聚结分离器油水分离效率模拟试验研究

为了能经济、快速地研究聚结分离器内部流场,简化影响因素,提高含油污水分离效率,首先利用软件对聚结分离内部堰板结构的流场进行模拟分析。模拟得到当入口流速为0.088m/s,入口管流和堰板的夹角60°时,流场稳定,有利于后续沉降分离。然后在室内搭建试验平台,在模拟条件下,以分离效率为研究对象,在研究板间距、板组数量、温度对油水两相聚结分离的影响。试验结果得到当聚结板板间距为1/4 in、采用双组板时,聚结分离器分离效率最高。     

重力式分离器中油滴与水滴的运动特性分析

建立油滴和水滴在重力式分离器中的运动模型,研究和分析了重力式油水分离器的分离特性和流动规律,提出了提高分离效果的具体措施。     

复合T形管内稠油-水预分离性能的研究

气液或液液两相流通过T形管时会发生相分配不均现象,其相分配不均程度与介质物性、T形管结构及工作参数有着密切关系。以稠油和水为工作介质,采用含有3个分支管的复合T形管分离器进行稠油-水两相分离特性试验研究。结果表明:复合T形管在稠油-水预分离方面具有一定的可行性。试验工况范围内,随着入口流速和分流比的减小,下水平主管出口的含水率增加,分离效率较高;增加入口含油率在一定程度上能够提高稠油中游离水的脱除程度,而分离效率呈现小幅度的增加趋势;当入口含油率为10.67%和17.5%,分流比接近入口含油率时,上水平管出口含水率可以降到30%以下,满足电脱分离器深度脱水的进液要求。     

聚结板式餐饮废水油水分离器的设计与试验研究

为提高油水分离效率,通过分析油水强化分离理论,提出将"浅池"强化、"聚结"强化相结合的方案,研制出一种新型聚结板式油水分离器,并进行油水分离试验,在处理水量为0.3m3/h、静置时间为0.5h的试验条件下,结果表明:在不含任何内置构件、仅加入下孔箱式入口构件及仅加入折型板三个单因素试验变量下,平均除油效率分别为87.34%,91.76%和91.28%。通过正交试验对折形聚结板构件进行参数优化,试验显示在折形板间距为60mm、角度为0°时,平均除油效率最高,达95%。     

入口参数对轴流式油气分离器性能的影响

为进一步提高轴流式油气分离器离心分离段分离效率,本文提出了在分离器入口设置挡板进行初步碰撞分离,并且对不同结构形状的碰撞挡板在不同入口冲击间距和不同入口速度下的分离器压力损失以及最小碰撞分离粒径进行了数值模拟。研究结果表明:随着入口流速的增加,分离器入口碰撞分离段所能分离出的最小粒径减小,分离效率提高,但同时也会产生更大的压损;在所研究的冲击间距范围内,随着冲击间距的增加,碰撞分离段所能分离出的最小粒径变化不大,但产生的压损迅速降低;在三种不同结构形状的挡板中,180°挡板会使分离器底部形成强烈的旋涡,导致压力损失增加,碰撞分离效率降低,增大入口冲击间距可有效减小压力损失。90°挡板与平面挡板所产生的压损最低,并且90°挡板在碰撞分离段所能分离出的最小粒径远小于其他两种结构,分离效果显著。     

颗粒物性参数对旋风分离器性能影响的试验研究

通过全面测定循环流化床锅炉用旋风分离器在不同操作参数下的分离效率,研究了入口气速和入口颗粒浓度、入口颗粒物性等参数对旋风分离器的压降和分离性能的影响规律.试验结果表明,影响旋风分离器分离性能的主要物性参数是颗粒的中位粒径和密度,在入口颗粒的中位粒径相差较大时,分离性能主要受粒径的影响,而当入口颗粒粒径相差较小时,密度对分离器分离性能的影响则更为显著.     

