动态旋流分离技术研究进展

在对国内外技术文献广泛分析的基础上,结合研究实际,从动态旋流器的结构形式、结构参数等方面,较为深入地论述了动态旋流分离技术的研究进展.并对动态旋流分离技术的发展趋势作了简要分析.     

动态旋流分离技术研究进展

在对国内外技术文献广泛分析的基础上，结合研究实际，从动态旋流器的结构形式、结构参数等方面较为深入地论述了动态旋流分离技术的研究进展。并对动态旋流分离技术的发展趋势作了简要分析。     

液液旋流分离器的数值模拟研究进展

旋流分离器是近年来发展非常迅速的液液分离设备,其主要优点是高效、节能、占地面积少且成本低,工业应用广泛。数值模拟是液液旋流分离器研发与研究的重要手段。本工作系统地介绍了目前液液旋流分离器在数值模拟中的研究进展,详细地分析了数值模拟过程中旋流分离器模型的选择、几何结构和操作参数的改变对分离效率和流场的影响及最终的评价指标,并对几何结构和操作参数改变提出了见解,对液滴破碎和聚并、旋涡的数值模拟及开发新的公式评价分离效率进行了展望。     

轴流式旋流分离器研究进展

介绍了轴向入口旋流分离技术的研究进展,包括导流叶片的结构形式、数值模拟研究及实验研究等。对轴流式旋流分离器的发展趋势进行了简要分析,并指出今后应从哪些方面开展对轴流式旋流分离器的研究工作。     

旋流分离过程强化新技术

旋流器作为一种典型的非热物理分离设备,具有结构简单、分离效率高、处理能力大、运行和维护成本低等技术优势,在石油、化工、环保、采矿等众多领域中获得了广泛的应用。随着旋流分离过程强化技术的发展,旋流分离精度也从毫米级发展到微米级、纳米级甚至是离子分子级。本文围绕旋流分离过程强化的科学原理和工程应用,介绍了旋流分离过程强化新技术方面的研究进展。系统总结了由一维点到二维面,再到三维体的旋流场连续相流场测试方法,介绍了基于微流控技术和高速摄像技术的适用于检测快速螺旋迁移颗粒运动速度的同步高速运动分析（S-HSMA）系统,以及基于该系统发现的旋流场中颗粒高速自转等新现象。旋流自转已经实现从现象发现到工程应用的突破,本文还介绍了基于颗粒高速自转的旋流吸收、旋流萃取、旋流脱附等分离强化过程新原理以及气泡强化废水旋流除油、颗粒排序强化微细颗粒旋流分离、多孔颗粒旋流自转除油等旋流分离过程强化新方法及设备。     

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。     

电场-旋流耦合强化多相介质分离研究进展

概述了国内外基于电场-旋流耦合场来强化非均多相分离的研究进展,并对相应强化分离方法进行分析与归纳。根据不同介质类别分别介绍了电场-旋流耦合强化液-液分离、气-固分离、气-液分离、固-液分离等多相介质分离技术、设备及工作原理,例如：动态/静态静电旋流脱水装置、静电旋风除尘器/摩擦旋风分离器、静电旋风除雾器及电动旋液分离器。总结了电场类型与分布、耦合场与液滴、颗粒作用、耦合场数值模拟方法等,为研究电场-旋流耦合强化分离多相介质提供依据。针对特殊多相介质（如黏度大、密度差小及弱/无电导率等）分离性能较差的问题,本文提出应综合考虑耦合设备的结构尺寸、操作参数及安装条件,在提高分离效率的基础上,应加强电场-旋流耦合装置运行安全性的研究以扩大耦合强化多相介质分离的适用范围。     

旋流分离技术的现状与应用前景

在简述了液液旋流分离器的基本结构和工作原理及特点的基础上 ,介绍了旋流分离技术用于油污水处理、原油或其他油品脱水、液化气脱胺等方面的研究与发展现状 ,并展望了旋流分离技术在液液分离过程中的应用前景     

充气型旋流器分离效率影响因素的研究进展

介绍了充气型旋流器的基本结构及特点,综述了基于旋流离心与气浮耦合而开发的充气型旋流器的研究进展。结合影响分离效率的重要因素,包括结构参数、操作参数及待处理污水的物性特征,并指出集预处理与充气旋流分离于一体将是新型充气型旋流器发展的新趋势。     

旋流分离技术在石油、石化工业中的应用

介绍了旋流分离器的基本结构和工作原理,并将旋流分离与其他几种分离技术在油污水处理方面进行了比较,综述了旋流分离技术用于油水分离、油污水处理、原油或其他油品脱水的研究与发展现状,并展望了旋流分离技术在石油、石化工业中的应用前景。     

