收藏本站
《大连理工大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

回流型动态旋风分离器设计与性能研究

邢超  
【摘要】:煤层气是与煤伴生、共生的非常规天然气资源,我国煤层气储量丰富。随着我国对天然气需求的高速增长,开发煤层气资源可有效补充天然气产量,改善我国能源结构。 煤层气开采过程中不可避免的含有砂岩颗粒,这些颗粒的存在提高了煤层气的输送成本,也难以满足下游用户的生产条件,因此煤层气地面集输工艺中对除尘效率提出了较高的要求,煤层气内的粉尘粒径细小,开采压力低,流量波动较大,现有分离技术难以很好地有针对性地解决,因此需研制适用于煤层气除尘的高效分离设备。 本文主要通过分析传统气固分离设备的特点,总结提高分离器性能的措施,并在以往研究的基础上,结合煤层气工况特点,以旋风分离技术为基础,设计出了新型高效气固分离设备——回流型动态旋风分离器,介绍了其结构原理、性能指标。 利用Fluent软件,采用雷诺应力模型(RSM)对分离器内流场进行了模拟,并结合离散相模型(DPM)模拟了颗粒轨迹和分离效率。模拟分析了叶轮结构、排气管结构、回流管结构等结构参数和处理量、叶轮转速等操作参数对流场和分离效率的影响规律,为设计优化提供依据。 加工实验样机,搭建实验平台,测定分离效率。通过实验研究了叶轮结构、排气管结构、回流管结构等结构参数和处理量、叶轮转速、含尘浓度等操作参数对压力性能和分离性能的影响,并测定了经优化后的整机性能。 经过数值模拟和实验研究得出:回流型动态旋风分离器有效消除了传统旋风分离器内存在的二次涡流,流场对称分布,利于分离;分离器对5μm以上颗粒分级效率均在95%以上,对平均粒径10μm的含尘气体分离效率高达99.5%;回流管有效地起到了稳定流场、提高效率、减小压力损失的作用,通过设置回流管,对微细粉尘分离效率最大提高了10%,压力损失减少了100Pa以上;排气管直径减小,分离效率提高,但是压力损失显著增加;叶轮直径增加,分离效率先提高后减小,压力损失一直增大,应设计适当直径;处理量波动,对压力损失有较大影响,但是对分离效率影响较小,处理量变化50%时,分离效率变化不足2%,且效率均在98%以上,分离器有较好的抗流量波动能力;叶轮转速不宜过大,否则不但增大压力损失和能耗,效率反而降低。 综合模拟和实验研究结果,获得了最优的设备结构与操作条件。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TQ051.8

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱付平,章名耀;旋风分离器分离性能的经验模型与数值预测[J];东南大学学报(自然科学版);2005年01期
2 余战英,奚金祥,徐通模,惠思恩;下排气旋风分离器流场的测定及数值模拟[J];动力工程;2002年05期
3 吴淑虹 ,斯东波 ,池作和 ,蒋啸 ,周昊 ,岑可法;中储式制粉系统分离超细煤粉试验研究[J];电站系统工程;2004年02期
4 龚安龙;王连泽;;旋风分离器减阻杆减阻的PIV实验研究[J];工程力学;2006年01期
5 魏凤,张军营,郑楚光,陈俊;燃煤超细颗粒团聚模拟研究[J];工程热物理学报;2005年03期
6 王乐勤;郝宗睿;王循明;焦磊;;简体长度对旋风分离器内流场影响的数值模拟[J];工程热物理学报;2009年02期
7 吴冉;;旋风分离器进出口结构改进的研究进展[J];广东化工;2011年06期
8 殷建平;黄辉;;我国天然气供求分析和未来消费政策选择[J];改革与战略;2010年04期
9 金小峰;王恩禄;王长普;;各种除尘技术性能比较及袋式除尘器在我国的应用前景[J];锅炉技术;2007年01期
10 朱劲松;过滤除尘技术[J];过滤与分离;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 马艳杰;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];中国石油大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈君龙;瓦斯抽采钻孔除尘技术与装置研究[D];河南理工大学;2011年
2 卢泽;直筒导叶直流式三相旋流器气相流场实验研究与数值模拟[D];天津大学;2004年
3 姚常亮;涡流板式动态水力旋流器的性能研究[D];大连理工大学;2007年
4 马全;旋风分离器芯管结构改进试验研究[D];中国石油大学;2007年
5 刘向升;综放工作面支架喷雾降尘装置的选择及优化[D];山东科技大学;2007年
6 李强;旋风除尘器优化设计及分离特性研究[D];中南大学;2008年
7 朱少林;轴入式旋风分离器气粒分离特性的数值模拟与试验[D];湖南大学;2009年
8 张晟;自循环式动态水力旋流器压力性能和分离性能研究[D];大连理工大学;2010年
9 许峰;惯性分离器小尺度颗粒气固流动的实验研究和数值模拟[D];上海交通大学;2010年
10 黄元龙;波分离器的综合性能分析与实验研究[D];大连理工大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚燕生;袁根福;陈雪辉;马玉平;李义新;解立勋;;布袋除尘技术与装备发展状况综述[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年06期
