旋风分离器是一种常用的气固分离设备,广泛应用于石油、化工等行业,分离效率是评价旋风分离器分离性能的主要指标之一。由旋风分离器内部气相流场流动状态可知,旋风分离器不同区域对颗粒分离所起作用不同,致使不同区域的分离能力不同,但分离器内部的分离机理尚待深入研究,故采用局部加料的方式对旋风分离器不同区域的分离性能进行研究,以探寻旋风分离器内影响分离效率的关键区域,为进一步分析研究旋风分离器内部分离过程的机理提供数据支撑。实验以直径为300mm的Stairmand旋风分离器为基础,主要采用称重法研究了局部加料对旋风分离器分离性能的影响,研究内容主要包括颗粒物性、质量流率、加料角度、径向位置及轴向位置共五个方面。同时利用气溶胶粒径谱仪采用单点等速采样的方法测量了升气管内颗粒的质量浓度及粒径分布,通过在线检测技术直观地反映出局部加料对旋风分离器分离性能的影响。研究结果表明,分离器总分离效率随颗粒粒径的增大而持续增加,随颗粒浓度的增加其增加幅度呈现出先增加后减小的趋势。由于升气管处气流的作用,分离器的总分离效率随着径向位置的增加而增加,升气管附近为小粒径颗粒逃逸的主要贡献区。分离器的总分离效率随轴向加料位置的下移而增加,其变化范围为8-90%,且锥体段能高效完成大粒径颗粒的分离。依据旋风分离器总分离效率沿轴向位置的变化趋势对旋风分离器内部空间进行了分区,以简化现有分离效率分区计算模型。