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青島科技大學化學工程研究所多年從事多相流體分離領域的研究，在深入研究普通型旋風分離器原理的基礎上，對旋風分離器進行結構優化，開發出了高效環流式旋風分離器，獲得了十項專利，工業應用效果良好，產生了巨大的經濟和社會效益。
近五年來，承擔了國家自然科學基金項目“旋風流場的大渦擬序結構與亞微米粉塵的運動行為”、國家重點實驗室項目、國家重點示范工程項目、省自然科學基金、中國石化總公司、中國海洋石油等省部級以上項目十余項，大、中型企業委托項目四十余項。在工業上推廣旋風旋流系列專利設備二百余臺套，并獲得山東省科技發明二等獎、山東省技術市場優秀項目獎。
實驗室現有實驗面積350m2，實驗室高度9m，實驗室總固定資產已超過200萬元，有開展大型實驗的良好條件。現有教授2人、副教授2人、高級工程師1人、講師1人、工程師1人、助教1人，已形成結構合理的研究梯隊，每年招收博士生2人，碩士研究生5-7人，本科生20余人參加研究工作。
旋液環流式液固分離器（專利號：ZL 92106712.7）
環流式旋風除塵器（專利號：ZL 02270076.5）
雙切向環流式旋風除塵器（專利號：ZL 02143740.9）
在直筒段內由內構件組成一次分離區，通過導流使氣體在此區內呈同一螺旋向上的旋渦，以改變傳統流路中在直筒段形成向下和向上兩個旋渦相互擾動的情況，降低流體湍動，強化流體旋轉，防止粉塵短路。利用內件與外筒的環隙，通過引流和底部負壓將少量氣體引入錐體，形成環流，既能消除上灰環又可使該部分氣體與粉塵在錐體得到二次分離。實現縮短輕連續相路徑，強化主氣流旋轉，抑制流體湍動；延長重
分離相（粉塵）路徑，形成兩級氣固分離的設想。通過流場測試和大渦模擬優化內件、導流件結構和結構尺寸，實現環流量與操作條件的優化。
開發的整體思路為：
1、依據大渦模擬與理論分析設定流體流路，由內構件對流體導流、整流并分區
a、由導流使流體按設定設定流路流動，縮短輕連續相路徑，實現氣固二級分離，
b、由整流使主分離區加速旋轉，抑制湍流大渦，強化分離。
2、由大渦模擬、理論分析和實驗測試，優化導流整流件結構與操作條件
3、用于液-固、氣-固和氣-液非均相分離
該系列專利成果于2004年12月通過了由山東省科技廳組織、中國科學院院士余國琮主持的項目鑒定，其鑒定意見為：達到了同類技術和設備的國際領先水平。該系列設備可廣泛應用于石油、化工、冶金、采礦、食品、醫藥、發電、環保等行業。
圖2環流式旋風除塵器實驗裝置圖、圖3旋風除塵器壓降與入口風速的關系、圖4旋風除塵器效率與入口風速的關系、圖5環流式旋風除塵器的大渦模擬
在粉末乳化炸藥生產線上應用二十余臺。與原采用DⅢ型旋風除塵器相比，炸藥的收率從90%提高到98%以上。其中十九個廠家每年多回收炸藥10640噸，按每噸價格4950元計算，一年可為企業挽回經濟損失5267萬元。由于壓降低，降低了風機的電機功率，十九個廠家全年可節省電費114萬元。
在山西、廣西、安徽、福建和貴州等維尼綸行業醋酸乙烯流化床反應器上應用36臺，與原采用的DⅢ型旋風除塵器相比，年節支增收6000余萬元，使旋風除塵器的使用周期從6個月延長至5年，減少了開停車次數，消除了安全隱患。
在有機硅單體合成流化床反應器上應用20余臺，將使用周期延長至兩年以上。
安徽某企業的氰化鈉閃蒸干燥系統為引進美國的成套技術。因除塵器除塵效率不高，后續濕洗塔每8小時需更換洗滌液一次。在新上生產線時改用環流式旋風除塵器，結果表明，生產線連續運行168小時仍不需更換洗滌液。因此，企業又將原美國進口生產線上的除塵器拆除，更換了環流式，使生產線通過了環境認證。在南寧化工集團熱風爐和廣西瑞泉公司的超細膨潤土干燥系統應用環流式的結果表明：一級旋風的d50值達到了1.2μm，兩級串聯后達到0.8μm。兩級串聯后可使熱風爐排煙含塵量降至150mg/m3以下。表明環流式可用于工業窯爐的排煙除塵。應用前景廣闊，社會效益顯著。
