约翰逊网与编织网的流体阻力降计算值之比较 4页

第36卷第12期辽

宁

化

工Vo.l36,No.122007年12月LiaoningChemicalIndustryDecember,2007约翰逊网与编织网的流体阻力降计算值之比较1223李世杰,陶
军,常恕安,李文涛,(1.中国石油吉林石化分公司供销公司,吉林吉林132002;
2.中国石油吉林石化分公司聚乙烯厂,吉林吉林132002;3.辽宁裕通石化机械仪表有限公司,辽宁沈阳110168)摘


要:
石油化工等行业,在流体输送过程中,滤网被普遍采用。近些年来,约翰逊网越来越多的取代了传统的编织网和孔板,这主要是由约翰逊网独特的结构以及诸多优点所决定的。在一定的孔隙范围内,约翰逊网的流体阻力降明显小于编织网和孔板结构的阻力降。在设计选用滤网材料时先进行阻力降的计算比较,对于选用滤网有着重要的指导意义。关
键
词:
约翰逊网;编织网;阻力降中图分类号:
TQ015

文献标识码:
A

文章编号:
10040935(2007)12084204

化工管道过滤器的滤芯,反应器、干燥器等的(1)金属丝与支持杆的每个交叉点都焊接,格栅,均需采用筛网。当流体通过筛网时即会产精确度高,缝隙准确。生阻力降。阻力降的大小,不仅涉及到能耗、生产(2)强度高,耐用性强。成本,而且直接影响到工艺系统的状况,从而影响生产效率和产品质量。所以,在不影响设备结构的情况下,减小滤网的阻力降,不仅可降低能耗、降低生产成本,而且对于提高生产效率和产品质量都有着重要的意义。1
编织网的特点在国内,工业上应用较多的是由金属丝编织图1
约翰逊网结构的滤网加多孔板的复合结构,由于固体颗粒(催化剂、分子筛或各种滤料)与丝网的接触面积大,(3)开孔范围增大,开孔率提高,有效流通面颗粒易堵塞或卡在金属丝网或多孔板的孔隙中造积增加。成压力降增大,折曲变形后造成昂贵的媒介物损(4)缝隙连续而且网表面光滑,使催化剂流耗,甚至使装置无法操作,维修也较为困难。动平滑,磨损较少,颗粒不易粉碎。(5)防阻塞。2
约翰逊网的特点(6)抗磨损。约翰逊网是将外型近似于V字型的金属丝3
约翰逊网与编织网的使用对比采用电阻焊方式焊接在垂直排列的支撑杆上,形约翰逊网与编织网在实际工作中的使用对比成连续均匀的缝隙,过滤物与滤网表面仅有两点见图2。接触。其结构形式见图1。由约翰逊网独特的结构形式,决定它具备了

收稿日期:
2007-08-22许多编织网所未有的特点:

作者简介:
李世杰(1973-),工程师。 第36卷第12期





李世杰,等:约翰逊网与编织网的流体阻力降计算值之比较





843Y
膨胀因子,气体为0.92,液体为1,无因次;g
9.8m/s2,有因次常数;

流入前段压力和温度下流体的密度;NR
以孔径为准的雷诺数,无因次;P
孔的间距(中心至中心的距离)m;t
滤网有效厚度,m;D
孔径,m;

