检索结果-内蒙古大学图书馆

中国环境科学 2023年第8期43卷 4032-4037页

作者：马逍陈建义迟浩迪张忠智张志勇中国石油大学重质油国家重点实验室过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

为了实现钻井污水的达标外排或回注,通过气浮法考察了停留时间和气泡直径对钻井污水化学需氧量(COD)和悬浮物(SS)的去除效果,并重点分析了粒级效率.结果表明,气浮停留时间30min的条件下,钻井污水COD去除率可稳定在90%左右,SS去除率可稳... 详细信息

为了实现钻井污水的达标外排或回注,通过气浮法考察了停留时间和气泡直径对钻井污水化学需氧量(COD)和悬浮物(SS)的去除效果,并重点分析了粒级效率.结果表明,气浮停留时间30min的条件下,钻井污水COD去除率可稳定在90%左右,SS去除率可稳定在94%左右;气泡粒度分布与悬浮物颗粒粒度分布重合度越高,COD和SS去除率越高;气浮可有效去除直径20μm以上的悬浮物,且粒级效率曲线呈“鱼钩”状.

关键词：气浮钻井污水粒度分布粒级效率

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制硫炉内酸性气燃烧过程的数值模拟

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石油学报（石油加工） 2024年第6期40卷 1604-1613页

作者：王娟刘翊辉伊志奇李迪李秀明中国石油大学重质油国家重点实验室北京102249 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

在酸性气燃烧制硫工艺中,酸性气的安全、稳定燃烧对制硫炉的平稳运行具有重要的影响。对制硫炉在3种负荷(30%为低负荷、100%为满负荷、120%为超负荷)条件下的燃烧状况进行数值模拟,采用RNG k-ε模型模拟制硫炉炉膛内的湍流过程,采用涡... 详细信息

在酸性气燃烧制硫工艺中,酸性气的安全、稳定燃烧对制硫炉的平稳运行具有重要的影响。对制硫炉在3种负荷(30%为低负荷、100%为满负荷、120%为超负荷)条件下的燃烧状况进行数值模拟,采用RNG k-ε模型模拟制硫炉炉膛内的湍流过程,采用涡耗散模型模拟制硫反应过程中的组分运输和化学反应过程,考察制硫炉炉膛内混合气体速度、温度、反应物和生成物浓度的变化情况。结果表明:低负荷条件下,单位时间内硫产量较少,工业应用的性价比较低;超负荷条件下的湍流强度较高,对燃烧室、炉膛,尤其对第一道导流板造成的损耗巨大;因此满负荷最适用于制硫炉。制硫炉炉膛中混合气体的速度、温度分布都比较均匀,主要生成产物S_(2)在炉膛出口的质量分数分别为12.30%、12.38%和12.35%,主要生成物SO_(2)的质量分数为1.59%、1.41%和1.49%,3种负荷条件下燃烧产生的2种主要生成物S_(2)和SO_(2)在炉膛出口处含量占比十分接近,证明制硫炉在设计弹性负荷30%~120%范围内均可以保证稳定燃烧。

关键词：克劳斯反应酸性气富氧燃烧数值模拟 H_(2)S燃烧炉燃烧特性硫回收

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旋风分离器环形空间顶灰环的流动特性

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石油学报（石油加工） 2024年第1期40卷 183-192页

作者：曹鸣谦陈建义樊骁琦崔灏魏耀东中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

旋风分离器环形空间内由于二次涡的作用在上部存在一个旋转的顶灰环,不仅会降低分离效率,而且会造成冲蚀磨损。采用有机玻璃制造的PV型旋风分离器(筒体直径D=160 mm)以及丙烯腈待生催化剂和铁矿粉,在入口气速(v_(in))为12~20 m/s、入口... 详细信息