圖6環流式旋風除塵器的工業應用
環流循環除塵系統的導流整流器（專利號：ZL 03135058.5）
環流循環旋風除塵系統（專利號：ZL 01243742.5）
環流循環除塵系統研究開發的總體思路是：將環流式研究開發的主導思想擴展為一個系統，由過程集成的方法實現系統的最優組合。即采用二級串聯除塵，二級除塵先在長分離柱內進行，相當于單臺環流式旋風除塵器的一次分離區，在其頂部將少量氣體和粉塵切向抽出，中心潔凈氣體直接排向系統外部。被抽出的少量氣體和一級未除下的超細粉塵用一臺處理量較小的環流式旋風除塵器進行再次分離，未被分離的超細粉塵隨氣體被引回一級除塵入口，形成循環。通過導流整流可強化分離柱內氣流的旋轉，抑制湍流大渦，提高系統的分離效率。該除塵系統有以下優點：
1、系統排出的氣體中不含1μm以上的粉塵，分割直徑d50達到了0.33～0.65μm。
2、結構簡單，系統只加一臺小的風機，可連續高效運行。
3、整個系統的壓降小于2500Pa，只比常規旋風除塵器的單臺壓降略高。
圖7環流循環除塵系統實驗裝置圖、圖8實驗用分子篩粉體粒度分布、圖9環流循環除塵系統實驗數據
直流降膜式旋風除霧器（專利號：zl01243741.7）
降膜式柱狀旋風除霧器（專利號：zl03253828.6）
(a) (b)
直流降膜式旋風除霧器的結構簡圖
開發思路：將前一操作單元尾氣尿素洗滌塔的氣體和部分液態尿素一同引入除霧器，在入口前的管道內即形成滴狀流，由大液滴捕捉小霧滴。液體進入除霧器后，利用氣體的旋轉和引流，使液相在壁面形成均勻下降的液膜保護器壁，并帶走易結垢的霧滴。除霧主要靠氣流旋轉產生的離心力將小霧滴甩向邊壁后，進入液相由液體帶出。由于霧滴到達壁面進入液相后不會形成二次卷揚，采用直流型（相當于只有一次分離區），以降低壓降。
解決了除霧器壁面結殼的國際性工程難題，已分別應用于1.2萬噸三聚氰胺/年和6000噸三聚氰胺/年的工業生產中，五年來的應用結果表明：該除霧器壓降大幅度下降，節省了能耗，除霧效率明顯，未發現器壁有結殼現象，達到了原來開發設計的目的。
圖10直流降膜式旋風除霧器的實驗裝置、圖11直流降膜式旋風除霧器的工業應用
脈沖式氣流干燥器
脈沖式氣流干燥器利用物料在加速段所具有的高傳熱、傳質效果，采用管徑交替縮小和擴大的方式，加大了氣固間的相對速度和傳熱傳質面積，強化了傳熱傳質。目前對于脈沖式氣流干燥器的理論和實驗研究，相比其在工業上的廣泛應用明顯滯后。
青島科技大學化學工程研究所建立了數學模型，進行了數值模擬，歸納出氣流干燥過程的一些基本規律，并以此開發出新型高效脈沖式氣流干燥器，該設備具有能耗低、效率高、處理量大、適應性廣、結構簡單、制造方便等優點，廣泛應用于化工、造紙、食品、醫藥等領域。投資后可為企業創造巨大的經濟效益。
超細粉體定向清晰分級技術
本技術面向高科技工業領域對大型超細顆粒精細分級設備的迫切需求，借鑒氣固流態化的散式化和大渦模擬的最新研究成果，提出了一種新的超細顆粒精細分級方法。將多級逆流精細分級的概念引入該技術中，用累疊式規整填料床概念解決超細粉體的聚團破碎、氣固流態化的散式化和超細顆粒的分級問題。在理論上可推動超細顆粒分級領域的研究，實用上可獲得具有自主知識產權的、滿足當前超細粉體行業生產需求的高細度、窄級別分級技術和裝備，經濟效益潛力巨大。
圖12大型綜合試驗臺
圖13 學術帶頭人李建隆教授
圖14 已獲得的專利證書
圖15 獲獎情況
圖16 余國琮院士蒞臨我研究所指導工作
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