒有效分离，而收集器的设计应该能够方便固体颗粒的收集和回收。
因此，选择合适的旋风分离器结构对提高分离效率至关重要。
其次，要优化气流速度。
气流速度是影响旋风分离效率的重要因素之一。
一般来说，气流速度越大，离心力越大，分离效率越高。
然而，气流速度过大也会导致能耗增加和设备磨损加剧。
因此，要根据具体的颗粒物料性质和分离要求，合理选择气流速度，以达到最佳的分离效果。
另外，要加强颗粒物料的预处理。
颗粒物料的性质对旋风分离效率有着重要的影响。
一般来说，颗粒物料的大小、密度和形状都会影响其在旋风分离器中的分离效果。
因此，在使用旋风分离器之前，可以对颗粒物料进行预处理，如粉碎、筛分等，以使其符合旋风分离器的分离要求。
这样可以有效提高分离效率，并减少设备的磨损。
此外，要加强设备的维护和管理。
设备的维护和管理对于提高旋风分离效率至关重要。
定期对设备进行检查和维护，及时清理和更换磨损部件，可以保证设备的正常运行，提高分离效率。
此外，合理管理设备的运行参数，如气流速度、进料量等，也可以有效提高分离效率。
最后，要加强技术研发和创新。
随着科技的不断进步，新型的旋风分离器结构和材料不断涌现，可以更好地满足工业生产对于分离效率的要求。
《旋风分离器结构参数优化数值模拟研究》范文
《旋风分离器结构参数优化数值模拟研究》篇一一、引言旋风分离器是一种重要的气固分离设备，广泛应用于化工、电力、环保等领域。
其工作原理是利用离心力将气流中的固体颗粒分离出来，以达到净化气体的目的。
然而，旋风分离器的性能受其结构参数的影响较大，因此，对其结构参数的优化研究具有重要意义。
本文通过数值模拟的方法，对旋风分离器的结构参数进行优化研究，以期提高其分离性能。
二、文献综述在过去的研究中，许多学者对旋风分离器的结构参数进行了大量的实验和数值模拟研究。
这些研究主要集中在入口结构、分离器主体结构、出口结构等方面。
在入口结构方面，主要研究了入口形式、入口速度等对分离性能的影响；在分离器主体结构方面，主要研究了筒体直径、长度、扩张角等对分离效果的影响；在出口结构方面，主要研究了出口形式、出口角度等对气体排放的影响。
然而，仍有一些关键参数未得到充分的关注和研究，如旋风分离器内部流场的分布情况、颗粒的运动轨迹等。
因此，本研究将对旋风分离器的结构参数进行全面的数值模拟研究，以期为旋风分离器的优化设计提供理论依据。
三、数值模拟方法本研究采用数值模拟的方法，利用计算流体动力学（CFD）软件对旋风分离器进行建模和仿真。
首先，根据旋风分离器的实际尺寸和结构，建立三维模型。
其次，选择合适的湍流模型和离散相模型，对旋风分离器内部流场进行模拟。
最后，通过改变结构参数，如筒体直径、长度、扩张角等，分析这些参数对旋风分离器性能的影响。
四、模型建立与参数优化1. 模型建立根据旋风分离器的实际尺寸和结构，建立三维模型。
模型应包括入口段、筒体段、扩张段和出口段等部分。
在建模过程中，要确保模型的网格划分合理，以保证数值模拟的准确性。
2. 参数优化本研究主要对旋风分离器的筒体直径、长度、扩张角等关键结构参数进行优化。
通过改变这些参数的值，分析其对旋风分离器性能的影响。
在优化过程中，要综合考虑分离效率、压力损失等因素，以找到最佳的参数组合。
五、结果与讨论1. 结果分析通过数值模拟，我们得到了不同结构参数下旋风分离器的性能数据。
基于CFD-DPM的旋风分离器结构设计优化
中国粉体技术CHINA POWDER SCIENCE AND TECHNOLOGY第27卷第2期2021年3月Vol. 27 No. 2Mar. 2021文章编号：1008-5548 (2021 )02-0063-11 doi ：10.13732/j.issn.l008-5548.2021.02.009基于CFD-DPM 的旋风分离器结构设计优化彭丽，柳冠青，董方，石战胜(华电电力科学研究院有限公司多相流分离技术研究及应用中心，浙江杭州310030)摘要：采用计算流体力学离散颗粒模型(CFD-DPM),结合响应曲面法，通过系列正交实验，对旋风分离器结构进 行优化设计；考察旋风分离器的7个结构参数以及参数间的交互作用对其性能的影响。
