克劳斯非常规分流工艺的模拟与优化

分流式克劳斯工艺是高效处理贫酸性气体的硫磺回收技术之一。在该工艺中采用非常规分流法,可有效解决硫回收负荷不均、出现游离氧和设备及催化剂使用寿命减少等问题。基于AspenPlus软件建立和验证了克劳斯工艺模型,研究了非常规分流比例对克劳斯工艺的影响,并考察了酸气组成、当量比、富氧浓度、预热温度和压力对非常规分流工艺的影响,建立了非常规分流比例下实现合流处H_(2)S和SO_(2)体积比为2的变量模型。结果表明:随着分流比例的增加,炉膛燃烧环境逐渐转变为缺氧气氛,炉膛温度降低,克劳斯反应开始在热反应段进行,硫回收负荷从催化反应段向热反应段转移。变量模型能同时转移硫磺回收负荷和提高硫磺回收率,可为工业克劳斯非常规分流工艺提供丰富的操作条件。

基于气液分离的天然气双入口优化设计

天然气井采出的天然气通常含一定量的液体,这些液体不仅会堵塞管线、阀门,影响流量计计量的精确度,而且还会腐蚀设备、管道、仪表,易引起振动,破坏管道结构,严重影响集输生产管道寿命与安全,因此需尽快对采出液进行气液分离。为此,根据油气田现场采出液工况,设计了双入口气液分离器,并采用欧拉多相流模型,耦合标准k-ε湍流模型,对分离器内部的流场分布和分离特性开展了数值模拟研究。研究结果表明:(1)由于双入口的存在,分离器入口处湍流强度较小,流动较为平稳,能够增加入口气液混合液的分层程度,减少分离器下部发生折返的气体流量,进而减少气体出口带液量;(2)当入口液滴粒径大于0.1 mm时,仅有极少量的气体从液体出口流走,能够取得较好的分离效果;(3)随着分流比的减小,液体出口液体体积分数迅速增加,气体出口液体体积分数缓慢增加;(4)入口液体体积分数的变化主要影响分离后气体的纯度,对分离后液体的纯度影响较小。结论认为,在实际应用过程中,对于液滴粒径较小的来液工况,无论入口液体体积分数如何变化,均应调节分流比小于入口液体体积分数,使其液位略高于液体出口,以提高气液分离的效果。

三岛型群汊河道平面流场与分流特性研究

对三岛型群汊河道平面流场与分流特性的研究是预测污染物混合、富集和分散等水环境保护工作的基础。选取天然河流中三岛型群汊河段,建立三岛型群汊河道水流运动物理模型试验系统,在各汊道布置20个测量断面。详细测量三岛型群汊河道中水流结构参数,得到了7个不同水深处的平面流速分布。基于各测点三维流速与各汊道的流量计算数据,分析表、中、底3层不同水深的平面流场和各汊道分流比的特点。通过绘制分汊岛几何边界的切线,来确定分汊岛附近主流区范围,分析三岛型群汊河道分汊岛布局对分流效果的影响。结果表明:三岛型群汊河道各支汊流量分配存在明显差异,各汊道的分流比例由分汊点位置、分汊岛几何边界位置和汊道平面流速分布共同决定;当分汊点在主流区以内时,分汊点的位置对各汊道分流比例起明显作用。

充气量对低品位铝土矿旋流-反浮选分离的影响

依据我国铝土矿的特点和旋流分选规律，对w（Al2O3）／w（SiO2）为4．39，磨矿细度为粒度小于0．074mm占61．90％（质量分数）的铝土矿进行了旋流-反浮选试验．考察了充气量对分离过程和分离指标的影响．结果表明：在0～4．0m^3／h范围内增大充气量，轴向零速包络面向轴心收缩，分选指标变差；在同样的充气量条件下，增大入料压力有利于旋流-反浮选过程的进行，分选指标得以改善；在0-0．8m^3／h范围内增大充气量，轴向零速包络面向轴心轻微收缩，削弱矿物颗粒间基于粒度差异的分级作用，但却能在一定程度上强化它们之间基于密度和表面性质差异的分选作用，分选指标优于不充气时．

