旋流快分器内气相流场的实验与数值模拟研究

用智能型五孔探针对催化裂化沉降器带筒状物的旋流快分系统(在旋流头上插入了一个筒状物)内的气体流场进行了测试。应用CFX软件,采用应力输运方程模型对系统内气相流场进行了三维数值模拟,以考察适合该旋流快分系统内流场模拟的湍流模型。结果表明,模拟结果与实验数据吻合较好,应力输运方程模型适用于带筒状物的旋流快分器内三维流场的数值模拟。系统内流场为三维湍流场,内插一个筒状物后,消除了旋流头喷出口附近的短路流,更有利于提高旋流快分器的分离效率,但在内插筒状物的底部附近还存在短路流现象。

催化裂化提升管出口超短快分的分离效率模型

在冷模实验装置上,系统地考察了SSQS系统(超短快分系统)的气相流场和在系统中的分离性能。在此基础上,根据SSQS系统气固分离的分离原理,建立了计算SSQS系统分离效率的横混模型。该模型同时考虑了惯性分离和排气管结构对颗粒捕集的作用,通过最终的修正,该模型所预测的结果和实验结果吻合较好。模型计算结果表明:在最优尺寸比例下,分离效率的主要影响因素为分离器外壳与中心排气管的半径差以及颗粒的切向速度。

催化裂化沉降器新型高效旋流快分器内气固两相流动

用CFX软件对催化裂化沉降器新型旋流快分器的气相流场进行了三维模拟,湍流模型采用雷诺应力输运方程模型.计算结果与用五孔探针测试的气相流场实验结果吻合很好.采用离散轨道模型对该旋流快分器内颗粒的运动情况进行了计算,并由此估算了旋流快分器的分级效率和总分离效率.模拟结果表明:该新型旋流头可消除现有旋流头喷出口附近的短路流,更有利于提高旋流快分器的效率.两种结构形式的旋流快分器分离效率的计算对比说明:在旋流头处加入一个内构件,是很有价值的改进.

催化裂化沉降器旋流快分系统内气相流场的数值模拟与分析

为进一步提高催化裂化沉降器旋流快分系统的分离效率 ,首先对系统内气相流场进行了研究和分析 .采用CFX5软件和应力输运方程模型 (DSM)对其气相流场进行了三维数值模拟 .将计算结果与用五孔探针测试的流场实验结果对比发现 ,计算结果与实验结果吻合较好 ,证明了应力输运方程模型适合用于旋流快分系统内三维流场的数值模拟 .模拟结果表明 :旋流快分系统内的流场为三维湍流场 ,在旋流头喷出口附近区域存在多个纵向旋涡 ,存在短路流现象 ,这是导致分离效率不易提高的主要原因 .旋流快分头的S值和倾斜角对气流切向速度都有一定的影响 ,应优化确定 .加入汽提气后 ,对旋流快分系统内的流场影响不大 ,但对气体的快速引出有利 .

催化裂化沉降器旋流快分器内气体停留时间分布的数值模拟研究

采用CFX软件和RSM模型对催化裂化沉降器旋流快分器内的三维流场进行了数值模拟,并且用标量输运方程研究了气体在旋流快分器内停留时间的分布规律。结果表明,旋流快分器内气体的停留时间随着旋流头喷出速度的增大而减小,随着封闭罩内环形空间面积与旋流头喷出口面积之比(S)的增大而减小,且当S等于10时,旋流快分器内气体的停留时间小于5 s;加入汽提气有利于气体的快速引出;带内插筒状物的新型旋流快分器内气体的停留时间大于目前所用的旋流快分器内气体的停留时间。

催化裂化沉降器新型高效旋流快分器的结构优化与分析

在CFX软件平台上,采用RSM模型对两种结构的新型旋流快分器内流场进行了三维数值模拟,考察了该旋流快分器的内插筒状物的结构参数对旋流快分器内流场的影响规律。采用随机轨道模型对该快分器内颗粒的运动情况进行了计算,估算了该旋流快分器的分级效率和总分离效率。结果表明,该新型旋流快分器的压降随内插筒状物直径的增大而减小,随内插筒状物长度的增大变化很小;小于8μm的颗粒的分级效率随内插筒状物直径的增大而减小,小于3μm的颗粒的分级效率随内插筒状物长度的减小而减小;总分离效率随内插筒状物直径的增大先增大后减小,随其长度的增大而增大。II型结构的性能优于I型结构的性能。由此可获得在处理不同粒径粉料时,最佳的内插筒状物结构参数与型式,供工程设计参考。

