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。     

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。     

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。     

三相旋流分离器气液固耦合数值模拟研究

针对工程实际三相旋流分离器结构优化设计和特性难于把握问题,基于计算流动动力学CFD理论,建立了三相旋流分离器气液固耦合数值分析模型,采用Mixture多相流模型对旋流分离器进行气液固三相数值模拟,研究了不同进口流量工况下旋流分离器的分离效率与压力损失,确定了结构优化后旋流分离器的最优进口流量区间。     

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。     

汽-液-固三相平衡计算

溶剂萃取-闪蒸结晶的分离方法也是一种汽-液-固三相分离的过程,本文建立了汽-液-固三相平衡的计算方法和程序 并以双酚A的精制为例 对结晶、离心分离等过程进行了计算,考核证明这是一种有效的计算方法。     

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。     

液-液萃取及新型液-液-液三相萃取机理研究进展

根据新型液-液-液三相体系的特点,对传统两相溶剂萃取、双水相萃取机理研究进展进行了综述,提出应用Lewis酸碱理论对两种萃取体系的萃取机理分别进行归类,评述了新型液-液-液三相体系研究进展并对其研究方向进行了展望。     

气-液-液-水合物多相平衡闪蒸的新算法

有水合物存在的多相闪蒸计算对于水合物法分离技术非常重要.提出了一个进行气-液-液-水合物四相闪蒸计算的新算法.其中气-液（富烃相）-液（富水相）三相平衡闪蒸计算采用Patel-Teja状态方程,Chen-Guo水合物模型用于气相与水合物相平衡的计算.此算法避免了求解复杂的方程组,因此使计算简单化.通过气体与纯水体系和有抑制剂体系的计算检验表明,此算法有很好的计算稳定性.     

液—液旋流分离工艺系统流程优化技术研究

从液—液旋流分离工艺出发,研究并优化旋流分离工艺系统流程,以提高旋流分离工艺的效率,降低工程造价,降低生产成本,为油田的持续稳定发展提供技术储备。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

旋流分离技术研究进展

介绍了旋流分离技术的研究进展,包括水力旋流器的结构形式与结构参数、新结构类型、主要水力学参数、混合液性质及流量稳定性、材料与制造技术、磨损与腐蚀及旋流分离应用技术的研究进展等,还对旋流分离技术的发展趋势作了简要分析。研究表明,随着人们对旋流分离技术的不断开发,其在石油、化工等行业得到了越来越广泛的应用。     

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。     

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。