新型水处理装置——动态水力旋流器的试验研究

介绍了新型水处理装置－动态水力旋流器的结构,特点及现场的试验结果,证明其分离效率较了装置高,是工业水处理技术中又一个新的研究发展方向。     

水力旋流器研究现状及其在煤化工废水处理中的应用前景

水力旋流器是利用离心力场进行两相流体分离的设备,具有体积小、效率高、结构简单和安装便捷等特点,广泛应用于化工、石油及地下开采等工业领域。本工作主要介绍了旋流器的工作原理、理论研究和应用现状,从数值模拟、旋流器的结构参数、操作参数和物性参数及应用技术拓展等方面综述了水力旋流器的研究现状,并针对煤化工废水水质高乳化、高分散和高粘度等特点,综合分析了水力旋流器在煤化工废水预处理中的应用前景。旋流器模拟与实验相结合为目前研究的主要方向,深度分析了旋流器内两相流的运动状态,为旋流器结构改良提供理论依据,推动旋流器快速发展。旋流器结构改良设计和操作参数的优化均有一定局限性,油水物性是影响油水分离的决定性因素。因此,前期对含油废水进行预处理极为重要,可采用破乳剂或絮凝剂、超声或微波等方法改善含油废水的物性,对含油废水物性的研究和改善并结合数值模拟的应用将是未来提高水力旋流器分离效率的发展方向,旋流器在煤化工废水除油脱焦粉工艺中有很好的经济效益和广阔的应用前景。     

Development of a new type high-efficient inner-cone hydrocyclone

Performance of a hydrocyclone can be influenced by many factors, such as structural type, geometric parameters and operation parameters, among which the structural type plays a very important role. The separation principle of a typical hydrocyclone was introduced. Focused on a gas–liquid separation, numerical simulation of the typical hydrocyclone was carried out. The gas phase fraction distribution was analysed. It is shown that the separation effect was not satisfactory. A revising idea was thus proposed and developed step by step, so a new inner-cone hydrocyclone (ICH) was designed. The inner-cone structure was thought to provide a more stable flow field for phase separation. It functions like a gas carrier that is beneficial for radially separated gas congregating on and growing into larger gas bubbles. It also produces an upward pushing force to gas bubbles, so as to enhance the gas–liquid separation performance, although the ICH has lower inner tangential velocities than the typical hydrocyclone. Numerical simulation and experimental study verified the analysis. Pressure drop of the ICH is much lower than that of the typical hydrocyclone; and the ICH has a wider scope for the change of liquid split ratio or inlet gas–liquid ratio. Development of the ICH would provide a new thought for the design of other separators.     

气携式液液水力旋流器分离性能影响因素

针对一种新型气携式液液水力旋流器进行了内部分散相液滴的受力分析,其部分旋流体由微孔材料制成。介绍了气携式液液旋流分离的基本原理、样机结构、实验工艺流程及设备。研究了不同结构参数和操作参数对分离性能的影响。通过开展实验室研究,为油田现场试验提供依据。现场试验研究表明,对于1 000 mg/L左右的聚合物驱采出污水,试验样机的最佳处理量为4.20 m3/h,最佳分流比为30%,气液体积比为0.45;试验还表明20—40μm孔径的微孔材料为最优选择。研究显示该水力旋流器具有更高的分离效率,在石油化工、环保及其他工业领域都将具有广泛的应用前景。     

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。     

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。     

水力旋流器分离性能强化研究

设计了一种在旋流器轴心线位置具有中心固棒的新型水力旋流器,该中心固棒的引入有效地消除了旋流器内的中心空气柱。实验研究了该中心固棒替代空气柱对旋流器性能指标的系统影响。研究结果表明,采用中心固体棒取消旋流器内的空气柱后,旋流器的分离性能得到了有效的强化。与具有空气柱的旋流器相比,不管旋流器锥段结构如何变化(从普通直锥、到抛物线型锥、到双曲线型锥),具有中心固棒的旋流器均具有更高的分离总效率、更高的修正分离总效率、更小的修正分离粒度以及更高的分离精度。随着旋流器锥段内部空间的增大,中心固棒使旋流器分离性能提高的幅度也增大。     

优选结构液-液旋流管分离特性

利用库尔特粒径检测技术,对一种优选结构液-液旋流分离管的分离特性进行了较为系统的实验研究。实验测得该旋流管的临界分离粒径为30μm,而相同条件下国外典型产品,即F型旋流管的临界分离粒径为60μm,表明这种优选结构旋流管的分离特性较F型旋流管显著改善;实验结果还表明该旋流管的分离特性随处理量的增加而提高,当处理量为10m~3·h~（-1）时最好;随溢流比的加大而改善,其最佳溢流比为4％～5％;此外,还考察了为含油浓度与粒径分布之间的关系。有关结果为科学严格地评价液-液旋流分离管的分离性能提供了科学依据。