超短接触反应器气固快分装置的数值模拟

A gas-solids fast separator was studied for its potential application in the process of coal pyrolysis to acetylene in plasma.The CFD method was employed to simulate the flow behavior in the gas-solids fast separator based on the realizable k-ε turbulence model and the discrete particle model(DPM).The separation efficiency and residence time of gas phase in the gas-solids fast separator could be calculated.The numerical simulations were validated by the experimental results at a low velocity of the inlet gas(e.g.,4 m·s-1).With the increase of gas velocity at the inlet,the separation efficiency was increased,and the residence time of gas phase was reduced accordingly.The separation efficiency approached 100% when particle diameter was larger than 20 μm.When inlet velocity was 100 m·s-1,the mean residence time of gas phase was about 35 ms.To be noted,the performance of the gas-solids fast separator could be improved,for example by shortening the length of the separator,with a reduced residence time of gas phase at ～20 ms.It is expected that the gas-solids fast separator can meet the stringent demand of the coal pyrolysis to acetylene process for the milliseconds reaction,quench and separation.

国产新型催化裂化提升管出口快分系统

介绍了环形挡板式汽提粗旋(FSC)、旋流式快分(VQS)、密相环流汽提粗旋(CSC)等3种国产新型催化裂化提升管出口快分系统的设计原理、结构特点及工业应用情况。结果表明:3种快分系统均能较好地实现气固的快速分离、催化剂的高效快速预汽提及油气的快速引出,并具有开工灵活,操作弹性大,气固分离效率高(油浆固含量小于2 g/L),可有效地改善产品分布等优点。

环流预汽提组合旋流快分系统粒级效率的三区计算模型

在大型提升管冷模实验装置上,系统地考查了带有环流预汽提的旋流快分（CVQS）系统的气相流场和粒级效率。结果表明,随着旋流快分系统喷出口气速的增加,粒径小于7μm颗粒的粒级效率的变化较小,7-20μm颗粒的粒级效率逐渐变小,而超过20μm颗粒的粒级效率则逐渐增大。根据CVQS快分系统的气固分离原理和结构特点,建立了计算CVQS系统粒级效率的三区模型。计算结果表明,在颗粒粒径大于20μm时,模型预测的粒级效率与实验值吻合较好,其最大相对偏差不超过6.1%;在颗粒粒径小于20μm时,模型计算的粒级效率与实验值相差较大,其相对偏差在45.7%-80.3%之间变化,并且随着颗粒粒径的减小,其相对偏差逐渐增加。模型对于主要用于分离20μm以上颗粒的CVQS系统的工程设计,具有重要参考价值。

不同出口结构卧式超短快分内部气相流场

采用五孔探针对4种不同出口结构的卧式超短快分的内部流场进行测定。结果表明,在快分入口气速为13.12~20.87 m/s时,靠近中心管的切向气速较高,靠近快分壳体的切向气速较低。快分的出口宽度越大,同一径向位置切向速度越大,径向速度越小。通过气量衡算发现,经由第一条窄缝排出的气量最少,不同出口结构的快分中由中心管下方空间绕转回分离器出口处的循环气量约占分离器内总气量的60%。在同一入口气速下,快分固相出口面积越大的分离器,出口处的切向速度就越大。增大快分入口气速至20.87 m/s,快分入口颗粒浓度为91.81 g/m^3时,无因次出口宽度为0.599型快分的分离效率最高,为81.6%。当无因次出口宽度为0.344时,快分的分离效率显著降低,快分内的压降增大。

