液液水力旋流器流场特性与分离特性研究(六)——结构参数对分离特性的影响

对液液水力旋流器主要结构参数 ,如旋流腔长度、锥段长度等分离特性影响因素进行了分析 ,并针对普通油水混合液和含聚合物的油水混合液分别进行了研究。     

油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究

水力旋流器是一种新型的油水分离设备 ,它是利用离心力代替重力实现相的分离。本文在简要介绍旋流器的基本结构和分离原理的基础上 ,讨论了油水分离用水力旋流器的分离机理。最后 ,结合旋流器的应用实例 ,证明其在处理采出液和含油污水方面 ,不仅技术上可行 ,而且经济效益明显     

动态水力旋流器脱油动力结构布置改进研究

动态水力旋流器是一种旋转式油水高效离心分离的新型设备。介绍了通过改进其脱油动力结构布置形式,增加了流场旋流强度,提高了分离效率。试验证明了改进后的布置方案有更好的脱油性能。     

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。     

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。     

水力旋流器流场特征和分级分离性能研究综述

水力旋流器利用颗粒-颗粒或颗粒-流体在旋流流场中运动行为差异实现分级分离过程,被广泛地应用于化工、冶金、矿物加工和环保等行业。在实际运行中,由于操作条件不合理或设备结构条件限制,使颗粒分级或固液分离性能无法满足应用需求,本文分析了水力旋流器的流场特征,并总结了影响旋流器分离性能的关键因素。水力旋流器内部呈现复杂的多相流场,颗粒性质、料液性质、进料条件等操作参数和旋流器的几何结构会影响水力旋流器的分离性能,实际应用中可以通过优化运行条件和旋流器的几何结构,提高旋流器的分级分离性能。     

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。     

超重力水力聚结分离器流场分析与性能评估

采用离散相模型以脱油型水力旋流器为研究对象,分析了不同粒径油滴粒子在旋流场内的运移轨迹,得出随着粒径的增大旋流器的粒级效率逐渐升高。基于油滴运移轨迹设计了一种水力聚结旋流分离装置,可在旋流分离前端通过水力聚结使小颗粒油滴聚并成大颗粒油滴,进而增强旋流分离性能。开展室内试验对水力聚结分离器的分离性能和适用性进行验证。结果表明:粒径在100～900μm范围内随着油滴粒径的逐渐增大,旋流分离效率逐渐升高;水力聚结器可在油滴进入旋流分离器前使油滴碰撞聚结致使离散相油滴粒径分布增大,从而提高旋流器分离效率,其最佳入口进液量在4. 12m~3/h左右,最佳分流比为20%。     

水力旋流器流动特性的数值模拟研究

本文采用双流体模型以及RSM雷诺应力湍流模型,以油水混合液为介质,对水力旋流器的油水分离过程进行模拟。研究结果表明:旋流腔为预分离段,使油水两相粒子达到径向上的规律性分布,起到主要分离作用的是锥段,使油水两相分别从不同的出口排出。通过改变水力旋流器的入口段角度,分析入口角度变化为旋流器分离效率的影响,结果表明:旋流器的入口角度对分离性能的影响不可忽略,当β=0°和β=45°时分离效率较高,当β=60°时分离效率最低。     

油水分离水力旋流器锥段长度对速度场影响研究

油水分离水力旋流器锥段长度对旋流器的性能影响非常巨大,用CFD计算方法对旋流器通过运用雷诺切应力RSM湍流模型与代数滑移应力ASM,基于欧拉法的Mixture两相流模型进行模拟分析。得到大小锥段长度变化对两锥段的轴向与切向速度影响,结果表明旋流器内旋流轴向速度对大、小锥段长度均敏感,外旋流切向速度对大锥段长度敏感。研究结果为优化旋流器结构与设计提供参考．     

柱形旋流器油水分离效果研究

建立了一套柱形旋流器油水分离实验流程。通过改变油水两相泵入速度、溢流口流量等操作参数,得到了入口流速、分水率对分离效果的影响趋势,并比较了二级柱形旋流器并联和串联两种连接方式的分离效果。结果表明,一定结构的柱形旋流器存在最优的入口流速和分水率;在2.8 m/s的入口流速下,二级柱形旋流器并联油水分离效果最好。     

工业废油异构旋流三相分离装置去固结构及优化

工业废油脱水去固处理是其资源化工艺的重要环节,为高效地去除废油乳化液中的水和固体颗粒杂质,提出一种能够实现油-水-固相高效分离的异构旋流三相分离装置。装置结构及其参数是影响油-水-固三相分离效率的关键因素。于是,通过耦合多相流控制方程、群体平衡和稀疏颗粒条件下的颗粒追踪方程,忽略颗粒对整体质量守恒和动量守恒的影响,建立了异构旋流三相分离数值模型,通过模型考察了分离装置去固段结构对去固脱水效率的影响,并进一步优化了分离装置去固段的结构参数。计算与实验结果表明：装置去固段结构的变化会显著影响异构旋流三相分离装置的去固性能,对脱水率的影响不明显;最佳底流管、去固管和侧流管直径分别为6、15和6 mm时,装置侧流口的固体颗粒回收率和脱油率同时达到最高,可达87%以上,为设计研制高性能工业废油资源化装置提供理论和技术支撑。     

