气携式水力旋流器处理含聚合物污水研究

设计出一种用于处理含油污水的新型气携式水力旋流器,采用该旋流器对油田聚驱采出污水进行了现场除油实验。实验研究表明:在原水油的质量浓度为1 000 mg/L左右、聚合物的质量浓度为400～500 mg/L的条件下,最佳分流比为30%、气液比为0.45,出水油的质量浓度在100 mg/L以下。与常规旋流器相比,气携式水力旋流器提高除油效率约10%,在油田聚驱采出污水处理中具有良好的推广应用前景。     

充气水力旋流器净化含油污水的实验与应用研究

充气水力旋流器(ASH)结合了气浮和旋流器的技术优点,是一种高效油水分离设备.利用自制ASH开展净化含油污水的实验研究,介绍了充气旋流分离的基本原理、设备结构、实验工艺流程,较为系统地研究了各种参数对分离性能的影响,对于含油质量浓度803mg/L的炼油污水,最佳进料量为5.0m3/h、气液体积比在0.30～0.35、分流比为0.16～0.18时,ASH分离效率最高达82%,所分离油滴粒径下限为4 μm.ASH现场中试表明其分离效率平均达到74.7%,可以替代含油污水处理流程中的隔油段,ASH在含油污水处理领域将有广泛的应用前景.     

入口注气条件下水力旋流器的试验研究

在入口采用空气压缩机注气的条件下,进行水力旋流器分离性能的试验。对流量、分流比、气液比等参数进行了试验。试验发现,当入口含油浓度在600m g/L时,水力旋流器在流量4.10m3/h、分流比15%、气液比9%左右时有最佳的处理效果,可由不注气时的87%左右的分离效率提高到95%以上。     

油井采出液预分水用轴向水力旋流器的实验研究

高含水油井采出液的高效预分水是目前油气集输处理领域面临的关键难题之一,轴向水力旋流器因具有结构紧凑、分离效率高等优点而得到了国内外的广泛关注。本文针对自主研发的油井采出液预分水用轴向水力旋流器开展了室内实验研究。与切向水力旋流器对比,轴向水力旋流器不仅分离效率更高,而且油出口处的油滴聚结长大近1.8倍,在分水率高于50%的情况下,水出口处的含油浓度低于1000mg/L;轴向水力旋流器压降较低,且压降比与分流比呈线性相关。分流比、含水率和流量对分离性能均有显著影响,其中分流比的变化直接影响油核的大小和稳定性,室内样机的最佳分流比为0.45,当含水率为90%、处理量为1.00m³/h时分水率与含油浓度分别为62.9%和432.8mg/L;含水率高于75%时分离性能良好;室内样机的最佳流量为1.50m³/h。自主研发的轴向水力旋流器不仅满足性能要求,而且在操作弹性、可控性方面较切向水力旋流器均有一定的提升。     

微孔注气式旋流器实用性研究

为了解决我国大部分油田三次采油污水处理难的问题,开发了微孔注气式旋流器,它是旋流分离技术与气浮选技术的巧妙结合.通过试验研究,验证了采用注气的方式可大幅度提高旋流器的分离效率,提高幅度在10％～20％,效率最高值可达95.9％.且微孔注气式旋流器的分流比、气液体积比、入口流量等适用范围都较宽.这为微孔注气式旋流器的现场...     

尾管过滤式水力旋流器滤出效率实验研究

将过滤用微孔管与常规液-液水力旋流器相结合,在后者的结构基础上研制了一种改进结构的尾管过滤式水力旋流器,并利用该旋流器对油水混合液进行了分离实验研究,测定和分析了尾管段滤出效率和底流效率。     

油水分离用水力施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）对分离性能的影响，找出了一些规律，为进一步深入的研究及试验打下了基础。     

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。     

基于正交试验方法的两级串联水力旋流器操作参数优化

为了分析操作参数对两级串联水力旋流器分离性能的影响规律,以螺旋倒锥式轴向进液两级串联旋流分离器为研究对象,利用正交试验法对两级串联旋流器的含水率、处理量及分流比等主要操作参数进行优化设计,以油水分离效率为正交试验考核指标,采用正交试验分析法确定的最优操作参数为:含水率94.0％、处理量5.0 m3/h、分流比35.0％...     

液液水力旋流器流场数值模拟技术研究

深入研究了液液水力旋流器的流动机理 ,用流体力学原理和方法建立了液液水力旋流器的物理模型并给出了修正的 k- ε模型 ,即 RNG k- ε模型。根据该模型 ,以 SIMPLER算法为基础 ,研究了数值计算方法并对具体实例作了计算。通过数值计算得到了液液水力旋流器内流体流动的速度矢量图和流线图。计算结果与理论分析一致 ,证明了模型和算法的正确性 ,为进一步研究旋流器的结构优化、粒子跟踪和旋流器特性参数对分离效率的影响等打下了基础。     

Experimental study on the separation performance of air-injected de-oil hydrocyclones