基于BP神经网络的长江口北支河槽容积分析

根据实测水文及泥沙等资料,采用现在较成熟的且应用广泛的BP人工神经网络建立了北支0 m以下河槽容积与大通流量、大通输沙量及北支分流比3个因子间的神经网络模型,网络结构为3-1-7-1,通过选择合适的参数,模型训练较好,预测结果与线性回归模型预测结果相近,说明BP神经网络模型能够广泛应用于河口水文等方面的预报。

柱型旋流器油水分离特性的数值模拟研究

采用雷诺应力（RSM）湍流模型和欧拉多相流模型，对柱型旋流器的内部流场进行了数值模拟，得到了柱型旋流器内的切向速度、轴向速度和径向速度分布，以及溢流比和分离加速度对油水二相在柱型旋流器中分离效率的影响。这些结果对柱型油水旋流分离器的结构优化和提高柱型分离器的油水分离效率有指导作用。

脱油型静态水力旋流器压力损失测试研究

通过分段测试得到水力旋流器内部各分段压力损失占总压损失的比例情况 ,同时得到脱油型静态水力旋流器流量、分流比分别与压力、压力损失和压降比的拟合曲线近似呈乘幂关系。通过实验测定与理论分析 ,发现旋流器有效分离时底流需保持合理的背压 ,而当溢流压力与底流压力满足适当的比例分配关系时分离效果才较为理想。

疏水缔合聚合物与渤海储层非均质性适应性研究

疏水缔合聚合物凭借良好的抗盐、抗剪切性在聚合物驱和调剖堵水中发挥重要作用的同时面临着油藏非均质性适应性问题。本文以渤海某油藏储层特征和流体性质为研究平台,在确定了疏水缔合聚合物AP-P4与目的储层孔喉配伍性的基础上,通过分析三管并联岩心(渗透率分别约4、1.5、0.5μm2)实验中的聚合物浓度变化对小层分流率和驱油效果的影响,开展了疏水缔合聚合物与储层非均质性的适应性研究。结果表明,随AP-P4浓度的增加,聚合物溶液的黏度和分子线团尺寸增大,相近渗透率下的阻力系数和残余阻力系数增大。AP-P4浓度为1500、1750和2000 mg/L时,与其相对应的岩心渗透率极限分别为1150×10-3、1500×10-3和1780×10-3μm2。聚合物浓度变化不仅会影响剖面反转时机,还会影响聚合物溶液在各小层中的驱替能力。聚合物浓度在1500~2000 mg/L范围内,随着聚合物浓度增加,聚合物与储层非均质性适应性变差,中、低渗透层受效波及区域减小,剖面反转时机提前,采收率呈现出先增加后减小的趋势,在聚合物浓度为1750 mg/L时实验增油效果最好,表明疏水缔合聚合物与储层非均质性的适应性对原油采出程度至关重要。

掺气分流墩设施水力特性的试验研究

掺气分流墩设施是设在陡坡急流中的大型分流墩.该分流墩将贴壁急流转变成为充分扩散、四面临空、剧烈紊动、充分掺气的水流.水舌在空中碰撞、混掺、碎烈、水滴化,大大增加了水流与空气的接触面.水流进入消力池时,入池单宽流量减小;消力池水流流态受下游水深控制,可以分为四种流态.该设施的最优收缩比范围为0.5～0.7.墩头脉动壁压满足重力相似,优势频率不满足重力相似且 fr=1,墩头脉动壁压优势频率在 0.1～0.388Hz 之间,远小于墩头自振频率.掺气分流墩属超空化体型,不会发生空蚀破坏.掺气分流墩设施的水舌掺气核心区长度仅为普通二元水舌核心区长度的 1/5～1/2,最小平均含水率仅为普通二元水舌的 14%,当 S/h＞20时,βsm逐渐趋于0.1,已为水滴化状态.消力池掺气充分.当λ=0.5 时,消力池底板压强系数减少了约30%.与普通二元水舌消力池比较,水跃长度可缩短1/3,跃后水深可降低1/5,消能率提高了(6～16)%.