旋风分离器环形空间内由于二次涡的作用在上部存在一个旋转的顶灰环,不仅会降低分离效率,而且会造成冲蚀磨损。采用有机玻璃制造的PV型旋风分离器(筒体直径D=160 mm)以及丙烯腈待生催化剂和铁矿粉,在入口气速(v_(in))为12~20 m/s、入口气流颗粒质量浓度(C_(in))为10~100 g/m^(3)条件下进行实验,利用高速摄像机考察顶灰环的流动特性。实验结果表明:顶灰环存在周期性脱落现象;脱落周期与入口气速和入口气流颗粒质量浓度有关,且随入口气速增大而增大,随入口气流颗粒质量浓度增大而减小。为进一步分析顶灰环的形成机理,利用Fluent模拟了环形空间的气相流场。结果表明,二次涡对颗粒群的夹带形成了顶灰环,顶灰环颗粒的积累导致顶灰环发生周期性脱落。在模拟分析基础上建立了基于准数关联的顶灰环脱落周期的预测模型。

关键词：旋风分离器顶灰环颗粒聚集脱落数值模拟

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液相物性对双入口管柱式气液分离器液膜流型的影响

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中国海上油气 2023年第6期35卷 162-172页

作者：李子青陈建义张丁于周宇航马红莹李森中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

管柱式气液分离器(GLCC)是一种耦合离心力与重力的分离设备,液相介质物性对其两相流型及分离性能有显著影响。分别以水、甘油溶液和T55导热油为液相介质,空气为气相介质,采用高速摄像机对直径74 mm的双入口GLCC倾斜入口管的气液流型和... 详细信息

管柱式气液分离器(GLCC)是一种耦合离心力与重力的分离设备,液相介质物性对其两相流型及分离性能有显著影响。分别以水、甘油溶液和T55导热油为液相介质,空气为气相介质,采用高速摄像机对直径74 mm的双入口GLCC倾斜入口管的气液流型和上部筒体的液膜流型进行了高帧率可视化研究,发现:倾斜入口管内气液流型为分层流、环状流;上部筒体内液膜流型为旋环流、过渡流、搅混流与鳞状流,进一步分析了液相介质物性对气液流型及液膜流型的影响机理。结果表明:液相黏度越大,倾斜入口管内分层流越稳定,预分离效果越佳;上方次入口内环状流侧壁液膜厚度越薄,上部筒体内搅混液膜越容易被向上携带;同时,液膜的稳定性越差,旋环流越易发展为搅混液膜甚至鳞状流,越易导致气相携液现象(LCO)发生。引入无量纲气、液相特征参数,得到了旋环流与搅混流的流型转变判别式,可间接表征不同液相介质双入口GLCC液膜流型与分离性能的关系,对确定GLCC最优工况区间具有指导意义。

关键词：管柱式气液分离器气液两相流气相携液液相物性液膜流型分离性能

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基于液膜流型的双入口管柱式气液分离器性能研究

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化工学报 2022年第3期73卷 1221-1231页

作者：周宇航陈建义王亚安张丁于马红莹叶松中国石油大学重质油国家重点实验室北京102249 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

管柱式气液分离器(gas-liquidcylindricalcyclone,GLCC)是一种耦合离心力与重力作用的分离设备,常用于深海油气分离。气相带液(liquidcarry-over,LCO)是影响GLCC分离性能的关键问题,且LCO率与GLCC上部筒体内的液膜流型有密切关系。因此... 详细信息

管柱式气液分离器(gas-liquidcylindricalcyclone,GLCC)是一种耦合离心力与重力作用的分离设备,常用于深海油气分离。气相带液(liquidcarry-over,LCO)是影响GLCC分离性能的关键问题,且LCO率与GLCC上部筒体内的液膜流型有密切关系。因此,通过调控液膜流型来控制LCO率是一种可行方法。提出了一种向上分支的双入口管柱式气液分离器,并在其分支管增设一个阀门以控制两入口间流量比,达到调控液膜流型的目的。利用高速摄像机,通过改变入口气、液流量和阀门开度,系统研究了液膜的分布特征;并利用数值模拟对GLCC液膜流型、内部流线及速度特性做了研究。支路流通面积比从100%改变至0时,流经倾斜管主路的流量增多,液膜占据的筒体壁面高度沿轴向逐渐降低,且液膜集中在倾斜管主路入口附近并形成对分离性能有利的旋环流流型;模拟结果显示,在前述过程中,旋流场涡核中心逐渐稳定,有利于抑制LCO的发生。调节入口阀门开度以调控液膜流型是改善GLCC分离性能的可行手段。

