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汽液固三相循环流化床蒸发装置汽液固三相循环流化床蒸发装置是由河北工业大学设备设计研究所和石家庄工大化工设备有限公司共同研制开发的防、除垢强化传热的高效蒸发装置。该蒸发装置由加热室、汽液分离室、固体颗粒分离装置、循环泵等组成。在蒸发系统中加入一定量、一定尺寸的颗粒 ,颗粒被循环液体带入加热室 ,与被加热介质一起形成汽 -液 -固三相流 ,然后三相流进入颗粒分离装置 ,固体颗粒被分离进入下降管参与循环 ,分离出的汽液混合物进入汽液分离室 ,二次蒸汽从顶部排出 ,液体参与下一循环 ,蒸发至一定浓度从出料口排出产品。该装置…     

汽液固三相循环流化床蒸发装置

汽液固三相循环流化床蒸发装置是由河北工业大学设备设计研究所和石家庄工大化工设备有限公司共同研制开发的防、除垢强化传热的高效蒸发装置。该蒸发装置由加热室、汽液分离室、固体颗粒分离装置、循环泵等组成。在蒸发系统中加入一定量、一定尺寸的颗粒 ,颗粒被循环液体带入加热室 ,与被加热介质一起形成汽 -液 -固三相流 ,然后三相流进入颗粒分离装置 ,固体颗粒被分离进入下降管参与循环 ,分离出的汽液混合物进入汽液分离室 ,二次蒸汽从顶部排出 ,液体参与下一循环 ,蒸发至一定浓度从出料口排出产品。该装置的突出特点是 :(1)汽液固三相…     

高压脉冲电场-旋流离心场联合破乳脱水装置与试验

鉴于单一物理手段难以实现乳化油的高效破乳脱水处理,提出了一种高压脉冲电场-旋流离心场联合实现乳化油的破乳脱水工艺,并利用三维建模设计了相应的双场联合破乳脱水装置。从非线性振动动力学理论的角度得到了高压脉冲电场单元的最佳工作电场参数,并运用数值的方法,确定了旋流离心场单元最佳工作参数。通过双场联合破乳脱水装置试验结果表明,高压脉冲电场-旋流离心场联合作用能对废油乳化液进行高效破乳脱水,破乳脱水效率要高于单一旋流离心场的脱水效率。     

汽液固三相循环流化床蒸发装置

汽液固三相循环流化床蒸发装置是由河北工业大学设备设计研究所和石家庄工大化工设备有限公司共同研制开发的防、除垢强化传热的高效蒸发装置。该蒸发装置由加热室、汽液分离室、固体颗粒分离装置、循环泵等组成。在蒸发系统中加入一定量、一定尺寸的颗粒 ,颗粒被循环液体带入加热室 ,与被加热介质一起形成汽 -液 -固三相流 ,然后三相流进入颗粒分离装置 ,固体颗粒被分离进入下降管参与循环 ,分离出的汽液混合物进入汽液分离室 ,二次蒸汽从顶部排出 ,液体参与下一循环 ,蒸发至一定浓度从出料口排出产品。该装置的突出特点是 :(1)汽液固三相…     

汽液固三相循环流化床蒸发装置

汽液固三相循环流化床蒸发装置是由河北工业大学设备设计研究所和石家庄工大化工设备有限公司共同研制开发的防、除垢强化传热的高效蒸发装置。该蒸发装置由加热室、汽液分离室、固体颗粒分离装置、循环泵等组成。在蒸发系统中加入一定量、一定尺寸的颗粒 ,颗粒被循环液体带入加热室 ,与被加热介质一起形成汽 -液 -固三相流 ,然后三相流进入颗粒分离装置 ,固体颗粒被分离进入下降管参与循环 ,分离出的汽液混合物进入汽液分离室 ,二次蒸汽从顶部排出 ,液体参与下一循环 ,蒸发至一定浓度从出料口排出产品。该装置的突出特点是 :(1)汽液固三相…     

