强化硫转移助剂脱硫效率的再生器内构件改造

某炼化公司2.20 Mt/a重油催化裂化装置检修时,针对单段逆流再生器密相床层中待生催化剂(待生剂)分配不均匀以及气泡相和乳化相传质阻力较大限制硫转移剂脱硫效率的问题,将待生剂分配器由“船”形改为“Y”形,并增加一层Crosser格栅。改造实施后,由于待生剂在密相床层分布得更均匀,使得含SO_(2)的烟气也均匀分布在密相床层,减少了传质阻力,提高了助剂的吸附脱硫效率。在相近的再生工况下,硫转移助剂的捕硫量(PUS)增加了一倍,助剂使用量降低40%,烟气净化系统氨水用量降低40%,助剂费用和运行成本显著降低,同时烟气外观明显改善。

CO_(2)化学吸收系统的垂直管式降膜再沸器传热传质研究

针对CO_(2)化学吸收系统中存在的高再生耗能和吸收剂长时间高温受热产生热降解的问题,提出了一种新型管式降膜再沸器。通过对降膜流动特性分析,开展了液体分布器结构优化设计研究,并且在200m^(3)/h烟气CO_(2)化学吸收中试平台进行了系统热工实验,以验证降膜再沸器的传热传质性能并寻找最优操作参数。通过降膜流动实验发现,优化接管开孔和分布槽孔径后的液体分布器不均匀度可显著降低至0.026。结果表明,随着管内液相流速的增加及层流与湍流状态的转变,降膜再沸器总传热系数呈先减小后增大的趋势。同时,随着蒸汽质量流量由60kg/h增加至70kg/h和80kg/h,再生率可由10%左右上升至20%左右,最高可达到24.7%,从而促进了胺溶液的二次解吸。增加蒸汽流量和胺溶液进口温度,降膜再沸器热流量逐渐增大,整体传热性能逐渐增强,总传热系数随之增加。所开发的CO_(2)化学吸收管式降膜再沸器,实现了降低吸收剂在再沸器内停留时间,同时提升了再沸器传热效率及胺溶液CO_(2)再生率,有望显著降低碳捕集再生热耗。

多级液体分布器流动特性分析

新型污水处理工艺的处理效率受到反应池流场扰动影响较大,引起流场扰动的主要因素是液体分布器出流均匀性和出孔湍流强度。目前,关于分布器均匀布水的研究较少,尚未揭示淹没流的孔口阻力特性与沿程阻力特性协同机制。本文提出一种孔径梯度变化的多级液体分布器结构,应用于某示范工程中,建立了基于物质传输模型的淹没流液体分布装置有限元分析方法,将数值模拟结果与试验结果进行对比。结果表明:试验得到2个测试平面内氯离子质量浓度最大偏差为1.97%,有限元模拟得到多级液体分布器的克里斯琴森均匀系数为89.1%。在进水过程中,试验和有限元模拟所得新进水质量分数的变化趋势一致,结果吻合较好,证明了新型污水反应器结构的合理性,且满足工程应用要求。

大配合间隙下阀芯偏斜对水嘴性能的影响

水嘴作为配水器的核心组件,目前已被广泛应用于注水油田。然而,水嘴在实际应用中会遭遇卡阻,导致阀芯无法正常调节,影响注水的效果。并且在测试过程中,很难观察到阀芯卡阻的细节,并重现这种现象。为了揭示水嘴卡阻机理,对不同开度下大配合间隙、阀芯偏心及倾斜对水嘴性能的影响进行了研究。首先,利用了仿真计算方法,建立了水嘴流体域有限元模型,构建了水嘴理论流量特性计算模型,通过实验获得了流量特性,验证了有限元模型的准确性;然后,分析了不同配合间隙下水嘴的流量特性及阀芯表面压力特征,获得了水嘴关闭时的泄漏量、阀芯受到的轴向力和径向力以及表面流动特征;最后,利用了遗传算法,优化了配合间隙。研究结果表明:大配合间隙使流量调节率曲线明显偏离标准曲线,流量调节率明显降低;水嘴在零开度时的径向力与轴向力最大;当配合间隙为0.05 mm时,泄漏量比间隙为0.25 mm时减少了84.56%;配合间隙对泄漏量的影响最为显著,其次为径向力和轴向力;优化配合间隙能够降低泄漏量和径向力,增大偏心与倾斜角能够降低卡阻风险,提高水嘴运行的可靠性。

