除油旋流器内油滴粒径的分布

引　言随着油田水处理技术的发展 ,除油旋流器的使用越来越普遍 .油滴粒径是影响油水分离旋流器性能的一个重要因素 ,它直接影响到旋流器的分离效率及含油污水处理能力 ,防止油滴破碎是油水分离旋流器研究者们共同感兴趣的问题 ,本文研究了旋流器进口粒径变化与旋流器各段分离效率之间的关系以及进口流量、分流比等对旋流器各段边壁油滴粒径的影响 .1　实验装置实验流程如图 1所示 .清水由螺杆泵输送 ,通过螺杆泵可以调节旋流器的进口流量 .油由计量泵注入螺杆泵入口管线中 ,与水充分混合 ,通过调节计量泵的流量可以调节油水混合物的油含量 …     

除油旋流器入口流量与基本性能的关系研究

对除油旋流器边壁的油滴粒径变化、旋流器的分离效率以及压力降与入口流量之间的关系进行了研究。结果表明 ,当入口流量达到一定程度时 ,旋流器边壁的平均粒径随入口流量的增加而降低 ,分离效率随入口流量的增加而增加。整个旋流器以及旋流器各段的压力降均与入口流量成指数关系 ,都随入口流量的增加而增加。在旋流器的压力损失中 ,进口、旋流腔及大锥段所占比例最大 ,且基本不随入口流量的变化而变化 ;小锥段次之 ,并随入口流量的增大而增大 ;直管段的压力损失所占的比例最小 ,它随入口流量的增大而不断降低。     

除油水力旋流器结构尺寸筛选试验研究

在室内模拟实验装置上 ,采用粒级效率进行了旋流器的小锥管锥角、溢流口直径、底流口直径、底流直管段长度和入口当量直径等尺寸筛选实验。筛选结果表明 ,旋流器的溢流口直径和底流口直径对旋流器的分离效果产生较大影响。     

除油型旋流器压降比特性试验研究

在室内试验装置上对单锥除油型水力旋流器的压降比特性进行了试验研究。研究结果表明 ,除油型旋流器压降比的主要影响因素有分流比、入口流量和溢流背压等操作参数 ;溢流背压对压降比的影响存在一“门槛值”。根据试验结果 ,建立了除油型水力旋流器压降比的半经验计算模型     

断续流对旋流器油水分离效率影响的实验研究

目前,大部分井下油水分离的旋流器由地面游梁式抽油机通过抽油杆柱提供能量,这样进入旋流器流量产生断续现象。通过实验证明断续流流量的不连续性使旋流器油水分离效率下降5％以内,存在一定负影响;溢流含油浓度越高,断续流对旋流分离效率的负影响也越大,所以井下油水分离过程中,不能偏面追求过高的溢流口含油浓度,提高分流比F与入口含油浓度C_i比值,减小断续流对分离效率的影响。     

充气水力旋流器用于油水分离的试验研究

研究了充气量、进料量、分流比以及底流出口压力等主要操作参数对充气水力旋流器分离效率影响的规律 ,得出了较好的工况点 ;与相同结构参数的未充气旋流器的分离性能进行了对比 ,结果表明 ,充气旋流器能明显改善油水分离条件 ,具有较宽的操作弹性和较高的分离效率 ;同时用库尔特粒径分析仪分别测定了它们进口和底流口油滴的粒径分布 ,发现在旋流器中充入空气 ,强化了气浮 ,能够进一步分离更细粒径的油滴。     

液液旋流器中粒径、流量和效率的关系

在固液旋流器中 ,流量和粒径被孤立地看作是影响分离的两个参数。本文以除油旋流器的实验结果为基础 ,阐述了液液水力旋流器中流量的作用机理 ,以及液滴和流量之间的联系 ,综合分析了粒径和流量对分离的影响 ,定性地给出了液液水力旋流器的粒径 -流量 -效率曲线 ,并为液液旋流器的深入研究提供了新思路     

油水分离用水力旋流器特性的试验研究

油，水分离用水力旋流器是一种高效，节能的新型分离装置，其结构及尺寸与固，液分离用水力旋流器有较大的差别。通过研究，计算确定了水力旋流器的几何结构及各部分尺寸，并制造了一台样机，在自行设计的试验台上进行了试验研究，分离效率达９５％。同时试验了不同参数（（压力Ｐ，流量Ｑｉ，浓度Ｃｉ，分流比Ｆ，尾管长度ｌ３等）对仞了性能的影响，找出了一些规律，为进一步深入的研究及试验打下了基础。     

除油旋流器压降比的数学模型

实验研究了直径为 35mm的除油水力旋流器能量耗散与分流比的关系 .结果发现 ,当改变溢流孔径 (分别为 4、 6、 8mm)和入口流量 (分别为 30、 40、 5 0、 6 0、 70L·min^-1)时 ,只要分流比小于 2 5 % ,旋流器的能量耗散在不同入口流量下都能保持与入口流量对应的某一常数值 .当入口流量分别为 30、 40、 5 0、 6 0、 70L·min^-1时 ,旋流器的能量耗散大约分别为 10、 30、 80、 140、 2 0 5N·m·s^-1.根据旋流器的这一特征 ,并结合理论分析 ,建立了除油水力旋流器压降比数学模型 .该模型预测计算的压降比与分流比关系曲线与实验室测定的结果能很好地吻合     

