塔用高效紧凑气液旋流分离器的开发与数值研究
发布时间：2021-07-05 15:21
板式塔被广泛应用于炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等行业。板式塔中气液夹带现象会严重降低板式塔的效率,而且板式塔正向高通量,甚至超高通量转型,这将导致气液夹带现象更加严重。但是板式塔中的气液夹带问题一直没有得到很好的解决,换而言之,气液夹带很大程度上制约了板式塔向高通量的发展。因此,在这样的背景下,开发一种高效紧凑除气液夹带装置具有一定的工程应用价值和社会意义。本文提出了多个用于板式塔中除气液夹带的高效紧凑旋流分离器方案,采用数值研究的方法,重点研究了分离器的分离性能以及结构参数对分离效率的影响,据此对分离器的结构进行优化,并对分离器的压降计算进行了研究。主要研究内容及结论如下:（1）基于旋流分离的思想,提出了3个新型的气液旋流分离器方案,并对提出的分离器方案进行数值研究。模拟结果表明:本文提出的分离器方案具有高效紧凑的特点,均可用于板式塔中解决气液夹带问题。经过综合对比分析后确定了一种具有多个对称切向进口,粗细管段组合的GLCC状旋流分离器为最佳方案。（2）提出了一种新的多相流非稳态模拟方法,即在进行非稳态模拟之前先使用稳态模拟,直到残差低于一定水平后再换成非稳态继续完成模...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
螺旋片导流式气液旋流分离器简图
(a) 液体出口管轴线处流线图 (b) 分离器中部流线图图 2-4 方案一在液体出口管轴线处和分离器中部垂直于轴线截面上的流线图(a) 速度矢量图 (b) 气相分数云图
由图2-5(a)可直观的看出分离器中流体的速度矢量分布情况，由速度矢量图可以看出分离器具有气液两相分离功能。图 2-5(a)为垂直于旋转轴线截面上的气相分数云图，由图 2-5(a)可以直观的看出气体中夹带的液体进入分离器后，在离心力的作用下从气相中分离出来，聚集在分离器挡板底部，接着在重力作用下，汇集在分离腔体最低处，最后由液体排出管中排出。具体的分离效果将在后面介绍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋风分离器内涡核摆动的特性研究[J]. 高助威,王娟,王江云,毛羽,魏耀东. 工程热物理学报. 2017(12)
[2]延长气田含甲醇污水再生系统模拟及优化改造[J]. 赵运涛,王毅,曹强强,郭琦,范峥,刘安,李稳宏. 石油与天然气化工. 2017(06)
[3]旋风分离器分离性能的数值模拟与分析[J]. 陈俊冬,宋金仓,曾川,邹鹏程,王晓天,陈海焱. 化工进展. 2016(05)
[4]大通量板式塔研究进展[J]. 江山,胡大鹏,金鑫,赵彬彬. 化工装备技术. 2015(05)
[5]除油旋流器操作参数对分离效率影响的数值模拟[J]. 舒朝晖,杨拓,周宇,张强. 石油化工设备. 2015(05)
[6]天然气净化用旋风分离器气液分离性能[J]. 谭蛟龙,秦婧,郭钰,范成臣,马明青. 化工管理. 2014(14)
[7]进口尺寸对旋转流场分离特征的影响[J]. 王剑刚,张艳红,白兆圆,黄聪,汪华林. 化工学报. 2014(01)
[8]柱状气液分离器长径比优选及实验研究[J]. 赵立新,宋民航,蒋明虎,李洪臻. 化工机械. 2013(01)
[9]可用于MVR蒸发系统的气液分离器改进结构分析[J]. 韩东,顾昂,岳晨,单华伟. 化工学报. 2012(02)
[10]塔板技术应用研究进展[J]. 李苏雅,王文建. 化工技术与开发. 2011(12)
博士论文
[1]气液固三相流态化特性的实验与数值模拟研究[D]. 李蔚玲.东南大学 2016
[2]等离子体湍射流中微纳米颗粒的运动和传热过程[D]. 张凯.浙江大学 2016
[3]新型固定阀塔板的流动与传质耦合模型[D]. 杨娜.天津大学 2014
[4]导叶式旋风管内气固两相流动控制与分离性能计算方法的研究[D]. 马艳杰.中国石油大学 2011
硕士论文
[1]旋流雾化塔板压降和提升量的研究[D]. 刘静.西北大学 2017
[2]静态切向旋流气液接触分离元件性能研究[D]. 赵彬彬.大连理工大学 2016
[3]筛孔型润德塔盘的性能研究[D]. 曹婉婉.西北大学 2016
[4]组合导向浮阀塔板的流体力学模拟及反向流分析[D]. 刘江琳.华东理工大学 2016
[5]油井产出液预脱水用新型水力旋流器的设计与特性研究[D]. 熊思.北京石油化工学院 2015