旋流快分与环流汽提耦合技术的工业应用

为了解决某重油催化裂化装置沉降器及汽提段存在的问题,进行了旋流快分与环流汽提耦合技术在催化裂化装置的改造,对比分析改造前后的原料性质、主要操作条件、能耗等数据,发现改造效果显著,轻质油收率增加3.46%,液体收率增加1.44%,焦炭产率降低1.43%,大大提高了装置的经济效益。2015年8月装置一次开工正常后运行平稳至今。

催化裂化提升管反应器出口快分构件优化

针对京博石化一套FCC装置内粗旋结构,提出了一种内置导流板的粗旋结构,并采用Fluent软件对优化模型内气相流场、颗粒运行轨迹及分离效率进行数值研究,并与现场粗旋进行了对比。模拟结果表明:优化模型内切向速度呈驼峰分布;轴向速度呈马鞍形分布;压力分布呈轴对称分布,其沿轴向基本不变,而是随着半径的减小而降低。与现场模型相比,优化模型的切向速度、轴向速度都有所提高,有利于气-固的分离;压降有所降低,提高了旋风分离器的性能;分离效率主要是对粒径范围5～20μm的颗粒提高较大。此外,随着入口速度的增大,其分离效率增大的同时压降也增大,因此需综合考虑。

应用旋流式快分技术改造重油催化裂化装置

为解决沉降器结焦问题,中国石油化工股份有限公司九江分公司采用石油大学(北京)开发的旋流式快分技术,对Ⅱ套重油催化裂化装置进行了技术改造,并根据出现的问题进行了两次改进,使装置的开工周期达到了要求。在加工管输蜡油、掺渣率为38.27％条件下的标定结果表明,产品分布明显得到改善:干气收率减少0.51个百分点,轻油收率增加1.20个百分点,轻液(含汽油、柴油和液化气)收率增加1.10个百分点。

FCC提升管快分器结构形式对油气在沉降器内停留时间的影响

比较了四种结构形式FCC提升管快分器油气在沉降器内的停留时间,通过改进提升管出口快分器的结构形式改变油气的流动路线,改变快分器各出口分支路油气的上升速度和油气量的分配,可以缩短油气停留时间,改善油气的停留时间分布。实践证明,要实现油气和催化剂真正意义上的快速分离和油气的快速引出,应该减小或消除沉降器油气流动的低速空间和扩散空间,提高油气的流动速度。

催化裂化装置快分旋风分离器的改造应用

论述了新型快分旋风分离器在中原油田石化总厂 5 0万t/a催化裂化装置的应用及改造情况 。

一种直流快分开关级差配合校验装置的研究

当直流电源系统发生过载、短路等故障时,要求直流快分开关不能误动和拒动,尤其不能越级动作,否则将导致事故范围扩大。本文主要讨论了变电站直流电源系统快分开关安秒特性和级差配合,探讨了现场使用的上、下级直流快分开关保护配置和级差配合存在的问题,研究制作了一种直流快分开关级差配合校验装置,为今后变电站直流快分开关的设计选型和检修校验提供了研究工具。

浅析宗元变电站220kV母线电压互感器二次快分开关C相并联电容

本文简单介绍了220kV二次电压切换及并列回路,浅析了保护及测量二次快分开关C相并有电容的作用及微机保护中该电容存在的不必要性,并就具体事件中因电容发生的异常事件进行了分析,最后提出了应对建议。

OBLF直读光谱仪在酒钢自动化快分中的应用研究

本文通过应用德国OBLF QSG75O-ⅡLine直读光谱仪对中低合金钢中碳、硅、猛、硫、磷、铝、钛、钒等元素同时测定,通过精密度测试和准确度试验表明,该方法可用于自动化快分检验中检测碳素钢及中低合金钢试样中多个元素,分析方法及时准确,具有良好的稳定性。

炉前快分室试样代码自动传输系统

为了适应现代化炼钢厂高节奏生产,满足信息化驱动的工艺过程控制数据需求的及时性,开发了基于Delphi 7.0的快分室试样代码自动传输系统。利用Delphi强大的数据库编程特点,整合Microsoft Access和Oracle数据库,运用Socket编程技术,通过电文的形式实现计算机和ARL2000全自动光谱分析仪器的实时通讯,同时对试样的分析结果进行记录和归档。