填料塔内液体分布对晃荡敏感性的研究进展

填料塔是海上浮式生产系统中天然气预处理的重要设备,在海上油气田特殊环境下,填料塔内会存在较为严重的液体不均匀分布,降低填料塔的传质性能。通过调研国内外有关晃荡条件下填料塔内气液流场和传质性能的研究现状,分别从实验研究、数值模拟研究、机理模型法3个方面分析了国内外的研究进展:实验研究方面主要集中于国外,研究内容主要为晃荡条件对填料塔整体性质的影响,部分涉及流型的变化情况;数值模拟研究方面主要从宏观尺度研究晃荡条件对填料塔内气液流场的影响;机理模型法进行改进后首次用于分析海上条件对规整填料塔内液体分布的影响,为填料塔的研究提供了新的研究思路。结合工程实际,指出了晃荡条件下填料塔内运行性能研究方法的不足和今后的研究重点,可为浮式环境中填料塔的优化设计提供一定参考。     

FLNG液化工艺的关键技术

FLNG(LNG Floating Production Storage and Offloading Unit)液化工艺的关键技术包括液化工艺的选择、晃荡条件下工艺及关键设备的适应性,其对装置的投资、运行稳定性及安全产生很大的影响。根据海上工艺设计标准,对不同液化流程进行比选,分别建造氮膨胀和混合制冷剂两套液化实验装置,并开展晃荡实验,验证工艺及关键设备的海上适应性,实验结果表明:晃荡工况下,丙烷预冷双氮膨胀工艺和双混合制冷剂工艺的液化和处理能力均能保持较高水平,前者适用于处理量小且海况恶劣的海域,后者适用于处理量大且海况平稳的海域;壳侧降膜流动的不稳定性是导致绕管式换热器适应性较板翅式换热器低的主要因素;倾斜和横摇会在较大程度上降低填料塔内液体分布均匀性及传质性能;共振周期直接影响薄膜型液舱的装满度,横摇会提高气液两相分离过程的平衡程度;晃荡对膨胀机工作性能无影响。     

晃动条件下孔槽式液体分布器的结构优化

二级孔槽式液体分布器具有分布质量高、操作弹性大等特点,但对水平度的要求极高,为提高其在海上晃动工况下的适应性,需要对传统结构进行优化。基于各种晃动形式对孔槽式液体分布器的液体分布性能影响的相关研究,采用Fluent模拟软件对受晃动影响更为严重的二级槽进行流体力学数值模拟,找出晃动条件下二级槽的液体分布质量下降的原因,提出相应的结构优化措施并模拟验证。结果表明:增大二级槽入口两侧孔口的直径和增加竖直隔板,可以有效提高孔槽式液体分布器在静止和晃动条件下的液体分布质量;增加缓冲挡板,可以提高静止条件下的液体分布质量,但会进一步恶化晃动条件下二级槽的流量均布。优化后的孔槽式液体分布器能够更好地适用于海上晃动平台或浮式生产储油卸油装置的生产需求。(图13,表3,参26)     

FLNG小试、中试液化试验的放大性分析

FLNG(Floating Liquefied Natural Gas)液化工艺受规模、原料气组分及环境条件等影响较大,为了实现大规模工业化应用,基于南海某目标气田相关情况,建立丙烷预冷双氮膨胀液化工艺的FLNG小试及中试液化试验装置,并对试验结果进行FLNG放大过程的规律分析。结果表明:随着原料气处理规模的增大,丙烷预冷双氮膨胀液化工艺对原料气参数的敏感性变弱,且预冷段作用愈加明显,不仅可以降低装置能耗、氮气液化及过冷负荷,且可以减小氮气循环量,提高整体液化工艺的液化能力。在倾斜及晃荡工况下,冷箱内原料气温度变化不大,整个液化装置对晃动的适应性较强。液化工艺选择、设备选型、回收量对整个液化系统的液化率及液化能力的影响较大。随着液化规模的增大,高效的机组效率和合理的能量回收方式,在保证液化系统正常运行的同时,可以有效降低整个装置的能耗,提高经济效益。     