高压气井弱旋流除砂装置的设计

通过采用先进的气液固三相弱旋流分离技术,设计一种气液固三相弱旋流分离装置,实现气液固三相分离,以解决高压气井井口含砂对下游设备造成危害的问题。并通过现场工业化试验证明高压气井旋流除砂装置结构简单、操作简便、使用安全可靠、除砂效率高。     

液-固微旋流分离技术脱除水中催化剂颗粒

回顾了某化工装置中急冷水夹带催化剂颗粒的危害及现阶段国内对含微细固体颗粒废水的分离方法,通过对急冷水特点的分析以及各种分离方法的比较,提出采用一级澄清二级浓缩的两级微旋流分离技术脱除急冷水中的催化剂的方法;阐述了微旋流分离器的工作原理及设备结构;介绍了整个分离系统的运行情况。根据装置的操作特点,通过对操作方法的优化,使分离效率达到72%,有效地脱除了急冷水中的催化剂,成功实现了液-固微旋流分离技术在工业化煤化工装置中的应用。     

新型高效三相分离器研究及应用

为解决目前水驱采出液普遍含聚后,联合站一段放水含油超标的问题,开展高效三相分离技术研究。通过对三相分离器进液口、填料装置及捕雾器等结构进行优化,设计了新型三相分离器,利用采出液初步分离、分离聚结、加速沉降、油水收集等技术,实现了含聚原油的高效脱水及脱气,并在转油放水站改造项目中,进行现场应用及效果分析,脱水后污水含油及油中含水均达到了指标要求,从源头上有效地解决了放水站油水分离困难、污水含油超标等问题,同时降低了放水站破乳药剂的用量,降低了生产成本,具有很大的经济效益和社会效益。     

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     

氯乙烯旋流脱水的新工艺

针对聚氯乙烯装置氯乙烯各种脱水工艺存在的问题,提出了氯乙烯旋流脱水的方法,开发了重力沉降-旋流分离氯乙烯梯级脱水新工艺。同时,研究成果应用于120kt/a氯乙烯脱水科技示范装置,通过连续运转表明,运用旋流脱水技术及其组合新工艺,不仅脱水效果好,还能减少固碱消耗,提高产品质量。     

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。     

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。     

Studies on the performance of a hydrocyclone and modeling for flow characterization in presence and absence of air core

Hydrocyclones are getting more and more interest from various industries. They are widely used to separate particulates from liquid at high throughput because of their advantages like simple structure, low cost, large capacity and small volume, require little way of maintenance and support structure. Modeling of complex and multiphase flow behavior inside the hydrocyclone is done usually with the help of computational fluid dynamic study. Current study involves experimental investigation of separation performance characteristics of the hydrocyclone using new design parameters. For experimental purpose, a new hydrocyclone was designed with insertion of solid rod, at central portion of conical section of hydrocyclone, inside the hydrocyclone . By which air core could be eliminated effectively and hydrocyclone performance is improved. This effect may be observed due to reduction of radial and axial components of velocity and turbulence in the area near the entrance of the vortex finder. Therefore, the flow field characteristics inside the hydrocyclone with no air core become more suitable for separation. Also the effect of flow rate, vortex finder depths, air core and particle interaction were studied experimentally. A new arrangement was suggested to eliminate the air core formed inside the hydrocyclone. In this case, effect of diameter and height of solid rod inserted inside the hydrocyclone with changing total inlet flow rate was studied experimentally. Three-dimensional geometry and meshing of hydrocyclone is created in Gambit, preprocessor of commercial software—Fluent, for hydrodynamic study.     