2 李宏伟;韩海波;王浚;张华;;大型砂尘试验系统U形惯性分离器性能研究[J];兵工学报;2011年02期
3 李淑强;冉景煜;张力;蒲舸;唐强;;CFBC旋风分离器气固两相流[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年09期
4 段少丽;姜忠宝;;三级旋风分离器失效原因分析[J];长江大学学报(自然科学版);2011年04期
5 田彦彦;刘晓斐;;浅析我国煤矿甲烷减排及利用的法律规制措施[J];重庆科技学院学报(社会科学版);2012年02期
6 龚智立;马贵阳;郑平;;旋风分离器内湍流模型的研究与发展[J];重庆科技学院学报;2006年03期
7 许峰;王彤;傅耀;;弯管内小尺度颗粒运动的数值模拟与分析[J];四川兵工学报;2010年02期
8 赵兵涛,沈恒根;单双进口旋风器阻力特性的试验研究[J];东华大学学报(自然科学版);2002年06期
9 孙叶柱;王义兵;梁学东;陈丰;郑建农;;火电厂SCR烟气脱硝反应器前设置灰斗及增加烟道截面的探讨[J];电力建设;2011年12期
10 钱付平;章名耀;;基于响应曲面法旋风分离器的自然旋风长[J];东南大学学报(自然科学版);2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 任重远;;低碳之路下的天然气安全[A];第十三届中国科协年会第7分会场-实现“2020年单位GDP二氧化碳排放强度下降40-45%”的途径研讨会论文集[C];2011年
2 徐志强;竹涛;;煤层气排放对大气的污染及抽采利用[A];第十三届中国科协年会第7分会场-实现“2020年单位GDP二氧化碳排放强度下降40-45%”的途径研讨会论文集[C];2011年
3 赵文焕;赵利;原永涛;宗翔鹏;;国外膜电除尘器研究现状[A];第十一届全国电除尘学术会议论文集[C];2005年
4 侯穆峰;沈峥;裴林;王锐;林晓东;;影响电除尘器高效运行因素分析[A];第十三届中国电除尘学术会议论文集[C];2009年
5 杨正羽;王庚;田谧;刘君腾;张卫东;;超声波雾化加湿强化袋式除尘性能的实验研究[A];第四届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2010年
6 庞学诗;;水力旋流器直径选择计算法[A];第二届旋流分离理论与应用研讨会暨旋流器选择与应用学习班论文集[C];2006年
7 赵静;李世厚;赵礼兵;;旋流器沉砂口直径自动调节的研究[A];第二届旋流分离理论与应用研讨会暨旋流器选择与应用学习班论文集[C];2006年
8 钱付平;章名耀;;旋风器底部加直管及直管底部抽气的实验研究[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
9 周雷;孙国刚;;排气管插入深度对旋风分离器性能影响的初步研究[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年
10 孙国刚;时铭显;;提高旋风分离器捕集细粉效率的技术研究进展[A];2007年全国粉体工业技术大会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年
2 蔡敏;当前技术经济条件下中国煤层气产业规制研究[D];中国地质大学(北京);2010年
3 徐飞;脉冲放电电凝并结合碱液吸收烟气多种污染物协同脱除研究[D];浙江大学;2009年
4 吕明;基于Zn/ZnO的两步式热化学准循环制氢系统基础性研究[D];浙江大学;2009年
5 崔洁;分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的分离机理与结构特性研究[D];华东理工大学;2011年
6 卜小平;中国煤层气产业发展途径与前景分析[D];中国地质大学(北京);2011年
7 吴学智;入口高浓度条件下的旋风分离器对比研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
8 石焱;生物柴油副产物甘油的开发利用:甘油单醚的合成研究[D];华东理工大学;2011年
9 赵新学;气固两相流对旋风分离器壁面磨损机理的研究[D];中国石油大学;2010年
10 刘聪敏;吸附法浓缩煤层气甲烷研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 聂文;综掘工作面封闭式除尘系统的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
2 王黎黎;旋风除尘器内部流场实验和数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 马娇;锌挥发窑窑渣干法磁选的应用研究[D];河南理工大学;2010年
4 徐天猛;旋风分离器性能优化的研究[D];华东理工大学;2011年
5 李其义;生物油低温催化加氢预处理[D];华东理工大学;2011年
6 敖龙;螺旋型旋风分离器的减阻研究[D];浙江大学;2010年
7 刘钰天;液态钢渣水淬工艺含尘气体净化技术的研究[D];东华大学;2011年
8 赵海龙;速差射流引流型脉冲喷吹清灰过程的数值模拟[D];东华大学;2011年