板厚流体粘度,kg
s/m2。图2
约翰逊网与编织网的使用对比图3
微孔孔系数对应孔雷诺数的查询表由图2可见,两种滤网的抗堵塞性能有着明显差异。并且编织网的强度较低,在使用过程中,5
约翰逊网与编织网的流体阻力降一般需要与多孔板结合使用。所以这种复合结构计算值之比较的开孔率就为编织网和多孔板的开孔率的乘积,下面对两种滤网在无堵塞情况下的流体阻力开孔率大大降低。根据GB10612-89、GB/降进行计算比较。T5330.1-2000,当编织网和多孔板的开孔率分别现以国内某乙烯厂扩建项目中的一套蓝式过取较大值60%和60%,其乘积值仅为36%。由滤器为例,对编织网加多孔板的复合结构阻力降于两种滤网的结构不同,即使不考虑堵塞等因素,及约翰逊网的阻力降进行计算比较。该蓝式过滤在一定的孔隙范围内,流体通过两种滤网产生的器的技术参数及结构尺寸见表1。阻力降也有较大的差异。表1
蓝式过滤器技术参数表口径/inch32设计压力/MPa3.34
流体阻力降的计算公式孔隙/mm3.15密度/(kg
m-3)475.11动力粘度/Pa
s78.67
10-6材料根据
Perry
s化学工程手册
(
Perry"s流量/(kg
h-1)1003852.14壳体ASTMA671CC65ChemicalEngineers"Handbook
),其中第五章提出设计温度/
60滤芯SS304蓝式过滤器结构尺寸表的关于微孔板的质量流率计算公式:口径/inchD/mmD1/mmD2/mmD/mmD1/mmD2/mm2gc

P3212201000813026201400960
=CAfy21-Af/Ap对该公式整理后,导出阻力降计算公式:5.1
采用编织网加多孔板结构的阻力降值计算2A2由技术参数表提供的,滤筒内径为1000
f
P=
1-2g
(CAy)2Acfpmm,滤筒高度为960mm。符号说明:22Ap=3.14
(1/2)+3.14
1
0.96=3.799m
P
流体的阻力降;考虑到网丝、孔板等相关因素,由技术参数表

质量流率,kg/s;C
微孔系数,无因次;提供的,过滤精度为3.15mm,根据GB10612-A
液体有效流通面积m2;89、GB/T5330.1-2000,查表计算得出液体流通fA
液体流通面积m2;p面积系数取值为30%。 844














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2007年12月A=3.799
30%=1.14m2f线宽=2.26mm,高度=3.5mm,离隙角=由技术参数表提供的,13
。
=1003852.14kg/h,D=3.15mm,3.15
100所以,开孔率==58.2%-63.15+2.26
=78.67
10PaA=3.799
58.2%=2.21m2统一单位后:f
=1003852.14kg/h=1003852.14/3600=278.85kg/s由技术参数表提供的
=1003852.14kg/h,D=3.15m,
=78.67
10-6PaD=3.15mm=0.00315m1Pa=0.102kg/m2统一单位后,
=78.67
10-6Pa=78.67
10-6
0.102=8.02
10-6kg
=1003852.14kg/h=1003852.14/3600=278.85kg/s
s/m22D=3.15mm=0.00315m,1Pa=0.102kg/m
D278.85
0.00315
=78.67
10-6Pa=78.67
10-6
0.102=8.02
10-6kgNR=A
=-6=96073.14f1.14
8.02
102
D278.85
0.00315
s/mNR=A
=-6=986073.14根据选择的网丝厚度t=0.0035m。f2.21
8.02
10t/D=0.0035/0.00315=1.11由于约翰逊网网丝近似于V字型,所以约翰查表得出:C=0.96逊网丝与编制网网丝相比较的实际厚度t=0.0又膨胀因子Y=1001m。2A2
ft/D=0.0001/0.00315=0.032
P=
1-2g
(CAy)2Acfp查表得出C=0.74278.8521.142=2
1-3.799又膨胀因子Y=12
9.8
475.11
(0.96
1.14
1)
22=6.197kg/2Af
P=
1-2g
(CAy)2A
P=6.197
0.098/10000=6
10-5MPacfp278.8522.212=
1-2
9.8
475.11
(0.74
2.21
1)23.799=2.06kg/m2
P=2.06
0.098/10000=2
10-5MPa通过对两种过滤网的阻力降计算比较:
P=6
10-5MPa>
P=2
10-5MPa编织网约翰逊网可以看出,使用约翰逊网的阻力降明显小于使用编织网的阻力降。所以,在不影响设备结构的情况下,使用约翰逊网即降低能耗、又降低生产成本,而且在提高生产效率和产品质量等方面都比编织网有着明显优势。图4
蓝式过滤器结构图参考文献5.2
采用约翰逊网的阻力降值计算由技术参数表提供的,滤筒内径为1000[1]
PerryPH.PERRY化学工程手册[M].北京:化学工业出版社,1992.mm,滤筒高度为960mm。[2]
钱小燕.国产约翰逊网在固定床反应器中的应用.化工A=3.14
(1/2)2+3.14
1
0.96=3.799m2p设备与管道,2006,43(02):20-23.约翰逊网的开孔率计算为:[3]
郑其祥.约翰逊滤网简介[J].炼油设计,1999,29(2):开孔率=缝隙宽度
10056-57.缝隙宽度+线宽(下转第848页)#选用标准的90网丝,其参数为: 848