脱水型与脱油型旋流器两级串联的现场实验研究

研究采用了两级旋流器串联的旋流工艺,通过第一级脱水旋流器和第二级脱油旋流器的联合作用,对含油体积分数为40%左右的采出液进行预处理。基于对两级旋流器分离效率、压力场和油相分布的数值模拟,建立了现场试验工艺流程,对模拟结论进行验证和分析。数值模拟结果在现场实验中可信度高。当采用最佳操作参数时该工艺可获得较高的综合分离效率。溢流汇合后的低含水油完全可以达到电脱水处理工艺的进入指标,而第二级旋流器底流排出液的含油率也达到了进入污水处理站的指标要求。     

水力旋流器的底流口直径对其分离性能的影响

底流口直径对旋流器的性能有着非常显著的影响。本研究采用体积法测量并计算了颗粒浓度和分离效率,在流化催化裂化(FCC)催化剂-水液固体系内考察了底流口直径对水力旋流器分离性能的影响。发现在入口浓度不同时,底流口直径对旋流器性能的影响规律不同。在低浓度体系(C入≤10%)内,随着底流口直径的增加底流液浓度急剧减小,但溢流液浓度基本不变。在高浓度体系(C入≥15%)内,随底流口直径的增加底流液浓度变化不大,但溢流液浓度显著降低。在本实验范围内,随着底流口直径的增加,分流比显著增加,分离效率明显增加,压降略有降低。     

环流旋流器的结构与性能研究

以细沙和水的混合物作实验物系,分别对4种不同结构尺寸的旋流器进行了研究．测定了不同操作条件的压降和分离效率?实验结果表明,带分离柱的环流式旋流器压降最低,效率最高。由该旋流器的粒级效率曲线可以看出,直径小于5μm的颗粒,由于比较容易被大颗粒夹带分离,其分离效率比7．5μm左右颗粒高。     

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...     

注气对油水分离水力旋流器流场影响模拟分析

采用雷诺应力湍流模型、混合模型和离散相模型对注气型油水分离水力旋流器进行数值模拟,得到其内部流场的速度分布和油滴粒子运动轨迹,分析对比了注气前后进口流量、分流比和充气量对分离效率的影响,数值计算结果与文献实验值进行了比较。结果表明,充气后流场速度增加,油滴粒子逃逸时间缩短,旋流器分离效率提高5%~10%,在一定条件下气浮对旋流分离起到强化作用。     

CFD Study on the Effect of Hydrocyclone Structure on the Separation Efficiency of Fine Particles

Abstract

Effects of geometric structure parameters of 10 mm-diameter hydrocyclones on the particle separation efficiency are studied using computational fluid dynamics (CFD). The fluid velocity profiles and particle trajectories are simulated using RFLOW software with a standard isotropic k-ε turbulent model. The JIS standard CaCO₃-17 particles are adopted as a particulate sample in simulations and experiments. Comparing the simulated results with experimental data, a maximum deviation about 20% in partition curves occurs for 5–10 µm particles. However, fairly good agreements for the cut-size predictions and the fish-hook phenomenon are obtained. The simulated cut-size d ₅₀ is only 2 µm larger than that measured in experiments, while the value of d ₁₀₀ can be accurately predicted. An increase in overflow diameter or a decrease in underflow diameter leads to a lower separation efficiency but a clearer separation sharpness due to lower fluid underflow rate. A short-and-wide rectangular inlet is more efficient for particle separation than a tall-and-narrow one. An inclined inlet conduit plays an inessential role on the efficiency improvement but gains a 2 µm reduction in d ₁₀₀. Comparing the simulated results, the hydrocyclone used in the experiments of this study exhibits a higher separation sharpness than the Rietema type and a higher efficiency than the Bradley type based on the same operation capacity and hydrocyclone size.     

油水分离充气旋流器的研究进展

充气旋流器是利用离心惯性力强化浮选效果的新型设备,综述了用于油水分离的充气旋流器的结构,分离机理和影响因素的研究进展,并提出展望。     

液-液旋流器分流比特性系数研究

通过实验证明 :分流比特性系数的大小决定了溢流口、底流口含油浓度高低 ,影响了旋流器油水分离性能。对预分离旋流器 ,分流比特性系数的合理选择 ,尤其显得重要。     

1种上行气固分离装置的冷态实验研究

对1种基于离心和惯性协同作用机理的新型气固分离装置进行了结构考察和改进。优选出最佳分离器结构。以废催化剂为原料,对固含量、风速、挡板和原料粒度等影响其分离效率和压降的各因素进行了考察分析。结果表明,固体含量、风速、挡板以及原料粒度对分离器性能均有不同程度的影响．分离器压降与气体所占的相对空间和排气管内旋流中心偏离轴心的程度有关。固体出口处的缩1：7可以减少分离过程中的返混现象。     

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。     

水力旋流器用于高含水原油预分离试验研究

水力旋流器是一种新型、高效的油水分离装置。通过试验证明用水力旋流器对高含水原油进行油水分离是行之有效 ,处理后的溢流口中油的综合含水率可降至 50 %左右 ,能满足外输要求 ;从底流口排出水中含油可控制在 2 0 0 0 ppm以内 ,若适当放宽底流口出水的含油要求 ,控制溢流口的分流比 ,可大大降低溢流口中的含水率。