关键词：管柱式气液分离器双入口结构气液两相流分离流型控制

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外导流管对旋风分离器流场的调控

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石油学报（石油加工） 2022年第3期38卷 571-581页

作者：解凯王娟邹槊王江云毛羽中国石油大学重质油国家重点实验室北京102249 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

采用雷诺应力模型(RSM)和离散相模型(DPM)对旋风分离器内的气-固两相流动进行了数值模拟计算,比较了带有不同外导流管的旋风分离器内流场、压降和分离效率,并探究了不同外导流管管径对旋风分离器内的流场调控及分离性能的影响。结果表明... 详细信息

采用雷诺应力模型(RSM)和离散相模型(DPM)对旋风分离器内的气-固两相流动进行了数值模拟计算,比较了带有不同外导流管的旋风分离器内流场、压降和分离效率,并探究了不同外导流管管径对旋风分离器内的流场调控及分离性能的影响。结果表明:外导流管可以改善旋风分离器内的二次涡分布,减小纵向环流的影响范围,降低二次涡间的协同作用,并抑制灰斗入口和料腿入口的二次流,从而提高分离效率;其中,带有H-E型外导流管的旋风分离器有效地提高了细小颗粒的分离效率,对粒径4μm以下颗粒分离效率的提高可达10%以上;H-E型外导流管对入口气流进行分流,可以减小气流的旋流损失,使压降降低16.7%。此外,外导流管管径对H-O型旋风分离器分离性能影响较小,对H-E型旋风分离器分离性能影响较大。

关键词：旋风分离器分离性能数值模拟外导流管二次涡

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FCC沉降器结焦问题的研究进展

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石油学报（石油加工） 2022年第3期38卷 610-622页

作者：王娟余海艳解凯徐皓晗王壮王江云毛羽中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

沉降器是催化裂化中油气与催化剂分离过程的重要设备。沉降器的结焦问题易导致非计划停工,严重影响催化裂化装置的长周期运行,因此抑制或减缓沉降器结焦成为该领域的研究热点之一。综述了国内外有关沉降器结焦问题的研究进展,以期为沉... 详细信息

沉降器是催化裂化中油气与催化剂分离过程的重要设备。沉降器的结焦问题易导致非计划停工,严重影响催化裂化装置的长周期运行,因此抑制或减缓沉降器结焦成为该领域的研究热点之一。综述了国内外有关沉降器结焦问题的研究进展,以期为沉降器的优化操作提供参考。首先对沉降器结焦的部位及原因进行了分析,从化学反应角度分析了结焦的内因是反应油气中液相重组分的存在;从流场分布、压力分布、催化剂含量分布和温度分布解析结焦的外因。进而阐述了结焦物的基本特性,按照不同方法对结焦物进行了分类和特性的比较。其次,从化学反应过程和油剂流动、焦体沉积与增长过程两方面总结了结焦的机理,并总结了操作条件(原料性质、催化剂含量、反应温度、再生剂温度和油/剂比)和沉降器结构(粗旋与顶旋连接结构、快分系统)对结焦的影响规律。最后根据结焦机理和影响因素,从优选反应物和优化操作条件、优化沉降器结构2个方面提出了抑制或减缓结焦问题的具体措施。提高沉降器温度和降低油气分压可从操作条件方面降低结焦的可能性,优化粗旋与顶旋连接结构、优化快分系统、优化分离器入口结构和顶旋升气管结构等措施可以改善沉降器内流场分布,进而抑制结焦。

关键词：流化催化裂化(FCC) 沉降器分离焦化结焦机理影响因素措施

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杆状内构件对旋风分离器流场和性能的调控

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炼油技术与工程 2023年第3期53卷 43-49页

作者：解凯王娟王江云李迪孙国刚毛羽中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京市102249 中国石油大学(北京)过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京市102249

采用雷诺应力模型(Reynold Stress Model,RSM)和DPM模型(Discrete Phase Model,DPM)对增设杆状内构件的Stairmand型旋风分离器内的气固两相流动进行了数值模拟分析,考察了不同杆件位置对旋流流场特征和涡结构及分离效率的影响规律。计... 详细信息