水平圆管内油水两相旋流分隔性能分析与评价

油水分离后的测量技术广泛应用于石油开发、污水处理及化学工程等领域.如何实现快速高效的油水分隔,是精密测量领域的关键技术之一.目前,油水分隔器的结构形式较为多样,有必要开展不同分隔器的性能对比和评价研究.采用粒子成像测速技术、分隔性能实验及数值模拟等方法,对三种不同结构水力旋流器的分隔性能进行对比分析,形成了一种用于水平...     

旋风器进口结构的优化及其性能的试验研究

将旋风器常规进口结构优化改进为带有不同回转通道形式和角度的进口结构 ,并对各种旋风器的性能进行了冷态试验测定。结果表明 ,采用双进口回转通道形式的进口结构可同时降低旋风器阻力和提高分离效率     

液-液旋流示范站及配套工艺

针对含水率在 90 %以上的高含水原油 ,采用液 液旋流预脱水和污水除油新工艺在东辛采油厂辛二接转站进行了现场试验 ,在此基础上 ,将该工艺应用于辛二站改扩建工程 ,于 1996年 11月建成投产了辛二旋流示范站。该站投产以来相继出现了旋流管回油孔堵塞、旋流管腐蚀损坏等问题 ,针对这些问题 ,采取了多项工艺完善配套措施 ,取得成功。同时为进一步提高工艺水平 ,在进行 4 6m3/h改进后的小型装置的现场试验的基础上。改进了原有旋流器 ,使两级旋流器处理后的原油含水率降至≤ 30 % ,污水含油≤ 30mg/l。实现了中国石油集团公司提出的科研攻关目标     

Analytical Approach for Calculating the Separation Efficiency of Uniflow Cyclones

An approach for calculating the separation efficiency of uniflow cyclones for the separation of solid particles from gases is proposed. The analytical model is based on an equilibrium orbit concept, similar to that used in the Barth‐Muschelknautz model for conventional reverse‐flow cyclones, which has been proven to be successful for designing and calculating cyclones in a wide range of industrial applications. The proposed model takes into account the special flow pattern of uniflow cyclones, which differs substantially from that in reverse‐flow cyclones. The model provides correct dependencies of the separation efficiency on the main geometry and operation data of low‐loaded uniflow cyclones. Applying the calculation method to uniflow cyclones operated in test facilities indicates good agreement with experimental data.     

A facile method to functionalize engineering solid membrane supports for rapid and efficient oil–water separation

A facile and low-cost method is developed to functionalize engineering metal membrane supports, such as stainless steel (SS), with epoxy-containing polymer poly(glycidyl methacrylate) (PGMA) to produce a versatile and universal platform for subsequent surface modification. With a PGMA anchoring layer, we have demonstrated that hydrogel particles, such as polyacrylamide-co-poly(acrylic acid) (PAM-co-PAA), can be subsequently grafted to form functional polymer membranes for rapid and efficient oil–water separation. By contact angle and AFM measurement, we have confirmed that PAM-co-PAA hydrogel particle layer grafted on a PGMA-modified SS surface exhibits excellent selectivity as required for liquid–liquid separation, showing high affinity to water but not to oils as an ideal membrane for oil–water separation. To evaluate the separation efficiency, a simple flow-through device is employed to separate free-floating oil from water in the mixture of varied initial oil volume fraction and oil composition. Under substantially high pump flow rate up to 1.3 L/min, PAM-co-PAA hydrogel treated SS mesh can achieve excellent separation efficiency with less than 5% oil or water in the respective filtrate at the flux of as high as 540 m³/(m²·h) and retentate at the flux of 1.95 m³/(m²·h). This separation efficiency is better than, or comparable to, the maximal performance achieved using conventional gravity methods at much lower flow rate. Similar approach could be also adapted to graft superhydrophobic and superoleophilic polymer membranes with PGMA-treated engineering support to separate water from oil.     

A Mathematical Model to Compare the Efficiency of Cyclones

Tangential cyclones modified to form spiral cyclones are very efficient in separating solid particles from dust laden gases. They offer a lower gas pressure drop and higher particle separation efficiency when compared to basic tangential cyclones. Their high performance is believed to be related to their special structure. A mathematical model is introduced to explain why a spiral cyclone is more efficient than a tangential one. An experimental apparatus is designed to compare both the performances of spiral and tangential cyclones and to check the effectiveness of the model equations. The experimental data were found to be consistent with the model predictions.     

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。