25- 羽叶分离器用于环丁砜装置二氧化硫制备单元SO2中液态硫磺讨论

      国内外有的厂家也开始模仿采用NOVEL公司的羽叶分离内件。
      但是，专业人士都知道：单组羽叶分离元件产品虽然可以仿制得外表相似，而基于动力学精准分离设计数学模型系统平台是仿制不了的，这是核心！有单独的仿制羽叶分离元件，没有羽叶分离元件内件对应的动力学精准分离设计数学模型系统平台将成堆的单组羽叶分离元件精准动力学组态用于可靠工业分离运行，就如面前一堆铁板却造不出航空母舰一个道理。糊弄的航空母舰模型，放到海上上就沉没，鸡飞蛋打。

      关于动力学分离技术及其内件设计计算，需要提醒大家如下：
      国内外有的厂家也开始模仿采用NOVEL公司的羽叶分离内件。但是，羽叶分离技术，是基于其精准动力学分离系统平台设计技术获得的设计结果和组态形式。必须根据不同温度和压力工况下的气相组成和平均分子量、基于空气为参照系统的气相比较压缩因子、气相粘度、气相密度、气相流量，以及液相密度、液相粘度、液相表面张力和上限液相流量等流体动力学参数，在其精准动力学分离系统平台设计技术获得的设计结果和组态形式。

       同样的工况和工艺数据，非专业公司计算设计得到的结果，与专业的动力学分离技术公司在其动力学分离精准计算设计平台上获得的设计结果，相差很大。其中最主要的设计计算差异之一，在于其工况下的气相压缩因子差别。     

     须知，精准可靠的动力学分离技术及其内件，必须通过事先模型平台实验验证。事前模型平台试验，最安全最易得的气相介质就是空气。因此，国际上的动力学分离事前模型，都是以空气为介质的系统。用动力学分离系统平台模型去无限逼近真实工况，就必须将真实工况下的气相以接近大气压下的空气为参照体系，来获得相对于大气压下空气的压缩因子。这个压缩因子，与手册上查的以理想气体为参照体系的压缩因子值是大不相同的！！

       非专业的动力学分离技术公司所采用的压缩因子，就是从手册上查到的理想状态下的压缩因子值。以此理想压缩因子来计算获得的工况下体积过流速度，与实际工况下通过动力学分离技术内件的体积过流速度有很大差别。工况下不同过流体积流速得到的分离效率，自然差距很大！企业都抱怨说他们的旋风分离器，分离效果比设计值差得多。自然，旋风分离器也属于动力学分离器。把理想气体压缩因子误以为拟大气压下空气相对压缩因子进行设计计算，是造成国内外公司设计制造出来的旋风分离器，在运行中的实际分离效率与计算分离效率相差很大的原因所在。即，直接照搬了手册上的理想状态的压缩因子，而动力学分离设计模型中与流速相关的参数转换中的压缩因子是指拟大气压力下的空气为参照体系的压缩因子！

       除了事前动力学分离设计模型中与流速相关的压缩因子出现大错误导致设计结果出现错误外，再谈内件组态问题。
      专业动力学分离技术公司的事前动力学分离计算设计系统平台，准确地讲，只对应一种动力学分离内件基本组态，即内件流道内部几何参数，如流道长度、流道包含的重复分离单元数量、每个分离单元的流道间距、分离单元长度、动量变换角度、动量变换次数、液相反射收集角度、次级流道液相存储空间尺寸、次级流道抗堵塞尺寸、次级流道抗二次旋流几何尺寸等等，均已经一一对应。相反，国内外非专业分离技术公司，只顾模仿内件组态外形如百叶窗，而对于流道宽度、流道长度、流道内部参数全然不顾，反正不少设计院和业主都与他们自己一样不懂动力学分离技术，只要外观模仿得相像百叶窗，又为了节省材料降成本，低价中标，其布置的内件间距数倍于标准数据而流道长度只有标准的几分之一，这样仿制的所谓动力学气液除沫分离器，能高效分离运行才怪？！设计院和业主朋友们请甄别。