气液两相流分配器参数敏感性分析与优化

针对制冷系统气液两相流分配不均引起的多流路蒸发器能效低下,以及分配器结构设计不合理问题,基于六面体网格和Euler-Euler模型,构建了分配器中制冷剂气液两相流动模型,详细分析了制冷剂在分配器中的流动特性,研究了不同工况下腔体高度、腔体直径以及支管插入深度等参数对分配不均匀度的影响规律,并结合田口法进行敏感性分析及参数优化,得到了各参数的影响权重及最优参数组合。数值结果表明:随着腔体高度与直径的增大,气液两相流混合效果得到改善,分配不均匀度逐渐下降;随着插入深度的增大,分配器不均匀度先降低后增大,插入深度最优值为5 mm;随着质量流量的增大,腔体高度与插入深度的贡献逐渐增大,而腔体直径的贡献逐渐减小,表明分配均匀性对腔体直径的依赖程度降低;相对于基准案例,所得最优组合的不均匀度降低了6.6%~19.3%。该研究可为抑制气液两相流相分离和分配器结构设计提供理论基础及数据支撑。

催化轻汽油醚化装置长周期平稳运行优化措施

目的对催化轻汽油醚化装置运行过程中出现的叔戊醇在甲醇回收塔内积聚、甲醇萃取塔塔底出料带油问题进行分析,并提出解决措施。方法对于叔戊醇在甲醇回收塔内积聚的问题,主要采取以下措施进行处理:①降低甲醇回收塔进料塔板与塔顶之间的温差;②将叔戊醇自甲醇回收塔侧线抽出;③降低甲醇回收塔进料中叔戊醇质量分数。对于甲醇萃取塔塔底出料带油的问题,主要采取以下措施进行处理:①降低含醇轻汽油进料中的有害物含量;②降低甲醇萃取塔内有害物含量;③优化轻汽油进料分布器结构。结果采取相应措施后,大幅度降低了因叔戊醇在塔内积聚而引起的甲醇回收塔液泛和冲塔事故的发生,副产物生成量降低,产品质量提高;有效降低了甲醇萃取塔塔底出料带油量,避免了因大量轻汽油通过甲醇回收塔回流罐排至火炬而造成的产品损失和环境污染问题。结论对相关流程和操作条件进行优化,可有效降低叔戊醇在塔内积聚及甲醇萃取塔塔底出料带油事故的发生,确保装置长周期平稳运行。

改善下缸体压铸件缩孔缺陷的模具优化设计

介绍了一款铝合金下缸体压铸件的结构特点及缺陷形式,运用“鱼骨图”对下缸体局部缩孔缺陷进行分析。采用局部挤压技术对铸件局部厚大处进行增压补缩,同时加大缺陷部位的型腔冷却,采用“分水盘”结构改变冷却水道进出口位置,避免与挤压油缸的干涉。通过以上措施有效地提高了下缸体的内部和外观质量,大幅提高产品的合格率。

高速电主轴油气润滑参数优化系统及平台设计

油气润滑是高速电主轴最高效的冷却润滑方式,然而要达到最佳的润滑效果必须针对不同型号轴承以及不同工况设定准确的油气润滑参数,这就需要可靠的试验装备进行大量的试验分析。为此搭建模拟电主轴运行工况的实验平台,设计油气润滑系统并设计一种兼具油气混合器和油气分配器功能的油气混合分配器。试验结果表明:试验平台最佳的转速范围为0~30 000 r/min,满足高速机床主轴试验的转速要求;油气混合分配器供油误差满足±10%的行业标准,使用寿命达到12万次。因此搭建的试验平台和油气润滑系统对高速电主轴油气润滑参数的试验研究有较高的可靠性。