9 刘宝明;掘进机旋转喷雾降尘装置的研究[D];太原理工大学;2011年
10 张金标;钢铁抛光件高效电磁分选装置的研发及应用[D];江南大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏志军,张平;旋风分离器气相流场的数值模拟[J];北京理工大学学报;2000年05期
2 刘淑艳,张雅,王保国;用RSM模拟旋风分离器内的三维湍流流场[J];北京理工大学学报;2005年05期
3 陈家庆,桑义敏;复合型动态水力旋流器的结构设计研究[J];北京石油化工学院学报;2005年01期
4 梁国标;李新衡;王燕民;;激光粒度测量的应用与前景[J];材料导报;2006年04期
5 龚智立;马贵阳;郑平;;旋风分离器内湍流模型的研究与发展[J];重庆科技学院学报;2006年03期
6 曹建明,马忠义;喷雾中液滴破裂机理的研究[J];车用发动机;1997年04期
7 ;我国煤层气发电出现暴发式增长[J];电气应用;2008年14期
8 肖宝恒;袋式除尘器的发展及其在燃煤电厂的应用前景[J];电力环境保护;2001年03期
9 严春吉,解茂昭;气动力对空心圆柱形液体射流分裂与雾化特性的影响[J];大连海事大学学报;1998年02期
10 贺德馨;;风能技术可持续发展综述[J];电力设备;2008年11期
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 中国可再生能源学会副理事长 毛宗强;[N];科技日报;2007年
2 关世桥;[N];中煤地质报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 王海刚;旋风分离器中气—固两相流数值计算与实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2003年
2 王尊策;复合式水力旋流器的结构及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
3 徐东彦;煤层甲烷经合成气制液态烃的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年
4 高铁瑜;先进燃煤联合循环高温陶瓷过滤器研究[D];西安交通大学;2003年
5 刘俊杰;高效纤维滤料最易透过粒径计数效率的研究[D];天津大学;2007年
6 马庆芬;旋转超音速凝结流动及应用技术研究[D];大连理工大学;2009年
7 胡大鹏;压力振荡管流动和热效应的研究[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周传锋;外循环耗散型气波制冷机转子结构优化研究[D];大连理工大学;2011年
2 宿凤明;超声雾化喷嘴的实验及理论研究[D];河北工业大学;2002年
3 王博;旋风分离器内气固两相运动的数值仿真研究[D];西安建筑科技大学;2003年
4 武通海;高效喷雾降尘技术在掘进工作面的应用研究[D];太原理工大学;2002年
5 张海红;旋风分离器流场与分离性能的数值模拟研究[D];郑州大学;2004年
6 赵树强;采煤机参数对尘肺病及安全的影响研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
7 姚悦;高粘度流体气力雾化机理及试验研究[D];浙江大学;2006年
8 李天友;压力式喷嘴雾化特性实验研究及喷雾干燥热质传递特性数值模拟[D];四川大学;2006年
9 卢小珍;柴油机排气旋风分离器中的流场及微粒分离规律的研究[D];北京交通大学;2007年
10 刘立峰;大型电机冷却风扇的实验测量与模拟计算[D];上海交通大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱孝生,张明建;木材加工车间旋风分离器合理设计的研究[J];木材加工机械;1990年03期
2 夏正兵;袁惠新;;各种旋风分离器流量与结构尺寸关系探讨[J];石油化工应用;2007年06期
3 夏正兵;袁惠新;;各种旋风分离器流量与结构尺寸关系探讨[J];石油化工应用;2008年01期
4 陈雪莉;崔洁;王辅臣;龚欣;于遵宏;;新型旋风分离器内颗粒的运动规律[J];华东理工大学学报(自然科学版);2008年06期
5 李娜;陈保东;;旋风汽水分离器内液滴轨迹模拟研究[J];辽宁石油化工大学学报;2010年02期
6 梁亚仁;中密度纤维板施胶旋风分离器的改进[J];林产工业;1996年01期
7 夏兴祥,劳家仁;新型高温旋风分离器的研究——用于高温下造气炉除尘系统[J];小氮肥设计技术;1997年02期
8 倪文龙;周厚亮;;双出风口旋风分离器的研究与应用[J];矿山机械;2006年10期
9 梁朝林;旋风分离器结构改进的研究[J];炼油设计;2002年09期
10 吴彩金;马正飞;韩虹;;直切双进口旋风分离器流场及分离效率的数值模拟[J];石油炼制与化工;2010年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔洁;陈雪莉;李昌剑;龚欣;王辅臣;;径向入口旋风分离器内颗粒持料量研究[A];上海市化学化工学会2010年度学术年会论文集[C];2010年
2 高翠芝;孙国刚;马强;张娜娜;钱步仁;;入口浓度对旋风分离器性能影响的试验研究[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(下)[C];2008年