      有的业主朋友反馈，他们有的装置上的气液除沫分离内件，从最初采用丝网式，到后来丝网腐蚀支离破碎，再后来换成雪弗龙折流板，都感觉其出口气相中的液滴液沫含量没有多大变化，似乎哪种技术层级的气液除沫分离内件对其除沫分离效果不大。
      其实，这些业主朋友们看到的只是表象。气液除沫分离效果好坏，不仅要看采用的内件型式，更要看其是否通过精准动力学分离设计系统平台获得准确可靠的设计组态结果。国内除沫器供应商和高校，在5-10年中短期内难以搭建系统的动力学分离计算设计精准平台，多采用“大概加估计”拍脑袋得出的所谓技术方案和造价，没有通过精准动力学分离设计系统平台获得准确可靠的设计组态结果，无法对气液除沫分离实际运行效果提供准确性和可靠性保障。业主装置上的气液除沫分离内件，很可能从一开始采用丝网，到后来丝网破碎不用，再后来采用的雪弗龙折流板等，都是“大概加估计”“拍脑袋”出来的方案。虽然有除沫内件东西放在那儿，但自始至终没有发挥明显除沫分离效果。有没有都无所谓，也x i以为常。实际上，必要的高效气液除沫分离内件作用十分重要，否则，国内外工艺包也不会在上述节点做出明确的技术要求。
      气液分离除沫技术，属于精准动力学分离技术，必须通过精准动力学分离设计系统平台获得准确可靠的设计组态结果，并以此为依据进行内件制造。并不是选择一种除沫分离内件装进去，就能发挥明显除沫分离效果。      
        事实上，即便采用最先进的羽叶分离内件组，而没有通过精准动力学分离设计系统平台获得准确可靠的组态设计，一样形同虚设！
      这就是业主朋友们试用过各类除沫分离内件，却得出除沫分离效果差异不明显的原因所在。

      前两天，与华东某家做蒸发结晶器折流板除沫器企业的工艺技术主管交流，他对折流板的认识让我感觉他家提供给客户的折流板除沫器，很可能没有一例是成功的。
      华东某家做蒸发结晶器折流板除沫器企业的工艺技术主管说，如折流板气液分离效果不好，把气流速度降低就好了。我问他，降到多少气速其分离效果会好？他说，越低越好，0.5米/秒应该可以。
      我又问他，是大概加估计、拍脑门出来的吗？他挠挠后脑勺，回答是经验数据。
      其实，无论是气液场合采用的分离内件是丝网内件、第一代雪弗龙折流板、叶片内件还是最好的羽叶分离内件，都属于动力学分离内件，流体动能动量都有上下限阀值约束。
      以这位主管经验判断的速度来说吧，密度低的气流，操作允许的速度确实可以高些。
      而气速过低，流体微元中的气液两相动能动量差过小，流体微元中的微小液沫不能实现有效碰撞而聚结长大进而实现分离，气液分离过程主要表现为重力沉降分离方式。而正如大家所掌握的重力沉降分离行业标准中有程式与数据表明其能有效分离的液滴尺寸在数百微米。如果气速较高，则毫米级别的液滴也分离不下来。因此，速度过低，折流板的分离效率反倒会加速下降。这就是高效动力学分离内件存在流体动能动量下限阀值约束的机制原因所在。
      而气速过高，会造成分离下来的液体产生破碎飞溅、二次携带分散，大家更明白其原因。
      通过讨论，大家明白：无论是丝网、折流板、叶片还是羽叶分离元件，并不是如某些人所说的流速越低分离效果越好，这是违背动力学气液分离机制的！既误导自己，又会误导别人的！

前些天，宁夏的一家甲醇制烯烃装置，原来采用的镇江某企业提供的多套叶片式气液分离器分离运行效果不理想。业主告知，国内不少甲醇制烯烃、PDH装置都采用该企业提供的叶片式气液分离内件，存在类似问题，让我方进行针对性分析问题。业主向我方提供了业主、设计院和供货商技术协议资料，存在不少笑话性的技术参数。现将部分载有核心技术性能数据的技术协议页面贴为附件，供大家讨论提升。

技术协议上有业主、设计院和供方相关人员的签名。如果设计院、业主对叶片分离技术不了解，在该怪异的技术协议上签字上可以接受的话，那么，供方在该技术协议上白字黑字蒙人就太不应该了。MTO装置、MTP装置、PDH装置和CTL装置业主，可以针对性自查改进：工艺蒸汽分离罐、烃压缩机一段入口分离罐、四段防喘振分离罐、C2分离罐、一段出口分离罐、二段出口分离罐、三段出口分离罐、丙烯压缩机一段入口分离罐、丙烯压缩机二段入口分离罐、丙烯压缩机三段入口分离罐等。