基于CFD-DEM耦合的不同出口形式气力集排系统分配器仿真与试验

气力集排技术具有播种效率高、广适性好、种子损伤低等优势,在研究中发现种子分配器的形式和结构参数对气力集排系统排种均匀性影响较大。本研究分别提出了M型、T型和Y型种子分配器,阐述了气力集排系统的总体结构和工作原理,以小麦为研究对象,开展了分配器内种子颗粒群体在气流作用下的受力和运动分析。基于CFD-DEM气固耦合方法,分别建立了小麦种子和分配器的仿真模型,以各行排量均匀性变异系数为指标,开展了不同出口型式对分配器性能影响的仿真试验研究,确定了M型种子分配器为最优结构。在此基础上通过单因素试验研究了不同出口管倾角、顶盖圆锥角、入口直径、圆角半径和气流输送速度对M型种子分配器内部流场均匀性的影响,确定了显著性因素及其水平范围。分别以(出口管倾角、顶盖圆锥角、圆角半径)为因素开展了3因素3水平正交试验研究,以各行排量均匀性变异系数为指标,通过响应面分析,确定了M型种子分配器最优结构参数,在西北农林科技大学试验农场开展了台架和田间验证试验。仿真和试验研究结果表明:与T型和Y型种子分配器相比,M型种子分配器显著提高了小麦种子的排种质量,排种均匀性变异系数分别降低了7.41%和3.72%。当顶盖圆锥角为117.03°,出口管倾角为59.50°圆角半径为69.46 mm时,种子分配器均匀性最佳,各行播种均匀性变异系数为6.05%。M型种子分配器仿真结果与台架和田间试验验证结果的绝对误差分别为1.00%和1.55%。该研究为气力集排系统的设计提供参考和技术支撑。

基于增材制造技术的F8型分配阀结构优化设计

基于增材制造技术思路构建了F8型空气分配阀结构模型,利用Fluent软件对F8型空气分配阀内部流道进行仿真优化,利用ANSYS进行有限元仿真进行残余应力和变形量分析,采用试验手段对仿真结果进行验证。结果表明:基于增材制造技术制造的F8型空气分配阀可以实现部件轻量化和提高列车制动性能,中间体相比于原设计可减重89.0%,最小级位常用制动和大级位制动时制动缸充风速率可分别提升13.5%和21.6%,部件残余应力和变形量可满足使用要求。提供了基于增材制造技术的F8型分配阀结构优化设计的新思路,也对其他结构复杂产品的智能制造提供了重要参考。

汽油加氢装置反应器泡罩式分配器气相分配特性研究

分析了汽油二段气相加氢过程中广泛使用的泡罩式分配器的主要特点和工作原理,并对泡罩式分配器分别进行了单体试验研究和组合试验研究,以分布不均匀系数和压力降为性能评价指标,探究其气相分配特性。试验结果表明:泡罩式分配器的分布效果不受风量的影响,增大风量不能提升纯气相分布效果,反而增大了流动阻力,使得压力降变大;并且由于结构原因,导致气相从中心管流出后都基本集中在中心管正下方,扩散范围较小,没有在整体匹配上形成较好的融合。从最优化和系统节能角度分析,泡罩结构的分配器作为气相分配器并不是最佳结构,因此在不影响分配特性的情况下,新型气相分配器应该采用非泡罩结构,进而大大降低气相流动阻力,并且在设计气相加氢分配器时,不仅要考虑分配器的单体分布性能,还要考虑相邻分配器之间的相互影响,尽可能扩大单体分配面积的同时均化组合流场,以提高内件运行过程中的安全稳定性。

基于计算流体力学的流化床气体分布器结构研究

分布器是流化床反应器中重要的内构件之一。现有研究多集中在分布器类型和排列方式的优化及设计,而较少关注分布管结构对反应器内流动特性的影响。本研究在传统管式分布器的基础上,提出了一种带有文丘里结构特征的管式分布器,通过计算流体力学模拟对比了传统管式分布器和新型分布器的流体力学性能。结果表明:同等工况下,相对于传统管式分布器,新型分布器的压降降低38.10%~62.82%,出口气体速度不均匀度更低,气体分布更加均匀。