结果表明：对压降和分离效率影响最显著的结构参数为排气管直径，然后分别是入口高度、入口宽度、旋风分离器长度、排气管插入深度；入口尺寸与排气管直径对压降的影响存在很强的交互作用；旋风分离器长度与排气管插入深度、入口宽度与排气管直 径、入口宽度与旋风分离器长度及排气管直径与旋风分离器长度对分离效率的影响存在较强的交互作用，其余因素影响不显著；通过对各结构参数的响应面进行优化，获得该旋风分离器在最小压降和最大分离效率时对应的几何结构 参数。
关键词：旋风分离器；响应曲面法；计算流体力学；两相流；模型优化中图分类号:TH31 文献标志码:AStructure optimization and design of cyclone separatorbased on CFD-DPMPENG Li , LIU Guanqing , DONG Fang , SHI Zhansheng(Research and Application Center of Multiphase Flow Separation Technology , Huadian Electric Power Research Institute Co., Ltd., Hangzhou 310030, China)Abstract : A series of orthographic experiments were designed to optimize and design the cyclone separator geometry by adoptingthe CFD-DPM (computational fluid dynamics-discrete particle model ) and the response surface method. The effect of sevencyclone geometrical parameters and their interactions on the performance were investigated. The results show that the most signifi cant geometrical parameter is the vortex finder diameter. Other factors of the inlet width , inlet height , total cyclone height , and vortex finder length have significant effects on the cyclone performance. In addition , there are strong interactions between theeffect of the inlet dimensions and the vortex finder diameter on the pressure drop. There are strong interactions between the effectof the vortex finder length and total cyclone height , inlet width and vortex finder diameter , inlet width and total cyclone height ,vortex finder diameter and total cyclone height on the separation efficiency. Finally, a new set of geometrical ratios are obtained toachieve minimum pressure drop maximum separation efficiency by optimization of the response surface of each index.Keywords : cyclone separator ； response surface method ； computational fluid dynamics ； two-phase flow ； model optimization旋风分离器是一种极其重要的颗粒分离设备，在火力发电、石油、化工、水泥、钢铁、冶金等工业领域应用广泛。
