气-液旋流分离技术应用的研究进展

从技术应用、流场测定、流动机理模型理论和计算流体动力学(CFD)模拟等方面综述了国内外气-液旋流分离器的研究进展状况,介绍了国内外最新研制应用的气-液旋流分离器的结构形式、流动特性和理论依据。对气-液旋流分离技术研究发展中遇到的问题进行了分析,指出研究方向并展望了其应用前景。     

内锥式脱油旋流器流场分析与结构优化

采用流场模拟方法研究了内锥式脱油型水力旋流器的内部流场,其中湍流模型采用多相流中的ReynoIds应力模型,基本方程的离散和求解采用SIMPLEC算法,应用计算流体动力学(CFD)方法对内锥式脱油旋流器进行数值模拟,揭示了特性参数对旋流分离器性能的影响.     

新型柱状气液旋流器内部流场的CFD模拟

利用CFD方法,采用流体力学FLUEN分析软件对柱状气液分离器(CGLC)内部流场进行了研究和分析。通过模拟分析,进行了结构改进,得到新型带稳流器的柱状旋流分离器合理结构模型。通过对气体的体积分数分布的对比分析,可以方便快捷地预测CFD模型的分离性能。     

油-水动态旋流分离器流场模拟与能耗分析

拟采用Fluent数值模拟的方法研究油-水动态旋流分离器流场特性与能耗的关系,通过研究得到了旋流器内湍流场特性的分布规律以及旋流器运行过程中能耗产生部位和原因。计算结果表明,在旋转栅翅片和导流锥后方区域雷诺数、湍流强度和湍动能都出现极值点,油-水动态旋流分离器运行过程中的能量耗损也主要集中在旋转栅翅片和导流锥后方区域。     

油水旋流分离器研究方法分析

从流动机理模型理论和计算流体动力学(CFD)模拟等方面综述了油水旋流分离器的研究进展状况.应用计算流体力学软FLUENT得到模拟结论,建立模型时运用RSM湍流模型和基于欧拉法的MIXTUER两相流模型.数值模拟得到的结论对油水旋流分离器的设计具有指导意义,为进一步研究油水旋流分离性能提供了参考依据,并且通过对用于油水旋...     

三相旋流分离器气液固耦合数值模拟研究

针对工程实际三相旋流分离器结构优化设计和特性难于把握问题,基于计算流动动力学CFD理论,建立了三相旋流分离器气液固耦合数值分析模型,采用Mixture多相流模型对旋流分离器进行气液固三相数值模拟,研究了不同进口流量工况下旋流分离器的分离效率与压力损失,确定了结构优化后旋流分离器的最优进口流量区间。     

旋流分离技术在甲醇制烯烃工艺废水处理中的应用

旋流分离技术在液-固分离和油水分离方面有广泛的应用,针对甲醇制烯烃废水处理中存在的问题,分别研究了急冷水旋液分离器和水洗水旋流除油器,应用于急冷水中催化剂微粉的脱除及水洗水中的油蜡类物质的分离。研究成果应用于某化工企业180万吨/年DMTO装置的水处理系统,并对其急冷水和水洗水水质进行了长期的监测,主要监测指标为急冷水旋液分离器进出口悬浮物含量和水洗水旋流除油器进出口油含量。工业运行结果表明：急冷水一级旋液分离器和二级旋液分离器的效率分别能达到50%和80%,对急冷水进行了有效的澄清,同时对外排相进行了有效的提浓;水洗水除油器的分离效率可达到60%,对油蜡类物质具有较好的分离效果。旋流分离技术的应用,减少了水系统中管路及设备堵塞,保证了装置的稳定运行。     

气液分离器的结构设计与流场分析

设计了一种新结构气液旋流分离装置,并介绍了该装置的结构特点、尺寸参数和工作原理。基于计算流体动力学软件Fluent,采用雷诺应力模型,模拟仿真了新型气液旋流分离器的内部流场分布。同时分析了不同分流比变化对分离器内气相浓度分布、压力和速度的影响规律。气-液分离器分离效率达到80%,说明新型气-液旋流分离器的除气处理效果优越。     

柱状气液旋流器压力场和速度场模拟分析

利用计算流体动力学(CFD)方法,采用流体力学软件FLUENT,针对柱状气液旋流分离器进行了内部流场、压力场和气相浓度的分析,得到了柱状气液旋流分离器的压力降分布特性和速度分布特性。揭示了入口位置及溢流口直径对柱状气液旋流分离器分离性能的影响。经研究发现:要使柱状气液旋流分离器具有低压力损失和高分离效率的综合性能,需要将入口位置和溢流口直径控制在一定范围。     

液化石油气旋流脱胺试验研究

工业侧线试验是大多数石化行业新装备开发的必要技术环节。应用前期设计的液化石油气旋流分离器,对某炼化企业300万t/a催化裂化联合装置工业现场液化石油气进行胺液旋流分离,结果表明:所设计的液-液旋流分离器能有效的脱除液化石油气中携带的胺液,其平均分离效率为88.6%,试验装置能耗低,可满足设计要求。     