液化天然气浮式生产储卸装置研究进展

基于近年各种液化天然气浮式生产储卸装置(FLNG)概念设计,分析了FLNG在船体、LNG储舱、液化工艺、低温换热器和产品装卸等技术的研究历史和最新进展。有关FLNG的研究不断完善,通过计算机模拟和实验模拟的方式验证了FLNG关键技术的可行性和可靠性;FLNG概念设计一般采用双壳式船体,SPB型LNG储舱,简单液化工艺(如混合制冷剂或膨胀制冷工艺)以及并排卸货方式。通过分析FLNG装置的建设投资和运营收益,指出使用二手LNG货轮改造为FLNG,以及采用简单液化工艺,可以使FLNG装置获得更好的经济效益。     

南海深水气田开发FLNG液化工艺的优化

天然气液化工艺是海上浮式液化天然气船(Floating Liquid Natural Gas,FLNG)的关键技术之一,目前国内外尚无专门针对FLNG液化工艺设计的标准,有必要针对FLNG的液化工艺流程和优化方法开展研究。以中国南海某深水气田为研究目标,根据海上FLNG的特点和对国外FLNG项目液化工艺的调研,提出了FLNG液化工艺选择原则与优化方法,筛选出6种可能适合于目标气田的液化工艺流程,并对其在压缩功耗、冷却负荷、主要设备等方面进行综合比选,初步筛选出丙烷预冷-双级氮膨胀液化工艺作为目标气田液化工艺,并采用软件动态模拟和试验验证该液化工艺在海上的适应性。软件动态模拟结果和试验结果趋势一致,验证了动态模型的准确性以及利用动态仿真预测试验结果的可行性,表明该液化工艺具有较好的动态性能和海上适应性。最终确定将丙烷预冷-双级氮膨胀液化工艺作为目标气田的FLNG液化工艺,并为其他FLNG项目液化工艺的选择提供了技术支持和参考依据。     

矩形斜板湿法除尘塔气液两相流数值模拟

以自主研制的矩形斜板湿法除尘塔为物理模型,采用CFD(计算流体力学)软件Fluent对塔内三维气液两相的流场进行了数值模拟.计算中气相采用标准k-ε湍流模型,液相采用拉格朗日离散相模型,液滴的壁面行为采用壁面液膜模型.结果表明:矩形斜板除尘塔能有效地增大气液接触面积,增强气液扰动,延长气体在塔内的停留时间;在塔体的进口区域会出现烟气冲壁和液滴冲壁的现象;在进气管一侧的塔体顶部会出现流动死区;喷淋液体对气场有一定的整流作用,在喷嘴处可以观察到气体卷吸的现象;增大进口烟速,可增大液滴在塔内的充满度,但同时会出现液滴夹带的现象.最后,在不同气速,不同的液气比下对塔内的压力损失进行了实验验证,实验值与模拟值吻合较好.     

以过磷酸钙为填料的吸附塔对堆肥挥发氨的吸附效果研究(英文)

[目的]研究以过磷酸钙为填料的吸附塔对间歇通风条件下挥发氨气的吸附效果。[方法]以过磷酸钙填料的吸附塔为试验装置,吸收塔主体以一定高径比的PVC圆管构建,首先以氨水为氨气挥发源,研究了相同过磷酸钙装填量时,吸附塔高径比对氨气吸附效果的影响,进而选定高径比为9.9的吸附塔,对经过碳氮比调整的猪粪和鸡粪堆体,选择通风静堆条件进行了废气吸附试验。[结果]在一定的挥发速度下,吸附塔中的过磷酸钙颗粒可有效地吸附气流中的氨气,吸附效果随吸附塔高径比增加而增大,高径比在1.1以上时,吸附效果均可达到90%以上;使用高径比9.9吸附塔,占堆体重量8%左右的过磷酸钙装填量基本上能完全吸附猪粪、鸡粪堆肥过程中释放出的氨气。[结论]该研究结果为过磷酸钙吸附塔在堆肥废气处理中的应用提供了参考依据。     

生物膜-人工湿地组合工艺处理城镇生活污水的研究

采用以天然植物中空纤维作为填料的生物质-生物膜反应器(BBFR)串联复合垂直流人工湿地(IVCW)的组合工艺处理系统,研究了5种不同的运行工况,即不同的停留时间、水力及污染负荷条件下对城镇生活污水的处理效果.结果表明,5种工况下组合系统的出水均能达到一级排放标准,COD、TN和TP的平均去除率分别达到89.86%、93.5%和74.78%.各工况条件下因为装置控制参数和稳定程度的不同,各运行阶段下的净化效果也有一定的差异.通过探讨BBFR和IVCW的最佳耦合模式,即系统处理效果达到最佳时的运行参数,实现了BBFR和IVCW二者间的优势互补.     