炼油催化装置旋风分离器问题分析及改进措施
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交 流
３ 原 因 分 析
（ ）三 旋 更 换 情 况 ２ 本 厂 二 催 化 装置 立 管 式 三旋 结 构 型 式 一 直 没有 改 动 ，
重 油 催 化 裂 化 装 置 是 炼 油 厂 重 质 油 品 深 度 加 工 ，提 高 轻 油 收 率 ， 加 经 济 效 益 的 主 要 生 产 装 置 ， 炼 油 厂 生 产 中 增 在 有 着 举 足 轻 重 的 地 位 。 其 中 烟 气 能 量 回 收 系 统 能 否 正 常 运 行 ，直接 影 响装 置 的能耗 和 经济 效 益 。某 厂 二催 化 装置 自 ２０ ｏ １年 １ ０月 更 换 三 级 旋 风 分 离 器 后 ， 于 新 更 换 的 三 级 旋 由 风 分 离 器 工 作 效 率 低 ， 离 效 果 不 好 ， 成 烟 机 入 口 粉 尘 浓 分 造 度 和 颗 粒 直 径 严 重 超 标 ， 机 不 能 正 常 运 行 ， 气 能 量 无 法 烟 烟 回 收 ， 成 了 极 大 的 经 济 损 失 。 因 此 ， 三 级 旋 风 分 离 器 应 造 对 用 情 况 进 行 具 体 分 析 与 研 究 ，解 决 三 级 旋 风 分 离 器 实 际 应 用 中存 在 的 问 题 ， 保 烟 机 长 周 期 安 全 运 行 是 非 常 必 要 的 。 确
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经 验
炼 油催 化 装 置旋 风 分 离器 问题 分 析及 改 进 措施
旋风分离器的结构改进的研究
图1 气体排出管外螺旋翼片示意
由表 2 可见 , 设螺旋翼片及防涡流挡板的旋 风分离器效果最好 ,由于压力降增加不多 ,换取高 的分离效率仍是可取的 。
3 结束语
2. 2 扩散形锥体改为悬挂挡板
扩散形锥体要求中间孔口很小 , 过大则不起 作用 。为了较好地克服灰斗处局部涡流 , 防止将 分离下来的颗粒重新卷起进入上升的内旋流 , 又 不致于使结构复杂 , 将旋风分离器外筒与锥体连 接处至排气管下端管口的距离加长至 3 D 以上 ,旋 风分离器锥体也适当加长 , 在锥体2筒体连接处与 排气管口下端间的中部增设一个挡板 ( 可由排气 管吊挂 ,也可由外筒支撑) ,锥体下部取消灰斗 ,如 图 2 所示 。这样也能有效地防止颗粒扬起返混 , 结构则相对简单 。
宽度) ,m ;
d— — — 颗粒直径 ,m ; D— — — 旋风分离器外筒直径 ,m ; D′ — — — 螺旋翼片直径 ( 略小于 D , 视气体中颗粒直径 、 浓度而定 ) ,
选用 D Ⅲ常规旋风分离器与增设螺旋翼片及 防涡流挡板的改进型旋风分离器作对比实验 。三 种旋风分离器均为圆管狭缝进口形式 , 均不设灰 斗 ,其排气管直径分别相同 ; 为保证能够增设螺旋 翼片及防涡流挡板 , 三种旋风分离器的圆筒及锥 体均为加长型 ,长度分别相同 。D Ⅲ常规旋风分离 器排气管插入深度等于入口内径 。对 D = 150 mm
炼 油 设 计 2002 年 9 月 PETROLEUM REFINERY ENGINEERING 第 32 卷第 9 期
旋风分离器结构改进的研究
梁朝林
茂名学院 ( 广东省茂名市 525000)