双同向旋流场中液液变质量流动压降特性研究

轴流式井下旋流油水分离器是一种可用于油井中进行油水分离的新型分离器,在室内对影响其压降的因素(入口流量、分流比、含油率等)进行了试验研究。结果表明,与压降相关的无量纲参数Eu主要与Re_m、F和导流片结构有关。当导流片结构一定时,Re_m为主控参数。采用无量纲参数分析法还得到了压降的计算关系式,该关系式综合考虑操作参数、物性参数等对压降的影响,适用范围更广,为轴流式井下旋流油水分离器在井下应用时的压降预测提供了指导。     

重力式气液分离器结构优化及分离性能数值模拟

针对石油开采过程中的高含气问题,油田通常采用重力式气液分离器将气相从气液两相流中分离出去,减少进入抽油泵流体的含气量,提高采油效率。通过运用CFD数值模拟方法对重力式气液分离器进行数值模拟,分析了重力式气液分离器工作原理,计算了重力式气液分离器结构参数对分离效果的影响,结果表明:重力式气液分离器外管内径、中心管外径是影响分离效果最主要的参数,外管内径越大、中心管外径越小分离效果越好。此研究成果可为设计和制造重力式气液分离器提供理论支持。     

基于CFD-PBM积分矩量法旋风分离器中颗粒聚团的数值模拟

为了得到颗粒聚团对旋风分离器分离性能的影响,在不同入口颗粒浓度与入口气速下研究其对分离效率的影响。采用雷诺应力模型(RSM)计算湍流流场,通过群体平衡模型(PBM)耦合CFD对颗粒相进行数值计算。研究结果表明:时间为2 s时,旋风分离器内的聚团作用已经趋于稳定,颗粒粒径在1.5μm到3μm范围的颗粒在旋风分离器内基本无法被捕集,而粒径大于5μm的颗粒其分离效率接近于100%;随着入口颗粒浓度的增加,总体分离效率增加,而增加入口气体速度,对分离效率的影响并不是很大。     

不同入口形式油水分离旋流器数值模拟的对比分析

基于计算流体力学(CFD)软件Fluent中的雷诺应力模型(RSM),对4种不同单向入口油水分离旋流器进行数值模拟分析,对比了4种结构的压力损失、湍流强度、切向速度和除油效果。结果表明,入口结构对油水分离旋流器的分离性能影响较大。在本研究范围内,收缩形入口旋流器(结构B)分离效率最低,为83.2%;螺旋线形入口旋流器(结构C)的分离效果最理想,可达到92%以上,且压力损失和能量消耗比渐开线形入口旋流器(结构D)的小。本文可对油水分离旋流器入口结构的设计和改进提供参考。     

Effects of geometrical parameters of an oil-water separator on the oil-recovery rate

As the economical and environmental damages due to the accidental oil-spills in marine environment increase gradually, more active countermeasure needs to be developed. In this respect, in the present study, we propose a new design of oil-water separation system and investigate the effects of several geometrical features on the oil-recovery rate, based on a two-dimensional numerical simulation. The working mechanism of current separator is to utilize the density difference between the oil and water, which is strengthened by adding momentum to the oil-water mixture flow through a “U-shaped” passage. Along the flow passage, we locate additional parts such as baffle plate, weir plate, and water outlet. While optimizing the conditions of these to maximize the oil recovery, it is found that the formation and stable retention of water layer between the water outlet and weir plate is critical to separate and store the above-layered oil. Finally, these findings are further confirmed with a basic experimental test with a three-dimensional oil-water separator model.

     

储罐机械清洗设备的工艺改进

通过对传统储罐机械清洗设备的构成及工艺流程的应用研究,发现传统设备中的部分装置和部分环节自动化程度不高,费时费力,如油水分离装置的人工撇油、清洗机罐顶手动切换、无远程监控和人工记录数据等。通过对这些方面的改进,实现了油水分离装置的油水分离自动化、清洗机的自动切换、中央控制室集中远程监控及数据采集等技术的完善和管理系统的创新,保证了整个清洗过程自动化程度更高,节省了人力、物力和财力,更好的满足了各种储罐的清洗要求,值得应用和推广。     

新型波纹板油水分离器的应用研究

进行了污水除油技术的强化分析。通过对采用斜通道波纹板填料作为内部分离组件的新型油水分离器的应用研究，证明了将浅池原理和聚结技术结合起来的新型分离器具有较高的分离效率。     

一种高效油水分离器的应用

针对传统油水分离器达不到分离要求的问题,介绍了一种高效油水分离器,通过调节重液出料堰的高度,适应组成与密度变化的混合液的分离,同时混合液的宏观流动方向与轻重液的分离方向垂直.应用表明：该油水分离器混合液组成调节范围宽,生产负荷调节范围宽,返混程度低,分离效果好.     