[6]安全阀泄放过程CFD数值模拟与排量计算分析[D]. 颜勤伟.浙江工业大学 2015
[7]新型导向孔—梯形浮阀复合塔板的流体力学与传质性能研究[D]. 张武龙.北京化工大学 2015
[8]新型导向固定阀塔板流体力学实验研究及数值模拟[D]. 王昕.天津大学 2015
[9]梯形孔垂直筛板清液层分布不均匀性的研究与数值模拟[D]. 杨麦军.天津大学 2014
[10]新型多向鼓泡导流浮阀的性能研究[D]. 孙颖.西北大学 2012
本文编号：3266324
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
螺旋片导流式气液旋流分离器简图
(a) 液体出口管轴线处流线图 (b) 分离器中部流线图图 2-4 方案一在液体出口管轴线处和分离器中部垂直于轴线截面上的流线图(a) 速度矢量图 (b) 气相分数云图
由图2-5(a)可直观的看出分离器中流体的速度矢量分布情况，由速度矢量图可以看出分离器具有气液两相分离功能。图 2-5(a)为垂直于旋转轴线截面上的气相分数云图，由图 2-5(a)可以直观的看出气体中夹带的液体进入分离器后，在离心力的作用下从气相中分离出来，聚集在分离器挡板底部，接着在重力作用下，汇集在分离腔体最低处，最后由液体排出管中排出。具体的分离效果将在后面介绍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋风分离器内涡核摆动的特性研究[J]. 高助威,王娟,王江云,毛羽,魏耀东. 工程热物理学报. 2017(12)
[2]延长气田含甲醇污水再生系统模拟及优化改造[J]. 赵运涛,王毅,曹强强,郭琦,范峥,刘安,李稳宏. 石油与天然气化工. 2017(06)
[3]旋风分离器分离性能的数值模拟与分析[J]. 陈俊冬,宋金仓,曾川,邹鹏程,王晓天,陈海焱. 化工进展. 2016(05)
[4]大通量板式塔研究进展[J]. 江山,胡大鹏,金鑫,赵彬彬. 化工装备技术. 2015(05)
[5]除油旋流器操作参数对分离效率影响的数值模拟[J]. 舒朝晖,杨拓,周宇,张强. 石油化工设备. 2015(05)
[6]天然气净化用旋风分离器气液分离性能[J]. 谭蛟龙,秦婧,郭钰,范成臣,马明青. 化工管理. 2014(14)
[7]进口尺寸对旋转流场分离特征的影响[J]. 王剑刚,张艳红,白兆圆,黄聪,汪华林. 化工学报. 2014(01)
[8]柱状气液分离器长径比优选及实验研究[J]. 赵立新,宋民航,蒋明虎,李洪臻. 化工机械. 2013(01)
[9]可用于MVR蒸发系统的气液分离器改进结构分析[J]. 韩东,顾昂,岳晨,单华伟. 化工学报. 2012(02)
[10]塔板技术应用研究进展[J]. 李苏雅,王文建. 化工技术与开发. 2011(12)
博士论文
[1]气液固三相流态化特性的实验与数值模拟研究[D]. 李蔚玲.东南大学 2016
[2]等离子体湍射流中微纳米颗粒的运动和传热过程[D]. 张凯.浙江大学 2016
[3]新型固定阀塔板的流动与传质耦合模型[D]. 杨娜.天津大学 2014
[4]导叶式旋风管内气固两相流动控制与分离性能计算方法的研究[D]. 马艳杰.中国石油大学 2011
硕士论文
[1]旋流雾化塔板压降和提升量的研究[D]. 刘静.西北大学 2017
[2]静态切向旋流气液接触分离元件性能研究[D]. 赵彬彬.大连理工大学 2016
[3]筛孔型润德塔盘的性能研究[D]. 曹婉婉.西北大学 2016
[4]组合导向浮阀塔板的流体力学模拟及反向流分析[D]. 刘江琳.华东理工大学 2016
[5]油井产出液预脱水用新型水力旋流器的设计与特性研究[D]. 熊思.北京石油化工学院 2015
[6]安全阀泄放过程CFD数值模拟与排量计算分析[D]. 颜勤伟.浙江工业大学 2015
[7]新型导向孔—梯形浮阀复合塔板的流体力学与传质性能研究[D]. 张武龙.北京化工大学 2015
[8]新型导向固定阀塔板流体力学实验研究及数值模拟[D]. 王昕.天津大学 2015
[9]梯形孔垂直筛板清液层分布不均匀性的研究与数值模拟[D]. 杨麦军.天津大学 2014
[10]新型多向鼓泡导流浮阀的性能研究[D]. 孙颖.西北大学 2012
本文编号：3266324
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3266324.html