摘要 : 根据旋风分离器的工作原理及应用特点 ,分析了影响旋风分离器分离效率的因素及结构存在的问题 , 并 提出了改进措施 ,即内管外壁增设螺旋翼片 ,扩散形锥体改为悬挂挡板 。通过实验观察 , 改进结构的旋风分离器分 离效率比常规旋风分离器高 。实践证明 ,对于密度差异较小的非均相物系的分离 , 只要对旋风分离器作适当改进 , 仍能取得令人满意的效果 ,这大大拓宽了旋风分离器的应用领域 。 主题词 : 旋风分离器 结构 改进 效率 提高
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。
催化裂化装置旋风分离器设计的有关问题
收稿 日期 ：２００６一Ｏ８一Ｏ２。 作者简介 ：教授级高级工程师 ．１９６４年毕业于北京 石油学 院 （现中国石油大学 ）行油机械系 ，长 期从事炼油设备设计及技 术管理工作 。曾任 中国石 油集 团华东设计 院总工程 师和副 院长 。
摘要 ：论述了影响催化裂化装置旋风分离器性 能的主要 因索 ，分析 了旋 风分离器各 相关结 构、尺寸 与效率 、压 力降 的关系 ；着重介绍了设计 高效旋风分离器的优化方法 ，以及延长旋风分离器使用寿命 的措施 。
关键词 ：催化裂化装置 旋风分离器 性能 优化 设计
旋风分离器 （下简称旋分 器）是炼油厂催化 裂化装置的重要设备之一 ，它的性能好坏 ，直接关 系到装 置运 转周 期和 经济效 益 。影 响旋 分器 性能 的因素很多 ，除操作条件、制造安装等因素外 ，通 常就旋分器本体来看 ，影响其分离效率 的因素有 三：一是分离器顶部 的“二次 流”引起的顶灰环 ； 二是排气管下端处的“短路流”；三是排尘 ＦＩ附近 的返混。这三个部位往往使旋分器的效率 降低 。 要提高回收效率 ，就要设法消除这三处 的影 响程 度 ，其途径有二 ：一是研究新 的结构 ，二是优化旋 分器各部分相关尺寸 ，通常是两者并用。
ｎ ２
一
积之 比，即 ｋ ＝ 。另外就是排气 管在器内的
叶 【‘Ｕ
伸人 长度 。
２．２ 工业 用旋 分器 相关 尺寸 比例 关 系 （见 表 ２）
表 ２ 工业上 已采用的旋分器 的相关 尺寸比例
Ｔａｂｌｅ ２ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｃｏｍ ｍｅｒｃｉａｌ ｃｙｃｌｏｎｅｓ
费托反应器旋风分离器改造及运行优化
进入后系统油气空冷器。
因空冷器出口温度为45℃，重质油在空冷器中冷凝，堵塞翅片管。
造成空冷器出口温度高，运行负荷增大，夏季高温天气冷后温度高，高温油气无法冷却，系统压力高，无法高负荷运行。
另一方面高温油气易带液，造成循环气压缩机入口分液罐液相大，影响压缩机稳定运行。
高温油气经油气空冷器冷却后进入轻质油分离器，轻质油分离器为波动板分离内件，轻质油中夹带的重质油、催化剂在波纹板上冷凝，造成内件堵塞，导致压缩机做功增大。
图1 循环换热分离器内件堵塞催化剂照片1.2 系统整体压差增大因高温油气携带费托催化剂，随着装置运行时间的增长，循环换热分离器、油气空冷器、轻质油分离器、压缩机入口分液罐堵塞越来越严重。
尤其是循环换热分离器，热侧压差逐渐增大，最高可达到310kPa ，远大于设计值。
压差增大造成内件超压运行，存在内件破损的隐患。
系统总压差原设计0.45MPa ，运行过程中最高达到0.85MPa 。
系统整体压差增大，造成压缩机做功大，气体循环量降低，装置无法高负荷运行，能耗高等问题。
1.3循环换热分离器无液位因循环换热分离器内件堵塞，高温油气从未堵塞的部分流动，换热效率降低。
一方面换热后油气温度高，重质油无法冷凝，直接被带入后系统油气空冷器。
另一方面堵塞后气体流速过高，将冷凝后的重油吹起带走。
同时循环换热分离器内件压差增大，存在部分包边破损，内件损坏的情况， 尤其是换热内件出口集合板，存在整板脱落的情况。
大量油气未进行分离直接进入后系统，造成循环换热分离器无液位。