不同裁弯取直方案对河道行洪影响分析

采用二维数学模型,对成都市府河上游段河道裁弯取直工程进行了对比分析,探讨了弯颈落差全河段分摊和设置集中跌落两种不同裁弯取直方案对河道行洪的影响。结果表明,不同裁弯取直方案均会造成畸弯河道上游主槽水位降低和流速的增加,并引起老河湾水流动力的减弱;落差分摊方案对老河湾分流量及水流动力参数的消弱作用更大,上游河道水位降低更为明显;从流速沿程分布规律来看,设置集中跌落的裁弯取直方案将引起局部河段流速过高,对河道冲刷安全不利,且存在明显的噪声污染。但是,落差分摊方案将弯颈落差通过工程措施直接分摊到整治河段范围,更接近自然裁弯取直的河道演变过程,因此该工程方案更为合理。

分流式液力机械变矩器的传动特性研究

基于2K-H型行星轮系的运动方程,给出了分流式液力机械变矩器(HSTC)自锁的判断方法;提出了HSTC功率流的分析方法;建立了HSTC的结构参数与传动参数之间的关系,对比分析了各种型式的HSTC的效率、变矩比、分流比等传动参数。研究结果表明,在没有功率循环和自锁的情况下,HSTC的传动效率高于液力变矩器,HSTC比液力变矩器具有更宽的应用范围。所得研究成果可为HSTC的计算和设计提供理论基础。

一维含气多孔介质突然卸载破坏引起渗流变化的实验研究

利用煤激波管进行了一维含气多孔介质在突然卸载条件下的破坏实验,并对破坏的形态(层裂和层松)以及破坏前后气体渗流特性的变化进行了实验研究。实验结果表明:试样的破坏存在层裂和层松两种典型的破坏形式,破坏后煤样渗透率的变化本质上是由层松引起的;渗透率的分布与破坏应变直接相关,而充气压力是决定总体变化的参数;试样开裂破坏后的渗透率是原始渗透率的1～2倍;随充气压力增加.破坏深度按某一特征厚度的倍数增加。

一种新型旋流排沙渠道的试验研究和数值模拟

引水时泥沙含量过高会导致一系列工程问题,为解决多泥沙河流引水时的水沙分离问题,常在渠首处设置排沙设施。旋流排沙渠道作为一种渠道排沙新技术,其综合性能和排沙效果是其推广应用的关键所在。本文采用试验研究和数值模拟相结合的方法,对旋流排沙渠道内水流的水力特性和排沙特性进行了分析。首先,采用物理模型进行试验,获得相应的水力参数和截沙率;其次,通过试验所得参数验证数值模拟的准确性,其中流速、水面线等参数数值模拟结果与试验值一致,数值模拟能够反映旋流排沙渠道内水流的运动状态;最后,结合模型试验和数值模拟对旋流排沙渠道的水力特性和排沙特性进行综合分析。结果表明:起旋室流态随渠道来流量的增加呈自由流、临界流及淹没流的流态演变序列;在淹没流流态下,排沙洞内能形成有利于泥沙悬浮卷扬的旋转水流,且对引水渠道内的流态影响很小;随着上游渠道水深增加,排沙洞的分流比呈非线性规律减小,在上游渠道内相对水深为0.97时,排沙洞的分流比仅为6.07%;上游渠道内相对水深为0.21时,排沙洞内最大流速较渠道平均流速增大了175%,对粒径为0.075~3.000 mm泥沙的截沙率达93.7%。综上所述,旋流排沙渠道是一种高排沙率、低耗水量的渠道排沙技术,成果有利于丰富引水工程中的水沙分离技术,为解决渠道泥沙淤积问题提供了新思路。

发酵液中3-甲硫基丙醇的GC-MS分析

研究建立发酵液中3-甲硫基丙醇的GC-MS分析检测方法。我们通过GC-MS分析比较了不同的有机溶剂(二氯甲烷、正己烷、乙醚、乙酸乙酯、石油醚等)及不同的萃取体积比对试验造成的影响,结果发现二氯甲烷是最合适的萃取试剂,最佳萃取体积比为二氯甲烷∶发酵液=1∶2;比较不同极性色谱柱、不同分流比以及不同载气流速的GC-MS检测3-甲硫基丙醇效果,确定弱极性色谱柱TR-1MS、分流比15∶1、载气流速1.0mL/min为其最佳检测条件。