3 董瑞倩;孙国刚;高翠芝;;压力对旋风分离器性能影响的试验研究[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
4 谭慧敏;王建军;曹晴云;惠胜利;金有海;;直切式旋风分离器颗粒运动分布的研究[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
5 李昌剑;陈雪莉;;径向入口旋风分离器涡核及轴向速度轮廓研究[A];上海市化学化工学会2011年度学术年会论文集[C];2011年
6 孙长海;郭超;郝相民;曲豫;王来;马海涛;;炼油厂催化裂化装置第二再生器旋风分离器断裂分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
7 高翠芝;孙国刚;董瑞倩;付双成;;旋风分离器涡核尾端的液体示踪实验研究[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(下)[C];2008年
8 陈建义;;氧氯化反应器旋风分离器的国产化分析[A];2004年全国化工、石化装备国产化暨设备管理技术交流会会议论文集[C];2004年
9 付双成;孙国刚;高翠芝;郭广军;;防返混锥位置对旋风分离器影响的数值模拟及试验研究[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(下)[C];2008年
10 沈恒根;刁永发;许晋源;党义荣;张玮;叶龙;;多进口旋风分离器性能的试验研究[A];全国暖通空调制冷1998年学术文集[C];1998年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 吴宏富;惰性气体保护及在线检测超细粉碎系统获发明专利[N];经理日报;2009年
2 王乐意;高效甲醇分离器开发成功[N];中国化工报;2007年
3 苗雪莲;大庆炼化风送改造显著增效[N];中国化工报;2009年
4 ;打破沙锅问到底[N];中国石化报;2009年
5 本报记者 马威 通讯员 李玲;一切为了“福气”进京[N];石油管道报;2011年
6 ;喷雾干燥技术在中药配方颗粒中的应用体会[N];中国中医药报;2003年
7 刘广文;氧化铁红的干燥方法[N];中国化工报;2003年
8 文杰;齐鲁石化分公司丙烯腈装置国产化技术应用[N];科技日报;2003年
9 李宏乾;让节能潜力变成降耗现实[N];中国化工报;2007年
10 张家驹;环保型锅炉走俏河北电厂[N];中国工业报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴学智;入口高浓度条件下的旋风分离器对比研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
2 崔洁;分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的分离机理与结构特性研究[D];华东理工大学;2011年
3 栾一刚;轴流旋风分离器数值模拟与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 赵新学;气固两相流对旋风分离器壁面磨损机理的研究[D];中国石油大学;2010年
5 王海刚;旋风分离器中气—固两相流数值计算与实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2003年
6 陈继辉;大型CFB锅炉气固流动若干关键性技术研究[D];重庆大学;2008年
7 钱付平;不同排尘结构及操作条件旋风分离器分离特性的研究[D];东南大学;2006年
8 马艳杰;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];中国石油大学;2011年
9 朱治平;加压循环流化床的实验与模型研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2008年
10 李戈;超细煤粉再燃机理及细粉分离技术研究[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邢超;回流型动态旋风分离器设计与性能研究[D];大连理工大学;2013年
2 李强;循环流化床锅炉旋风分离器气固两相流动特性及性能研究[D];上海交通大学;2010年
3 戚贵强;多效旋风分离器的性能研究[D];青岛科技大学;2010年
4 郑晨雨;新型旋风分离器的理论分析及实验验证[D];华中科技大学;2011年
5 孙胜;入口烟道结构对旋风分离器烟道壁面磨损和分离性能影响的实验研究[D];浙江大学;2013年
6 黄星玮;不同入口截面角旋风分离器分离特性的研究[D];安徽工业大学;2009年
7 孙欣;扩散式旋风分离器分离性能研究[D];中南大学;2011年
8 王灯文;新型商用油烟脱排净化系统的研究[D];安徽理工大学;2012年
9 徐天猛;旋风分离器性能优化的研究[D];华东理工大学;2011年
10 李维栋;旋风分离器的结构分析及疲劳寿命研究[D];中国石油大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026