原设计重油在循环换热分离器中进行分离，分离的重油直接进入汽提塔。
因循环换热分离器无液位，全部进入轻质油分离器，最后进入油水分离器。
造成轻质油与重质油混合在一起，轻质油量增大，轻质0 引言我国是一个富煤、贫油、少气的国家，随着全球经济的发展，我国对能源的需求不断增加。
当前我国石油对外依存度已超过60%，发展煤制油产业可有效缓解因富煤缺油给我国能源安全带来的挑战。
旋风分离器的优化设计
外筒体直径D(m ) 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 优化结构参数Lc ( m) 0. 5932 0. 6317 0. 8708 0. 8698 1. 1828 Zc( m) 0. 8608 1. 0049 1. 5523 1. 6996 1. 9285 S( m) 0. 4729 0. 4107 0. 5253 0. 5289 0. 8597 De( m) 0. 2113 0. 2472 0. 3490 0. 4227 0. 4938 Hc( m) 0. 2486 0. 2768 0. 3430 0. 3604 0. 4314 Bc (m ) 0. 0622 0. 0705 0. 0863 0. 0894 0. 1703 Jc ( m) 0. 2187 0. 2618 0. 3723 0. 4009 0. 4619 性能指标!( %) 81. 5 80. 7 77. 3 77. 7 77. 2#P( Pa) 928. 6 950. 9 662. 2 537. 4 543. 3Q( m3/ h) 1001 1345 1918 2087 3000CLT/A型旋风分离器的多目标设计优化我们应用多目标优化技术对CLT/A型单筒旋风除尘器的结构参数进行了研究，建立了以除尘效率、压力损失为目标函数的旋风分离器优化数字模型，并采用极小-极大方法对其进行优化设计，给出了使其综合性能最佳的结构参数。
1、旋风除尘器的性能分析1．1旋风除尘器的除尘效率CLT/A型旋风分离器的结构简单。
关于其除尘效率的计算有不同的理论与方法，由于各自假设前提不同，所得结果也不尽一致。
我们提出的方法考虑因素全面，得出的结果与实际比较接近。
1.2旋风除尘器的阻力旋风除尘器的阻力是评价其性能的重要参数，它关系到除尘器的能量消耗和风机的合理选择。
曾有不少研究者对旋风除尘器的阻力进行了理论推导，但由于其方法复杂，鉴于本文主要研究旋风除尘器各主要结构参数对其性能的影响，因此选取了合理的阻力计算经验公式。
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简述旋风分离器性能的优
化
摘要：综合了国内众多优秀论文的观点，从旋风分离器的结构设计、故障排除等角度讲述了提高旋风分离器工作效率，减少压降、阻力（延长使用寿命）的优化措施。
阐述了工艺优化后旋风分离器性能上的改善，为进一步扩展其应用领域提供了必要的依据。
关键词：旋风分离器：分离效率；压降；使用寿命；性能优化
0 引言
旋风分离器作为一种重要的除尘设备，在石油化工、燃煤发电等许多行业都得到广泛应用。
但是，由于其除尘效率一般多在90%左右，同时对粉尘粒径较小的粉尘除去效果一般，故对于除尘要求较高的生产场合，它一般只作为多级除尘中的一级除尘使用。
这就使得旋风除尘器的使用条件受到了很大的限制。
本文综合了国内众多优秀论文的观点，从旋风分离器的结构设计、故障排除等角度论述其性能优化的方法措施，使旋风分离器能适用于更广阔的应用领域。
1 旋风分离器结构设计对其性能优化的影响
1.1 旋风分离器与多孔材料的组合
人们为提高旋风分离器的效率，做了许多努力：将金属多孔材料安置于旋风分离器中，组合成的旋风—过滤复合式除尘器就是其中之一。
这种结构设计在锥筒底部加了一段直管，机器到了增加分离的目的，又起到减缓旋流的目的，以避免二次扬尘的产生。
为此，实验人员做了相关的测定实验，选取了铁合金冶炼粉尘等4种直径大小从0.05μm~10μm的不等的颗粒（基本上涵盖了所有常见粉尘的粒径范围），让实验更具有广泛的实用性，分离效率可大幅提高至近100%。
