【摘 要】
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旋风式分级机是在旋风分离器的基础上进行结构改进形成的离心式静态气流颗粒分级设备,它没有转动部件,具有操作简便,结构简单,成本低,安装维修方便等优点,尤其能够适应高温高
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旋风式分级机是在旋风分离器的基础上进行结构改进形成的离心式静态气流颗粒分级设备,它没有转动部件,具有操作简便,结构简单,成本低,安装维修方便等优点,尤其能够适应高温高压的操作环境,因此具有广泛的应用前景。但是,目前国内外对旋风式分级机的研究多存在分级精度不理想,流型不清晰,工业应用较少等不足。本文针对FCC催化剂生产及应用的工业背景,以石油催化裂化催化剂为试验物料,通过试验考察旋风式分级机对颗粒分选性能的影响,并采用Fluent数值模拟的方法探讨旋风式分级机的流场特性,为该形式的旋风分级机的设计优化提供基础支持。
主要内容包括:试验首先考察了常规旋风分离器的分级性能,然后在旋风分离器的基础上,引入底部风筛结构形成旋风式分级机,着重考察了操作参数,风筛结构,进料方式等对旋风式分级机分级性能的影响,并对无内件气力进料旋风式分级机的流场进行了数值模拟和分析。试验结果表明,在对FCC催化剂颗粒的分级过程中,通过调节操作参数,可以将切割粒径D50灵活控制在10μm至55μm之间,分级精度K值在1.4～2.0之间,分离指数最高可达0.96,牛顿分级效率达0.71。粗产品中40μm以下细粉含率由原料中的18%降至5%左右,20μm以下细粉含率由原料中的5%降至0.25%,细产品中40μm以上粗粉含率由原料中的82%降至20%,基本满足工业生产对催化剂产品的粒度要求。数值模拟结果表明,底部二次风的存在强化了分级机筒体段气体的回流,提高了细粉颗粒的逃逸概率和粒径范围,完成对细粉颗粒的首次筛分;风筛段的强制涡流场既实现对细粉颗粒的二次离心筛分作用,又可抑制灰斗内颗粒的返混。因此,底部风筛结构的存在使旋风式分级机克服了旋风分离器在收率控制和颗粒筛分上的不足,实现分级性能的显著提高。
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