The developing status and separating principle of de-oil hydrocyclones are first simply introduced. The ways to enhance the hydrocyclone's separation efficiency are described based on theoretical analysis. One of the ways is to inject air into the hydrocyclones so as to combine them with oil to form oil–gas compound bodies, and then increase the de-oil efficiency. By means of injecting air into the hydrocyclone, a new type of hydrocyclone, i.e. air-injected de-oil hydrocyclone (AIDOH), was developed. The basic separation principle of the AIDOH, prototype structure, the experimental technical process and facilities are introduced. Laboratory experiments were carried out. The effects of different geometric parameters, including the vortex finder diameter, and the length, the micro-pore diameter, and different operating conditions, such as flowrate, split ratio, gas–liquid ratio, and especially the air-injecting position, were studied. It was also found that the best injecting part is at the fine cone segment. Further experimental studies were continued to confirm the detailed part in the fine cone segment, which included one-third segment and two-thirds segment. Results show that the best air-injecting part is the first one-third of the fine cone segment. Research indicates that the AIDOH has satisfied the separation effect.     

含油水处理用复合式水力旋流器研究进展

复合式水力旋流器是一种将动态与静态旋流分离技术有机结合在一起 ,而获得强大惯性离心力的含油水高效处理新型设备 ,其主要特点是旋流强度大、液流压力损失较低、振动幅度降低、分离效率更高 ,且处理量在较大的变化范围内有很好的处理效果。介绍其结构设计、分离机理及影响因素等方面的研究进展 ,设计了合理结构的样机。     

基于雷诺应力模型的脱油旋流器流场特性研究

采用雷诺应力模型(RSM)对油水分离用水力旋流器进行了数值模拟,模拟出了循环流和短路流现象,得到了内部流场的轴向速度、径向速度和切向速度的分布规律;模拟结果与实验结果吻合较好,说明该湍流模型和计算方法的选取是正确的;另外,针对油相体积分数为2%,油滴粒径为40μm的混合介质进行分析,得出了油水二相的体积分数分布。在旋流器的轴心处油相体积分数最大,最大处混合介质中含油体积分数高达98.9%;在壁面附近体积分数很小,说明该水力旋流器的分离效果较好。通过数值模拟为进一步研究水力旋流器内部流场的分布和结构优化设计奠定了基础。     

多进口旋流器流场特征及分离性能

为了改善单进口旋流器稳定性差、分级效率低等问题,本文提出了多进口旋流器结构。通过数值模拟方法,在恒定入料工况下,对比分析了单、二、三、四进口旋流器的流场特征和分离性能。研究结果表明：增加旋流器进口数量,会对旋流器流场和分离性能产生积极影响,有利于旋流流场径向压力的增大,且进口数量为偶数时,流场径向静压力增强效果更好;旋流器柱段区域流场切向速度增大,有利于强化旋流器分离能力。同时使用Mixture耦合RSM模型预测了离散相CaCO₃颗粒的分离效率,结果表明多进口旋流器可以在低速度入口条件下完成离散相的高精度分离。入料速度为3m/s的工况条件下,多进口旋流器分离50μm、57.5μm颗粒的底流分配率较单进口旋流器分别提升了10.60%、5.59%,对抑制旋流器溢流产品错配率和提高分级精度有积极的影响。因此,增加旋流器进口数量,可以有效提升旋流分级效率和分离精度。     

液-液水力旋流器分离效率深度提升技术探讨

为解决微小粒径分散相分离效率不高,制约水力旋流器分离效率深度提升的问题,本文以液-液水力旋流器为分析对象,在总结已有理论及研究成果基础上,分别从影响旋流分离效率的关键物理因素,包括分散相在旋流场内的停留时间、分散相粒径、分散相距轴心旋转半径、分散相切向旋转速度以及旋流分离工艺系统五个方面出发,首先对已有提升旋流分离效率的水力旋流器串联工艺、分散相粒径聚结器、小直径旋流分离器及增强切向速度的动态水力旋流器等技术措施进行分析总结,并在此基础上提出了促进旋流分离效率深度提升的新型技术方案,为液-液两相以及固-液、气-液、气-液-固等多相混合介质的高效旋流分离器设计及系统优化提供一定理论及技术支撑。     

旋流分离技术在工业水处理方面的应用

对旋流分离技术在油田中转站水处理同应用的工艺要求、流程及效果进行了详细分析，并结合油田生产实际，介绍了估旋流分离技术的研究与开发中应当注意的问题，最后得出了一些有益的结论。     

含聚浓度对旋流器性能影响的数值模拟与试验

以螺旋导流式旋流器为研究对象,选用幂律流体模型和离散相模型（DPM）计算了不同含聚浓度条件下的分离性能,对旋流器流场（速度场、压力场）及油滴运移特性进行了细致的分析,并采用高速摄像技术（HSV）开展了相应的分离特性试验。研究发现：聚合物浓度为0时,油滴存在明显的乳化效应,实测效率81.7%;浓度增大后,乳化效应减弱,油滴分散在旋流器内,中心油核消失,效率急剧下降,4000mg/L时旋流器基本无分离效果;浓度增大对压降影响较小,底流压降最高增幅5.6%,最大值不超过200kPa。分析表明,效率下降与切向速度衰减、径向压力梯度减小有关;浓度增大后油滴轴向向下运动的距离增加,呈现向旋流器外壁面运动的趋势,分离时间延长。     

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.