两段式分速汇矩式液压机械传动设计

提出了一种由双行星排组成的新型两段式液压机械传动方案。基于某车型参数,分析了传动系统的速比特性、力矩特性,以及平稳换段条件和系统功率流状态。通过分析研究表明该系统具有较宽的调速范围和较高液压功率放大系数,并且具有方便回收制动能量的潜在优势,在民用车和农用领域均具有广阔的发展前途。

斜倾盖板水石分流池的分流能力分析

针对水动力条件这一泥石流重要的激发因素,提出一套新型的水石分流系统,系统主要由倾斜盖板分流池和虹吸排水管组成.水石分流系统可以高效快速的排泄沟谷内的水体,消除超强水动力条件,对于抑制泥石流发生或减小其规模意义重大.依据水力学相关理论,建立计算分流量和分流率的方法,计算结果与一处实际分流池工程实测数据吻合较好.对影响分流能力的主要参数(盖板长度、宽度和倾斜角度)分别进行了6种不同取值下的分流率计算,结果表明:盖板宽度和角度的变化对于分流影响相当,长度变化所带来的影响最显著,应作为控制分流率时的主要调整对象.

轴流式脱气除砂三相旋流分离器操作参数优选

针对一种新型轴流式脱气除砂三相旋流分离器,利用数值模拟分析软件Fluent,对旋流器进行全流场数值模拟,研究得出了旋流器内部速度分布规律、压力降特性和气相、固相体积分数分布情况,对分离器进行变处理量和分流比(溢流、侧向)操作参数的对比分析,优选得出分离器最佳分离性能下的处理量、溢流分流比和侧向分流比分别为6.4m3/h、40%和4%。

聚合物驱组合段塞分注实验研究

萨尔图油田南二区东部140号断层以东地区葡I1-4油层,以多段多韵律和正韵律沉积为主,平均孔隙度30.0%,平均空气渗透率1 980×10-3μm2。水驱结束时该油层平均含水92%,采出程度39.5%。计划对该区块实施聚合物驱开采。以往经验认为,组合段塞调整注聚技术能够有效改善流度控制作用。然而对组合注入情况下如何进一步提高驱油效果、注入井分注时机、层段注入强度对开发效果有何影响却很少探讨。通过室内驱油实验,在聚驱的组合段塞注入不同时机(水驱空白阶段、含水下降阶段、含水稳定阶段、含水回升阶段)下调整注入强度实施分注以及在含水回升分注基础上进一步调整注入强度,同时对比不分注实验,评价各方案驱油效果。实验表明:不实施分注时聚驱采收率在水驱基础上提高了19.07个百分点,而组合段塞注入时实施分注均能够在不分注基础上进一步提高驱油效果;空白水驱时实施分注采收率提高幅度最大,为26.55个百分点;随着分注时机的滞后采收率提高幅度增加值依次递减,分注时机越早越好。

抽水蓄能电站岔管水力特性数值模拟

在计算方法的可靠性得到模型试验结果验证的基础上,以某抽水蓄能电站月牙肋岔管为研究对象,利用紊流模型对其水力特性进行数值模拟,分析了肋宽比、分流比及弯管段转弯半径对岔管水头损失及流态的影响。

分流比对旋流器影响的数值模拟与试验分析

基于计算流体动力学软件Fluent和相似参数准则的试验方法,开展不同分流比对旋流器空气柱、分离流场和分离效果影响规律的数值模拟及试验分析。研究结果表明:分流比小于8%时,限制了空气从底流口的吸入量而未能形成贯通旋流器轴向的空气柱;当分流比在8%~15%时,形成了高度稳定的空气柱;旋流器受分流比增加的影响,切向速度的峰值呈增加趋势且最大增幅为1.59%;分流比的增大将使得分离效率增大;当分流比为15%时,空气柱直径逐渐减小。