草地切根施肥补播开沟装置的设计与试验

为克服草地土壤坚实度高、残茬根系量大带来的开沟问题,在草地切根改良的基础上实现施肥补播,采用破土刀齿破茬-种沟双圆盘开沟器开沟覆土-肥沟双圆盘开沟器压土成沟并覆盖种沟的工艺构建种床与肥床,设计分层交错式覆土开沟装置,建立种沟与肥沟双圆盘开沟器需满足的参数关系。基于土壤扰动造成土壤坚实度下降理论,通过对比试验,确定种沟开沟器距切根沟缝的距离对土壤坚实度的影响,得到将种沟开沟器布置在距离切根沟20mm处,可使开沟器入土处的土壤坚实度下降62%。将分层交错式覆土开沟装置应用于9QFB-2.4型破土切根施肥补播复式作业机,田间试验结果表明:该装置能够实现稳定开沟,形成深47.3mm、宽29.1mm的肥床与深44.7mm、宽19.5mm的种床,施肥和播种深度合格率分别达到80%和83%,且对土壤的扰动程度小于14%,有利于草场植被的保护。     

管输天然气净化用旋风子的性能与选型

导向叶片式旋风子和切向入口式旋风子广泛应用于管输天然气净化,但针对于不同管输工况条件下旋风子的选型设计一直缺乏依据和指导性意见。通过试验的方法对两种旋风子的性能进行对比。试验结果表明:导向叶片式旋风子较切向入口式旋风子压降适中,处理量大;切向入口式旋风子较导向叶片式旋风子操作弹性强,分离精度高;两种旋风子的总体分离效率都能满足天然气净化的要求。结合国内天然气管道设计特点,输气规模较大的干线站场采用导向叶片式旋风子可获得良好的经济性;输气规模小且输量变化大的支线分输站场采用切向入口式旋风子能获得更好的分离效率。     

改进型生物过滤器对H2S和NH3混合气体去除效果的研究

生物过滤器去除恶臭气体的影响因素包括进气的容积负荷、填料湿度、填料层高度、填料中微生物种群和数量及填料层成分的变化,为进一步了解生物过滤器的去除效果,共设计4个处理组,分别编号为A、B、C和D,用猪粪堆肥、珍珠塔、活性蚯蚓粪和锯末按不同比例组成生物过滤器填料,并添加除臭优势菌种和蚯蚓处理H2S和NH3。结果表明,生物过滤器填料中微生物数量丰富,细菌和真菌在最高的C组分别达到(2.23～3.26)×1010cfu·g-1和(2.00～3.08)×105cfu·g-1。在生物过滤器填料中各种形态氮和硫的分布不均匀,NH4+-N与S2--S由下向上递减,而NO3--N起初是下部高于上部,但随着运行时间的延长,上部的NO3--N逐渐高于下部。在该生物除臭系统中,用活性蚯蚓粪、堆肥和锯末混合填料(C)处理效果最好,是很好的生物过滤器填料,有存活的蚯蚓,其余3个处理均没有存活的蚯蚓。     

天然气减阻剂分离模拟试验

BIB天然气减阻剂经雾化注入输气管道以后,一部分涂敷在管壁上,其余部分随气流进入管道末站的分离器。通过模拟试验,测试了旋风分离器和过滤分离器对管输气体中剩余天然气减阻剂的分离效率。研究表明:双切向进口旋风分离器对雾化天然气减阻剂的分离效率较高,且当入口雾滴的粒径分布固定时,气液分离效率随入口气速和雾滴质量浓度的增大而提高;过滤分离器对天然气减阻剂的过滤效率超过99.9%,且过滤效率随入口雾滴的质量浓度和雾滴粒径的增大而提高,当雾滴粒径达到一定程度时将被完全过滤掉。经过两级分离器分离,管输气体中的减阻剂含量极低,基本不会对下游用户和输气设备产生不良影响。分离器是天然气减阻剂的使用结点,天然气减阻剂一旦经过分离器,必须再行加注。     

设施条件下二氧化碳气体施肥器的应用

在设施条件下的蔬菜生产中,研究人员应用新型CO₂气体施肥器,总结出了一套关于施肥器的使用原理、施用方法、注意事项及推广效果,并对施肥器的不足之处提出了建议。为设施农业生产提供了一项关键的气体施肥技术。     

