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管道静态混合器结构优化
作者:管理员    发布于:2019-08-05 09:09:18    文字:【】【】【
 管道静态混合器是20世纪70年代开发的一种高效 节能化工单元设备[I]'具有混合效果好、结构简 单、流动阻力及压力损失小等优点[2]。静态混合 器是超级克劳斯工艺流程的关键设备之一,提高其 混合率有利于提高该工艺流程的总硫回收率。天然 气工业的快速发展对静态混合器性能提出了更高的 要求,现役静态混合器结构难以满足高含硫天然气 净化工艺的要求。
用Simple算法耦合压力场和速度场。压力采用PRESTO!,动量、湍动能、湍动耗散率及所有组分均采用二阶迎风离散格式,按稳态问题求解。经过迭代计算,当残差小于10-6时,计算收敛,得到3种静态混合器结构的压降、速度、湍动能和出口处组分等的分布情况。3. 1 2气体混合过程压降分析计算得到了现役结构的压降为287Pa; 结构1 的压降为430Pa; 结构2的压降为420Pa。由此可知,2种改进结构的压降比现役结构大。但是,所有压降均小千实际工况规定的1000 Pa, 即2种改进结构在压降方面都满足实际工况要求。3.2 2气体混合过程速度分布图2表示3种静态混合器结构沿轴线截面上的 速度分布情况。通过对比可以看出,在管体中心轴附近,结构1中速度比现役结构大;结构2叶片区域的速度比其他2种结构都小,但流动更加紊乱, 有利于2气体混合率的提高。因此可以推断,结构 1和结构2的混合效果比现役结构好。湍动能对流体混合效果具有重要影响。图3表 示3种静态混合器结构沿轴线截面上的湍动能分布 情况。从图可看出,在叶片附近,结构1中湍动能强度比现役结构大;结构2的湍动能又比结构1 大,且持续时间更长,在靠近出口处更明显。由此 可以推断出结构2比其他结构的混合效果好,即扇叶结构对提高流体混合率具有促进作用。2气体混合过程出口处H2S分布2气体经过在空气管出口处预混合后,通过自身扩散运动继续混合,但效果不理想。采用设置叶片的方式以强化2气体间的相互扩散过程。可以看出,在现役结构与结构l出口处,H2S质量 分数分布不理想,某些区域质量分数较高;结构2 出口处H2S质量分数分布比前2种结构均匀,且最 大与最小质量分数区域面积不到整个表面面积的%。山此可以说明,结构2出口处混合率最高,且扇叶式设置方式能有效提高过程气与空气的混合率。
脚注信息
混合器,静态混合,汽水混合,文丘里混合,螺带混合,锥形混合