脱气除油旋流系统流场分布及分离特性

目前我国大部分油田已进入高含水阶段，且采出液中常带有大量伴生气，采用旋流分离法实现采出液高效分离对于简化陆上油田地面处理工艺及提升海上平台经济环保的采出液处理技术具有重要意义。脱气除油旋流系统由GLCC型气液分离器和油滴重构旋流器串联组成，设计的目的是在保证高效脱气的同时进一步改善对小油滴的去除效果，实现油气水三相高效分离。本文基于计算流体动力学（computational fluid dynamics，CFD）方法，利用种群平衡模型（population balance model，PBM）模拟油滴破碎与聚结，对脱气除油旋流系统内部流场特性及粒度分布进行模拟分析，并采用数值模拟与试验相结合的研究方法，对比分析不同含气体积分数和气相出口分流比对脱气除油旋流系统分离性能的影响规律。结果表明：含气体积分数与气相出口分流比对脱气除油旋流系统分离效率的交互作用较显著，在研究范围内综合脱气效率和除油效率可以得到，含气10%、20%、30%的最佳分流比分别为25%、30%、35%，数值模拟结果与试验结果吻合良好，验证了数值模拟方法的可靠性。另外，含气体积分数越大，油滴重构旋流器的油滴分层重构现象越明显，油滴重构旋流器可以在一定程度上改善含气情况下油水分离效果差的现象，脱气除油旋流系统对油气水三相分离的适用性较好。     

The downhole hydrocyclone separator for purifying natural gas hydrate:structure design,optimization, and performance

ABSTRACT

The exploitation efficiency of natural gas hydrate is highly affected by sand production. In this paper, hydrocyclone purification separator was designed. A combination of single factor with computational fluid dynamics (CFD) was used to optimize the structure parameters. The performance of optimized hydrocyclone was also investigated. It shows that the sand separation efficiency increases from 90.4% to 98.7%, and the natural gas hydrate separation efficiency increases from 89.5% to 97.8%. Furthermore, the cut size of sand and natural gas hydrate are as low as 3 and 2 µm, respectively, and separation efficiency remains above 80% under inlet parameters. It can provide some reference for the design and manufacture of the in situ purification separator for gas hydrate mixture slurry.     

Improvement of hydrocyclone separation performance by incorporating a conical filtering wall

In this work, the performances of conventional hydrocyclones have been compared with a new configuration, known as filtering hydrocyclone. This non-conventional solid–liquid separator consists of a hydrocyclone whose conical section is replaced by a conical filtering wall. Thus, during the operation of these devices, besides the underflow and overflow streams, there is another stream of liquid, resulting from the filtrate produced in the porous cone. The experimental and CFD results, obtained in 25 different configurations of both conventional and filtering hydrocyclones, show that the performance of hydrocyclones is significantly influenced by the replacement of the conical section of the conventional device by a conical filtering wall. The separation performance and the capacity can be enhanced with the filtering hydrocyclones, as compared with similar conventional.     

锥角对水力旋流器压力场和速度场的影响

针对所建立的静态水力旋流器结构模型进行了简要的分析,采用CFD软件中基于各相异性的雷诺应力湍流模型,应用PC-SIMPLEC算法,对双锥水力旋流器内部流场进行了的三维数值模拟,得到了旋流器内部流场的压力分布特性和速度分布特性.结合流体力学及旋流器理论分析验证模拟结果的正确性.研究发现:在一定范围内,水力旋流器内部压力降...     

Experimental and Computational Analysis on Influence of Water Level on Oil-Water Separator Efficiency

This work applied three-dimensional and volume of fluid (VOF) model of computational fluid dynamic (CFD) simulation to demonstrate the movement of liquid-liquid interface in a primary oil-water separator. Basic sediment and water as well as salt removal had been used as criteria for the separator efficiency, experimentally. Water removal from organic phase was considered as the efficiency using CFD. Simulation was performed for different water levels, and the way this parameter can influence the efficiency was studied. Experimental and CFD simulation results were in relative agreement and showed that the optimum water level is 58 and 50% of separator’s diameter, respectively.     

不同操作参数下动态水力旋流器内部油水两相流动的数值模拟

根据计算流体动力学(CFD)的方法,应用Fluent软件对动态水力旋流器内部油水两相流场进行数值模拟,考察了不同入口流量及转筒转速下旋流器内速度场与油水两相的分布情况。结果表明:动态水力旋流器内切向速度呈双涡结构(准自由涡与准强制涡);轴向速度明显小于切向速度且不存在零速度包络面,油相集中于旋流器轴心形成油核,随着流量及转速的增加,各相速度及中心油核浓度均增加。     

CFD在液液水力旋流器入口结构及尺寸优化中的应用

根据计算流体力学 (CFD)的原理和方法 ,以流场数值模拟为基础 ,本文研究了旋流器的各组成部分在分离中所起的作用 ,首次定量描述了旋流器内、外旋流压力 ,径向压力梯度和弗劳德准数沿管长的变化 ,并分析了旋流管各部件对分离性能及能耗的影响 ,并对旋流管入口结构和尺寸作了优化计算