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2007年12月(4)不产生
二次污染
,副产的[2]
李风亭,张善发,赵燕.混凝剂与絮凝剂.北京:化学工业出版社,42-57.(NH4)2SO4、NH4Cl可回收利用。[3]
王延吉.有机化工原料.北京:化学工业出版社,2004,(5)有流程短、成本相对较低的优势。484-485.5.2
缺
点[4]
常青.水处理絮凝剂.北京:化学工业出版社,2003,91(1)该工艺以BB酸母液为主要原料,限制-92.了该法规模推广应用;适用于合成蒽醌生产企业[5]
严瑞瑄.水处理剂应用手册.北京:化学工业出版社,2000,197-199.或临近厂家采用。[6]
中华人民共和国国家标准.水处理剂聚合氯化铝.GB(2)洗涤压滤Al(OH)3凝胶时,使用普通板15892-1995.框压滤机的劳动强度大、设备维护困难、生产效率低;使用自动板框压滤机克服上述问题,但一次性设备投资相对较大。参考文献[1]
李俊梅.化工环保,1998(1):7-10.StudyonSynthesisProcessofHigh-purityPolyaluminumChlorideandPolyaluminumSulfateChloridebyO-benzoylbenzoicAcidMotherLiquorintheProductionofSynthetic-anthraquinoneSUNHui-guo(ZiboTechnicalCollege,ZiboShandong255000,China)Abstract:Inthispaper,aproductionprocessofhigh-purtypolyaluminum(sulfate)chloridesynthesizedfromo-benzoylbenzo-icacidmotherliquor、ammoniawaterandhydrochloricacidisintroduced.Ithasbeenprovedbypracticalapplicationthattheprocesshasdistinguishedfeatureofhigh-purityandgoodapplicationresultandtheproductsmadebyitareespeciallyapplicabletodrinkingwater、food、cosmetic、pharmaceuticalindustry.Moreover,theprocessisanewenironmentalprotectedgreenonepos-sessingthecharacteristicsofshortflowandnosecondarypollution.Keywords:Synthetic-anthraquinone;O-benzoylbenzoicacidmotherliquor;High-puritypolyaluminum(sulpHate)chlo-ride;Polymericandagingreactions;Aluminumhydroxidege;lIroncontent(上接第844页)TheComparisonbetweentheFluidResistanceDropCalculationValueofJohnsonScreenandWire-cloth1223LIShi-jie,TAOJun,CHANGShu-an,LIWen-tao(1.PetroChinaJilinPetrochemicalCompanySupplyandMarketingCompanyjilinjilin132002,China;2.PetroChinaJilinPetrochemicalCompanypolyethylenefactoryjilinjilin132002,China;3.Liaoningyutongpetrochemicalmachineandinstrumentcompanyshenyangliaoning110168,China)Abstract:Thefilterscreenhasbeenwidelyadoptedintheprocessoffluidconveyingofpetrochemicalprocessingindustry.Inthelatestfewyears,Johnsonscreengraduallyreplacedthetraditionalwire-clothandorificeplateduetoitsuniquestructureandsomeotheradvantages.FluidresistancedropofJohnsonscreenisapparentlylowerthantheoneofwire-clothandorificeplatewithinsomecertainrangeofporespace.Itismoreguidabletoimplementthecalculativecomparisonofresistancedropbeforede-signingandselectingthefilterscreenmaterials.Keywords:JohnsonScreen;Wire-cloth;ResistanceDrop