实验结束后，用氮气反吹滤管后，得到的结果非常理想，可进行再次实验，即实验的再生效果好。
1.2 改变入口切入角及外筒直径对旋风分离器性能的影响
影响旋风分离器性能的因素有很多，可以从改变其入口切入角和外筒直径这两个方面考虑工艺的优化。
根据模拟结果显示，r=6000mm、θ=7.5°构造的旋风分离器效率接近95%，分离效果较好。
现实验人员研究的就是在此基础上的设计优化。
首先，把入口切入角θ改为θ=9°及θ=6°两组，发现θ=9°比θ=6°入口速度高，但速度衰减慢，速度场分布均匀，速度偏差小，减少了对颗粒的二次卷吸，在外筒壁面处速度高，分离效率提高了。
其次，实验人员将外筒直径由6000mm变更为5600mm、5800mm、6200mm、6400mm，发现当直径增大，离心力作用小，分离效率降低；直径减少后，分离效果好，但由于在下部形成内旋涡卷吸了一些下沉颗粒，分离效果下降。
故可利用此外筒直径与分离效率的变化关系，寻找最合适的外筒直径大小，以达到最佳的分离效率。
1.3加装循环管和防液罩对旋风分离器性能的影响
对旋风分离器加装循环管前后进行实验对比分析可知，加装循环管的旋风分离器压降小于不带循环管的分离器，这就是说，带循环管的旋风分离器在入口摩擦损失、器内气流旋转的动能损失等方面均要小于不带循环管的分离器。
防液罩的存在对分离器压降影响不大，但带防液罩的分离器在不同高度剖面上的切向速度明显大于不带防液罩的分离器，那么他的分离效率就会相应提高。
因此，防液罩可以在不增加压降损失的同时，进一步提高切向速度，从而提高气、液相的分离效率。
1.4新设计样式的旋风分离器与旋风分离器性能的影响
已有许多研究人员着手于新型旋风分离器的设计与研究，新型双蜗壳旋风分离器就是新设计出的一种新型旋风分离器。
他的上行流区的静压变化为顺压梯度，有利于气体的顺利排出，减少旋风分离器的压力损失。
另外，循环式旋风分离器也有着提高分离效率，降低系统能耗的作用。
2 排除故障以优化旋风分离器的效率
2.1 消除三旋单管堵塞
笔者以比较常见的三级旋风分离器为例，简述通过工艺手段，消除由于
催化剂粉尘在胆管底部累积而造成的胆管堵塞现象。
专家对三旋单管的开孔排尘结构构造进行改造，目的是加强排尘锥体内的粉尘旋转。
改造后大部分粉尘通过扩大的侧面排尘口及时通畅地排出单管，不会悬浮在排尘口上形成形成灰环，提高分离效率。
2.2 改进加剂位置
旋风分离器一再旋分，工况苛刻，且新鲜催化剂存在高温水热失活。
针对这一工艺缺点，专家建议可采用加新鲜催化剂到二再烧焦罐下部的加剂线路，减少新鲜剂的细粉跑损。
这样做可减少催化剂的损失，使其得到更合理的利用，既提高效率，又节约了原料。
3 利用旋风分离器尾气中的水分提高分离效率
实际生产中，在使用旋风分离器进行除尘时，运用“半干法”可高效地除去普通方法难以除去的超细颗粒。
Rushton A. 等学者在实验中发现：当气体相对湿度在38%以上时，细小的粉尘又团聚作用，使小颗粒的排放比率大大减少，效率提高。
利用旋风分离器的后面向尾气中直接喷入雾化程度很高的水或水蒸气，使气体相对湿度φ≥38%，可以让分离效率大大提高，且同时降低了分离过程中的阻力。
4 结语
以上就是近几年国内专家学者们对旋风分离器性能优化所作出的尝试、探讨与实践，在这些事件的过程中，仍然有许多问题需作进一步讨论。
减少压降与提高分离效率成了旋风分离器性能优化的两大主调，急需处理的技术核心。
相信在不久的将来，专家和学者们会在结构设计、分离方法上，有所突破、有所创新，以实现延长旋风分离器寿命，提高其工作效率的最终目的。
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alrazera@.br hayop_121570@
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