FLNG装置双氮膨胀天然气液化工艺参数的确定

为了明确FLNG(Floating Liquefi ed Natural Gas)开发模式在我国海上气田应用的可行性,对海上气田双氮膨胀天然气液化工艺过程及主要参数进行了模拟分析。以目标气田气体组分和温压数据为基础,在保持气体组分、流量、进入液化段的温度及其压力不变的情况下,利用HYSYS软件分析了预冷、液化及过冷3个阶段的出口温度、液化段与过冷段的制冷剂循环压力对液化工艺流程的压缩功率、换热器功率、制冷剂流量、比功率以及冷箱负荷等的影响。结果表明:当液化段中气体的出口温度设定为-75℃,液化段和过冷段制冷剂的循环入口压力分别为3 450 k Pa和1 710 k Pa时,循环系统压缩机组的压缩功率和比功率达到最小值;预冷段的温度设定对制冷剂总压缩功率没有影响,但能够调整预冷段和液化段之间的换热负荷分配。该研究可以为FLNG开发方案的设备选型、技术和经济评估提供参考。     

FLNG装置双氮膨胀天然气液化工艺参数的确定北大核心

为了明确FLNG(Floating Liquefi ed Natural Gas)开发模式在我国海上气田应用的可行性,对海上气田双氮膨胀天然气液化工艺过程及主要参数进行了模拟分析。以目标气田气体组分和温压数据为基础,在保持气体组分、流量、进入液化段的温度及其压力不变的情况下,利用HYSYS软件分析了预冷、液化及过冷3个阶段的出口温度、液化段与过冷段的制冷剂循环压力对液化工艺流程的压缩功率、换热器功率、制冷剂流量、比功率以及冷箱负荷等的影响。结果表明:当液化段中气体的出口温度设定为-75℃,液化段和过冷段制冷剂的循环入口压力分别为3 450 k Pa和1 710 k Pa时,循环系统压缩机组的压缩功率和比功率达到最小值;预冷段的温度设定对制冷剂总压缩功率没有影响,但能够调整预冷段和液化段之间的换热负荷分配。该研究可以为FLNG开发方案的设备选型、技术和经济评估提供参考。     

基于生物质填料的生物滴滤塔对甲苯废气净化效果的影响

在进气流量为0.2m~3/h、质量浓度小于1000mg/m~3的试验范围内,选取废核桃壳和废榛子壳作为反应器的生物质填料,选择甲苯为VOCs的目标污染物。研究生物滴滤塔对甲苯的降解性能,分析质量浓度、填料分布对降解能力的影响。     

基于均匀设计的种子弹跳滚动位移的试验研究

采用均匀设计方法,对双圆盘开沟器和八字式覆土器作用下种子触土后的弹跳滚动位移进行了试验研究,考察了覆土器参数(覆土距离、覆土板偏置距离和后开口宽度)与种子弹跳滚动位移的关系,建立了覆土器参数、机器速度与玉米、大豆种子弹跳滚动位移之间的回归方程,在机速一定条件下(V=6 km/h),得到了覆土器最优参数:覆土距离305 mm,覆土偏距26 mm,后开口宽63 mm。试验结果对控制株距、提高播种精度具有指导意义。     

起旋器出口断面流速分布与起旋效率

通过对 6种起旋器、4种流量工况的试验 ,对起旋器出口断面流速分布及起旋效率进行了分析。结果表明 ,起旋器出口断面轴向流速分布呈类对数型分布 ,它比平直流的流速分布更均匀 ,可以用平直流速分布公式与一个二次尾流函数来表示 ;起旋器出口断面周向流速分布在主流区近似呈线性分布。提出了起旋器的起旋效率计算式 ,公式表明要提高起旋效率 ,则必须减小阻力损失 ,即应对起旋器结构参数进行优化     

烟草fps转基因发状根的离体培养及其抗菌性

为研究fps基因在烟草发状根中的表达对发状根生长及物质代谢的影响,对fps转基因发状根株系k-3离体培养条件下的生长特性及抗菌性进行了研究.在摇瓶悬浮培养过程巾,发状根生长呈现"S"型曲线,最初生长缓慢,到第10天开始迅速生长,25 d进入生长平台期;利用气升式内环流生物器,在25℃通气量为2 L/min,接种量为1 g的条件下培养25 d,发状根鲜重达94.7 g/L;以赤星病菌(Alternaria alternata)粗毒素为诱导子对发状根诱导培养,转基因发状根浸提液在黑胫病根刺接种试验中,能够明显提高烟草幼苗对黑胫病的抗性.