A flow rate measurement method for horizontal oil-gas-water three-phase flows based on Venturi meter,blind tee,and gamma-ray attenuation

Online horizontal oil-gas-water three-phase flow rate monitoring is essential for reliable operations during industrial production. A flow rate measurement method is developed in horizontal oil-gas-water three-phase flows by combining a blind tee, a Venturi meter, and a gamma-ray densitometer. The blind tee is installed at the test section entrance to homogenize the mixture by transforming the horizontal flow to a vertical upward flow. The Venturi meter is used for the total flow rate measurement. The dual-energy gamma-ray densitometer is used for phase holdup measurement. In the present method, blind-tee mixing effects and oil-water mixture slip behavior is essential, which were experimentally analyzed in this work. The phase inversion was found in the oil-water mixture with the increasing of the oil volume fraction. Besides, the addition of the gas reduces the oil-water slip ratio. For the range of 0–35% and 65–100% oil fraction in the oil-water liquid, the oil-water mixture can be well treated as a pseudo homogenous liquid with a slip ratio of 0.9–1.1. A three-phase flow rate model is then established for these conditions. The method was validated by horizontal oil-gas-water three-phase flows with average relative errors of 3.2% for the total flow rates, 4.3% for the gas flow rates, 11.5% for the oil flow rates, and 7.8% for the water flow rates.     

新型波纹板油水分离器结构性能研究

进行了污水除油技术的强化分析，通过对实验模拟装置结构性能的研究，证明了将浅池原理和聚结技术结合起来的新型油水分离器具有较高的分离效率和较好的结构性能。     

基于表面等离子体共振技术油水持率传感器的实验研究

为研究表面等离子体共振技术在油井产液剖面持率参数测试方面的潜在应用,采用磁控溅射方法在三棱镜底面沉积不同厚度的金膜,制作Kretschman型表面等离子共振传感元件,对不同体积浓度的油水折射率进行测定。实验结果表明,对于折射率相同的三棱镜,沉积的金膜厚度越大,共振吸收峰越弱。表面等离子体共振峰位对不同体积浓度的油水介质很敏感,介质体积浓度由低到高变大时,表面等离子体共振吸收峰向右平移,共振角逐渐增大。实验表明,表面等离子体共振传感测试技术对不同浓度油水介质的折射率变化非常敏感,能够用其进行流体持率的测量。     

旋风分离器内颗粒浓度分布特性的数值分析

采用改进的雷诺应力模型和分散的颗粒随机轨道模型,并利用单元内颗粒源法对旋风分离器内的颗粒浓度分布进行数值模拟,与试验结果对比表明两者吻合较好,有较高的预报精度。数值模拟结果表明,旋风分离器外壁的颗粒浓度呈螺旋带状分布,且螺旋灰带以一定的频率上下窜动,在环形空间和灰斗的顶板下方存在顶灰环,且顶灰环不均匀,具有显著的非对称性;在分离空间下部排尘口附近有明显的颗粒返混,范围在排尘口上方约1.5 D (筒体直径)以内,排尘口上方的强旋流动对颗粒有显著的二次分离作用。讨论粒径(3～23 μm)、工作温度(20～ 1 000 ℃)、入口含尘浓度(0.03～10 kg/m3)和进气速度(12～30 m/s)对颗粒浓度分布特性的影响规律。     

分子模拟探究EO-PO共聚物影响添加剂界面膜的机制

采用全原子分子动力学模拟方法研究破乳剂EO-PO (环氧乙烷-环氧丙烷共聚物)和二苯胺抗氧剂(DPA)、磷酸胺盐极压抗磨剂(PN)、硫化烯烃极压抗磨剂(S4)、金属缓蚀剂(T561)等润滑油添加剂在正辛烷/水体系的微观聚集行为，通过分析界面形态、密度分布、界面厚度、径向分布函数、氢键能等，探究EO-PO分子和各添加剂分子在油水界面的行为。结果表明：各添加剂分子均在油水界面形成对应的界面膜，使得油水混合乳状液相较于单一的油水体系更为稳定，表明各添加剂在作为功能添加剂的同时也起到了一定的乳化作用；EO-PO分子较添加剂分子具有更强的亲水性，可以在界面上顶替添加剂分子与水相互作用，从而达到破坏界面膜的稳定性，使得油相和水相完全分开的效果，因此对于油水乳化液，EO-PO分子具有很明显的破乳作用；在含有不同添加剂的各体系中，EO-PO分子与水有不同程度的相互作用，其中在含有PN和DPA分子的体系中，EO-PO分子对其界面膜破坏较大，破乳效果较佳。