卧轮式分级机流场与性能研究

• 作 者: 杨晓楠
• 出 处: 中国石油大学（北京）
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 喷射涡旋分级器 卧轮式分级机 流场分析 性能研究 临界转速

分级机作为粉体生产制备系统中重要的设备之一,对于提高粉体产品的品质具有关键性的作用。分级机的发展先后经历了三个阶段,分别是离心式分级机、旋风式分级机和涡轮式分级机,目前常用的大多是立轮式分级机。由于立轮式分级机主轴通常采用悬臂设置,这种设置方式往往会产生一系列的机械问题,如动平衡很难保证、振动较为剧烈、密封效果较差等。有学者提出卧轮式分级机作为第四代高效分级机,能够在保持原有高水平分级性能的同时,克服立轮式分级机的结构缺点,使设备整体结构更加合理,运行更加平稳。本文结合中石化FCC催化剂分级的要求,为研制卧轮式催化剂分级机开展了一系列研究,主要工作和内容如下:首先,依照现有的喷射涡旋分级器结构,自行设计了一套基础模型,对所设计的模型进行了性能试验和流场模拟。通过试验发现,该分级器“跑粗”、“夹细”现象严重,分级性能很不理想,还需要进一步提高。通过流场模拟发现,排气管偏心设置会导致分级室流场不对称,进而削弱分级离心力场;分级室下部区域流场较为混乱,存在分选死区;在排气管口附近存在局部涡流,会加剧颗粒返混现象,同时增加能耗。其次,考察了几个参数对分级流场和性能的影响。结果表明:主进风口角度为45°时流场分布较为均匀;增设分流块能够使物料分散更加充分;排气管同心设置、在分级室内安装导流板均有利于强化分级离心力场;在分级室下部设置二次风有利于减少粗粉的“夹细”。根据上述规律对基础模型进行改进,获得了一个较为合理的结构模型。然后,在改进后的分级器结构内安装分级轮,设计成卧轮式分级机。通过试验考察了操作参数对分级性能的影响规律,结果表明,卧轮式分级机分级性能与喷射涡旋分级器相比具有明显的提升;另外还通过理论分析推导了切割粒径的计算公式。最后,针对分级机转子的动平衡问题,对卧轮式分级机转子的临界转速进行了较为准确的计算。