固定床加氢反应器气相分配器数值模拟研究及防腐

轻质油品固定床加氢反应器内介质基本为气相,而气相物流流动性大,气体偏流和气体端效应会大大降低设备效率,使产品质量下降,并且传统的泡帽式分配器在高温、临氢环境下容易受到高温氢腐蚀,出现锈蚀、坑蚀、开裂等现象导致分配器失效,因此开发了新型气相分配器。为了深入了解分配器内部流体流动状态,采用CFX软件对单个新型气相分配器的流体力学性能进行模拟研究。模拟研究结果表明:新型气相分配器的扩散面积广,不存在中心汇流现象,气相均布性能好;数值模拟结果与冷模试验结果的出口截面平均流速和压力降的相对误差均小于20%,数值模拟与冷模试验的结果较吻合,证明了新型气相分配器在轻质油品气相加氢过程的优越性。

粮食浅圆仓通风地槽空气分配器的安装实践

介绍了粮食浅圆仓通风地槽空气分配器的实际应用经验,以期对浅圆仓通风工程技术人员起到参考借鉴作用。

降膜再沸器液体布膜器性能研究

对降膜再沸器上常用的双切口液体布膜器进行单管布膜试验研究,测得最小成膜液体量和不同流量工况下的液膜厚度,为降膜再沸器工程设计提供了基础数据。进一步,利用有限元软件模拟该布膜器的流场分布情况,发现在切口附近液体分布不均;针对这个问题,提出在切口处增加引流挡板,并模拟改进后液体布膜器的流场分布情况,发现切口处液体局部汇聚情况得到明显改善,为后续降膜再沸器优化设计提供指导。

基于DEM-CFD耦合的气力式排肥器的仿真与试验

施肥作业的品质直接影响农作物的产量,为了提高施肥作业的机械化水平,依据负压吸附原理优化设计了一种可高效施肥的气力式排肥器。首先基于离散元法(DEM)建立了肥料颗粒模型,利用Ansys软件对排肥器模型进行简化与网格划分,利用Fluent模块分析了排肥器内部流场,得到了吸孔截面压力云图与气流场迹线图,接着利用EDEM-Fluent耦合模块,对排肥器进行了数值模拟研究,最后进行台架性能试验,得到不同参数下的性能指标与最优参数组合。对比仿真与台架试验结果,得出如下结论:当排肥盘转速为43 r/min,负压大小为7 kPa时,单圈排肥量为4.46 g,排肥均匀性变异系数为8.72%,排肥性能最佳,满足施肥机械质量评价标准,可为气力式施肥机械的设计提供参考。

脱硫塔煤气分布器的模拟分析及优化研究

介绍了煤气净化工程脱硫塔中应用的直管开孔式煤气分布器和双列叶片式煤气分布器的主要结构及分布特性。在同等条件下采用Flow Simulation软件分别模拟两种煤气分布器的流动情况,进行流场、压力降、均匀性指数分析,并对低压降的双列叶片式煤气分布器进行结构优化。研究双列叶片式煤气分布器的均布性能和压降性能随不同导流叶片数量的变化规律,提升分布器的分布效果。

新型旋流布液器成膜性能实验研究

布液器是降膜蒸发器的关键部件。文章针对现有布液器存在的不足,开发了一种新型旋流布液器。该布液器为切向开槽结构,槽一侧与管内壁相切,另一侧延伸一定长度与管内壁形成导流结构,下端与换热管通过螺纹连接。在有机玻璃实验装置内对新型旋流布液器和切向槽型布液器形成液膜等性能进行了系统的对比研究。实验结果表明:只要合理控制流量,两种布液器均能连续稳定成膜,不会出现“干管”现象;新型旋流布液器的最小成膜流量更小,成膜的流量范围更广,说明其操作弹性更大;在相同流量下,新型旋流布液器比切向槽型布液器形成的液膜厚且流速小,因此液膜稳定性更好,同时液膜在换热管内的停留时间更长,换热效果更好。

空分装置空冷塔分布器堵塞在线处理方法

针对空分装置空冷塔在长期运行过程中出现的因塔内分布器堵塞导致水流量不足,造成空冷塔出口空气温度升高及下游分子筛出口水分和CO_(2)含量超标等问题,通过对堵塞的空冷塔分布器采取在线反吹处理的方法,解决了堵塞问题。

结晶器的制作及其特点探讨

介绍了一种新材料行业中使用的结晶设备的结构形式以及分布头和分配器的应用,探讨该结晶设备的一些特点,医药产品及中间产品都是以晶体形态出现的,结晶往往是大规模生产它们的既节能又经济方法。