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。     

三相卧螺离心机设计分析及结构参数对分离效果的影响

首先提出了用于油水砂分离的三相螺旋沉降式离心机两种结构模型。通过CFD数值计算发现,带有轴向管法兰的三相卧螺离心机结构模型存在一定的缺陷,即管法兰上有堵砂的情况出现且分离效率较低。通过改进设计,可调溢流挡板的三相卧螺离心机结构模型是可取的。该模型有较高的油相回收率,且固相也相对较干燥,适用于油水固三相分离。该模型还具有水与油砂分离、油水与砂分离或油与水砂分离等几种不同的排液方式。对此三相卧螺离心机加工制造,搭建实验平台,通过实验研究发现,此种结构的三相卧螺离心机对油相的分离效率较高,挡板圆弧中心到转鼓中心轴的距离对分离效率有着不同的影响。     

操作参数对三相卧螺离心机油水砂分离性能影响模拟及实验分析

首先提出一种新型可调溢流堰板式三相卧螺离心机主体结构，其内部设置了径向排油通道以及位置和大小可调节的溢流堰板。其次，使用计算流体力学软件Fluent、基于欧拉-欧拉多相流模型，对三相卧螺离心机流场及分离性能进行数值模拟，建立三维流域模型、进行网格划分及边界条件设定，对油相及固相浓度分布等进行分析。之后确定实验工艺流程图，搭建油水砂三相分离实验系统平台，建立三相分离实验系统装置，制定实验步骤进行实验研究及测量工作。分别从转鼓转速、处理量等研究了各自对固相回收率、油相回收率、油在滤饼中的损失及油在水中的损失等的影响规律，并从出砂含固、出油含油、出渣含油及出水含油质量浓度等方面对数值模拟结果进行实验验证。     

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。     

Experimental study of a vane-type pipe separator for oil–water separation

An experimental study of a new vane-type pipe separator (VTPS) was conducted for the possible application in the well-bore for oil–water separation and reinjection. Results by using particle image velocimetry (PIV) reveal a better flow field distribution for oil–water separation, which is formed in VTPS than that in hydrocyclone. The effects of split ratio, the oil content, guide vanes’ installation and number of guide vanes on oil–water separation performance have been investigated experimentally. Compared to a traditional single hydrocyclone, VTPS shows a good separation performance as the water content at the inlet of VTPS reaches 79.9%, the oil content at the water-rich outlet is about 400 ppm while the split is near 0.70. These results are helpful to provide a possibly new design for downhole oil–water separation.     

Study of the swirling flow field induced by guide vanes using electrical resistance tomography and numerical simulations

In this work, the swirling flow field induced by guide vanes was studied using electrical resistance tomography (ERT) and numerical simulations. The results show that the two-phase water and oil mixture moves in the same axial direction for this type of flow field, which is very unlike the flow behavior of a traditional hydrocyclone with a tangential inlet. In the pipe behind the guide vanes, the smallest axial velocity and tangential velocity are located at the center of the pipe. From the pipe center to the pipe wall, both pressure and velocity increase gradually. Downstream of guide vanes, the maximal oil volume fraction is observed at the center of the pipe. From the center of the pipe to the inner wall, the oil volume fraction gradually decreases. Moreover, ERT can precisely show the oil distribution in the pipe section. These studies prove the possibility of efficient oil and water mixture separation by guide vanes, and the results may be very important for guiding the optimal design of vane-type pipe separators.     

底流管直径对旋流防阻机性能的影响

为考察由旋流分离器和引射回流装置组成的污水旋流防阻机在不同底流管直径下的分离性能,进行了砂水分离实验和生活污水除污实验。实验结果显示：连续底流的旋流防阻机与封闭集污槽的旋流分离器相比,前者具有更高的分离效率,且能量损失增加基本可以忽略。相比Kelsall提出的折算分离效率,提出了更加适合旋流防阻机的综合考虑分离效率和热泵系统可用水量的综合分离效率。该旋流防阻机的最优底流管直径为5～10 mm,即最优底流管直径与溢流管直径比值为12.5%～25%。此时,污水旋流防阻机对原生生活污水中小于4 mm污杂物的分离效率为92.6%～94.3%,分流比为1.32%～2.54%。这说明通过旋流分离机制,可以达到污杂物暂离,净水取热的条件。另外,分流比与底流管直径呈正比。