采用雷诺应力模型(Reynold Stress Model,RSM)和DPM模型(Discrete Phase Model,DPM)对增设杆状内构件的Stairmand型旋风分离器内的气固两相流动进行了数值模拟分析,考察了不同杆件位置对旋流流场特征和涡结构及分离效率的影响规律。计算结果表明,增设杆件于旋分器内部非轴心位置,随着杆远离几何中心切向速度先增大后减小,且当杆件置于外旋流区域时切向速度降低幅度更大。因此,杆件置于非轴心位置时能起到减阻的效果,且随着杆远离几何中心,减阻幅度先增加后减小,杆件位于外旋流时减阻幅度最大,最高可达38.3%。随着杆件远离旋风分离器几何中心,Stk 50先增大后减小,其分离性能先降低后升高。杆件置于轴心位置时,分离效率最高,同时压力降也最高。杆件位置的改变能影响旋风器的流场分布,从而影响其性能。可以根据应用场景的需求,选择合适杆件的位置。以高分离效率为标准时,可将杆件置于距离几何中心较近的位置,甚至置于几何中心处。以低能耗为标准时,可将杆件置于距离几何中心较远的位置。

关键词：杆状内构件旋风分离器湍流模型气固两相流模型切向速度涡量分析压力降分离效率

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基于Eyring绝对速率理论的流体混合物黏度推算

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化工学报 2022年第11期73卷 4826-4837页

作者：朱晨阳刘向阳何茂刚陈光进中国石油大学(北京)机械与储运工程学院过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049 中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

为了建立起一个统一的、可同时应用于纯质与混合物高压黏度计算的绝对速率理论模型,基于此前已有的纯质黏度模型,提出了相应的混合法则,将其扩展至对混合流体的计算当中。为验证模型精度,首先选取了27种纯质流体,通过拟合其黏度数据得... 详细信息

为了建立起一个统一的、可同时应用于纯质与混合物高压黏度计算的绝对速率理论模型,基于此前已有的纯质黏度模型,提出了相应的混合法则,将其扩展至对混合流体的计算当中。为验证模型精度,首先选取了27种纯质流体,通过拟合其黏度数据得到模型参数。随后,对27种二元混合物以及3种三元混合物的黏度进行了计算。其中,对于二元混合物,仍需要引入额外的二元交互参数,可通过拟合混合体系黏度数据得到。结果表明,该黏度模型对所选纯质、二元混合物和三元混合物的黏度均有着较高的计算精度,其相对偏差的平均绝对值分别为1.54%、2.35%和3.86%,最大偏差为8.62%、12.9%和19.7%。最后,将本文模型与自由体积模型进行了比较,其对高黏度和互缔合流体的计算精度均高于后者。

关键词：绝对速率理论混合物高压黏度模型

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旋流气浮装置内流动规律数值模拟

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石油学报（石油加工） 2023年第3期39卷 587-598页

作者：王江云魏浩然李佳奇杨矞琦王娟中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)克拉玛依校区新疆克拉玛依834000 凯莱英生命科学技术(天津)有限公司天津300457

采用欧拉多相流模型对一种旋流气浮装置内多相流动过程进行了数值模拟,鉴于在实际旋流气浮装置内油滴与气泡相互碰撞并黏附形成油-气混合相的流动特点,简化油-气-水三相流动为油-气混合相和水相的两相流动,依据实际除油效率确定油-气混... 详细信息

采用欧拉多相流模型对一种旋流气浮装置内多相流动过程进行了数值模拟,鉴于在实际旋流气浮装置内油滴与气泡相互碰撞并黏附形成油-气混合相的流动特点,简化油-气-水三相流动为油-气混合相和水相的两相流动,依据实际除油效率确定油-气混合相密度,并以出油口分流比来表征装置中顶部出油口排出液与总排出液的质量流量比,然后考察了操作参数对旋流气浮装置性能的影响规律。结果表明:在含油污水处理量50~120 m^(3)/h范围内,旋流气浮装置的除油效率随着含油污水处理量的减小而增大;当出油口分流比处于0.001~0.020范围内时,装置除油效率随着出油口分流比增大而增大,但顶部出油口排出液的含油质量分数降低,综合考虑发现出油口分流比为0.010~0.015时,该旋流气浮装置的除油性能较佳。

关键词：旋流气浮数值模拟除油效率澄清效率气浮浓缩倍数

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