技术数据怪异之一：操作弹性下限数据。大家从贴出的技术协议第7页、第8页可以看到：
1）、操作弹性下限数据，竟然出现0，比如丙烯压缩机一段入口分离罐D-260653。大家知道，叶片分离器，包括供方提供的叶片分离器，属于动力学分离器，采用流体自带动能动量来完成气液分离的。其操作弹性下限值为0，流量趋近为0，自身动能动量很小，怎么能保证高分离效率呢？流量很小，只能靠重力沉降分离，而大家从国内外行业标准、国家标准和化学工程设计手册 都可以查到，重力沉降分离的效率很低，气液分离沉降的液滴尺寸远远超过叶片分离要求。叶片分离器操作弹性下限数据是切不可为0的。
2）、操作弹性下限数据，竟然出现100，比如C2分离罐D-260536、丙烯压缩机三段入口分离罐D-260652、丙烯压缩机二段入口分离罐D-260655。操作弹性下限数据为100%，表明设备必须在设计条件下运行方能保证分离性能。但是，真实的工况往往是波动的，根本无法保证绝对的100%设计工况。这一数据表明其设计约束条件出问题了。

技术数据怪异之二：操作弹性上限数据。
      技术协议载明的操作弹性上限数据，远远超过国际上最先进的动力学气液分离器操作弹性上限公开数值135%，更有甚至甚至达到717%（比如，C2分离罐）！
      大家知道，任何分离器设计，在保证分离性能前提下，还必须考虑设计结构尺寸合理性和优异的性价比。技术协议上出现717%的上限操作弹性，只能说明其设计科学性、结构尺寸合理性和优异的性价比出现很大疑问，并非说明其性能优越。也许，这是大家能看到的叶片分离器技术协议中唯一一次展现在大家面前的操作弹性上限值高达717%的数据了。我和大家都很纳闷，且不说设计院和业主一点分离技术知识都不了解吧，供货方对此数据也不自我反问和自查？

技术数据怪异之三：分离效率。大家从贴出的技术协议第7页、第8页可以看到：其分离效率主要就是两类，一类是99.9%*5+微米，一类是95%*5+微米。而专业动力学气液分离技术计算设计和组态系统平台获得的准确分离效率和液滴尺寸，都是保留2位小数的。供货商的数据，恐怕压根就没有通过专业动力学气液分离技术计算设计和组态系统平台进行专业精准设计计算吧？压根就是照抄业主技术要求？因此，建议业主和设计院要求供货方必须提供专业动力学气液分离技术计算设计水力学计算书、分离效率曲线图、运行压降曲线图等核心技术文件，以证明其技术可靠性、设计计算准确性。

技术数据怪异之四：运行压降。
      大家从贴出的技术协议第7页、第8页可以看到：业主要求的压降值，清清楚楚在第7页、第8页列出来。但技术协议第8页右侧倒数第二例却又分明列出最大运行压降，有的竟然**超出工艺要求，比如工艺蒸汽分离器D-260121，最大运行压降7.58kPa超过工艺要求5kPa，又如三段出口分离罐D-260431,最大运行压降3.52kPa超过工艺要求2kPa？
       专业动力学气液分离计算设计和组态系统平台，把最大运行压降作为计算设计和组态的基本约束条件输入计算系统的。通过专业动力学气液分离计算设计和组态系统平台获得的精准设计方案中对应的最大运行压降一定低于工艺要求约束值。而该技术协议出现的最大运行压降却与工艺要求相去甚远。难道其没有按照国际上动力学分离器设计基本要求和步骤去作业？

为业主解决原装置运行存在的问题，是我们专业动力学分离技术公司的工作，这毋庸置疑。但是，设计院和业主，甚至供方能够在技术协议和技术方案制定之初就发现其中明显存在的问题，免得企业走弯路，也减少我们在旧装置改造的难度，这不是皆大欢喜的是么？但前提是，业主和设计院一定能够要找到一家专业的动力学分离技术公司，并要求其提供专业的动力学分离水力学计算书、分离效率曲线图、运行压降曲线图等核心技术文件证明其专业性、可靠性和精准性。经验和教训，供大家讨论提升。

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