基于入口分散相重排序的旋流强化分离研究进展

随着工业化进程的飞速前进，适用于分离多相不互溶介质的旋流分离器已广泛应用于石化、环保等重点行业。为了提高旋流分离器在全粒径范围内分散相的分离效率，涌现出了多种旋流分离过程强化技术。其中，对入口分散相进行重排序的旋流强化技术因具有加工成本及运行费用低、易于实施、强化效果明显等优势，展现出了重要的应用价值及推广前景。本文聚焦于入口分散相重排序的旋流强化技术，对基于惯性力场和离心力场进行分散相重排序的旋流强化原理、排序器结构类型及应用于液-液、固-液、气-固两相的分散相重排序强化技术及研究成果进行了系统的分析和总结。在此基础上，从组织构建分散相重排序后的多股液流，选择促进多股液流间协同高效分离的旋流场入射方案，强化分散相移动过程中的聚并长大和/或惯性碰撞等角度出发，总结了分散相重排序的技术路线并进行研究展望，从而指导旋流器的旋流分离过程强化及优化设计，助力于旋流分离效率的深度提升。     

磁场强化多相介质分离技术进展

概述了国内外基于磁场来强化非均相介质分离的研究进展,对相关的强化方法进行了分析和对比。根据磁场作用的非均相介质类别介绍了不同领域磁场辅助多相介质分离技术、设备及工作原理,如磁选机、涡电流分选机、重介质磁力旋流器、磁盘分离器、磁场辅助分离气-固旋流器、磁流化床等。根据应用领域可简要概括为磁场辅助固体分离（具有不同导磁性的固体）、气-固分离、固-液分离、液-液分离等。总结了磁场分布、磁场与颗粒作用、磁场与流场耦合的模拟方法,为磁场强化多相介质分离提供依据。针对普通设备分离能力存在的瓶颈问题,文中提出应综合考虑磁场与设备操作参数等因素以最大限度提高分离效率,应加强磁场与流场耦合研究并将磁场强化分离领域扩大至非磁性流体。     

旋流分离器流动机理及流动影响因素简介

旋流分离器是一种利用相间的密度差产生不同的离心力,进而完成气-液、液-液、气-固等分离的设备,具有结构紧凑、分离效率高、环境适应性强等优点,在石油、化工、矿山、煤炭等行业应用广泛。旋流分离器的流动机理研究在整个旋流分离器的研究过程中占据重要地位,其内部流场属于三维强旋湍流,流动复杂,对分离器流场进行充分的研究是指导分离器设计、提高分离性能的前提。本文将对旋流分离器的流场结构进行详细介绍,并就国内外学者关于分离器结构变化对流场分布的影响关系进行总结概括。这对加深对旋流分离器的认识,指导其优化设计具有重要的辅助作用。     

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。     

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。     

钻井液循环气液分离器作用效能研究

文中设计制作了一种气液旋流分离器,并将之组合应用于自主设计和建立的钻井液循环流动模拟实验装置。该气液旋流分离器采用筒体与内置锥体结合并具有侧斜向下进液管的构型,利用旋流分离原理实现气液分离。通过模拟实验详细研究了使用气液旋流分离器实现钻井液中气体分离的过程,考察了气液旋流分离器的分离效能以及流体流量、气流量、外接压力、流体黏度等因素对分离效能的影响。实验结果表明:在模拟实验运行条件下,气液旋流分离器的分离效能可达到90%。     

旋流板分离器的结构对三维流场的影响

引言 旋流式分离器种类很多[1-4],其中浙江大学发明的旋流板在传质和双相分离过程中均得到广泛应用[5-9].旋流板分离器是利用导向叶片使气体做旋转运动,从而产生离心力,达到气液或气固分离的目的.     

靖边气田高效分离器应用效果评价

气液分离技术的机理有重力沉降、惯性碰撞、离心分离、静电吸引、扩散等,依据这些机理己经研制出许多实用的气液分离器,如重力分离器、旋风分离器、挡板式分离器、丝网分离器等。靖边气田开发初期,分离器是按照纯气层的地质状况设计的,主要用在脱水撬前对天然气进行分离,目的是分离出天然气中的游离水及携带的固体杂质,避免高矿化度的游离水及固体杂质进入脱水撬,影响脱水撬的正常运行。但随着气田的不断开发,使得原有的分离器无法对气液进行有效分离,个别集气站露点不合格,脱水撬结晶盐堵塞等问题频繁发生。本文对国内外常用分离器的分离特性及发展概况进行了调研,对强制旋流吸收吸附分离器和立式精细聚结分离器的结构原理及靖边气田现场试验应用情况进行效果评价,为靖边气田在开发中后期气液分离器的选型提供一定的参考依据。     

多旋臂气液旋流分离器压降特性试验

为强化气液离心分离过程,实现在大直径分离器内的气液旋流高效分离,设计构思了一套多旋臂气液旋流分离设备,为气液分离大型化设计提供了一种新思路。在纯气流条件及不同的旋流臂喷出气速下对该分离设备进出口静压差进行了测量,实验结果表明,旋流分离设备静压差在整个运行过程中较为稳定,有较强的可预测性,无量纲标准偏差维持在2%以内,总压降与旋流臂出口气速呈现出良好的平方关系。进一步将总压降分解为入口及旋臂摩擦损失、分离器空间内摩擦损失和出口管路摩擦损失三个部分进行详细测量,获得了各部分压降与旋流臂出口速度头的定量关联模型,发现分离器空间内摩擦阻力损失在总压降中占比最大。GLVS总压降主要受旋流臂出口气速影响,加入液相后对压降影响很小。该旋流分离设备的阻力系数与普通旋风分离器相当,根据四组不同结构尺寸的旋流头得到了阻力系数与旋流头关键设计参数的关联式,为进一步结构优化提供了参考。     

柱状气液旋流器压力场和速度场模拟分析

利用计算流体动力学(CFD)方法,采用流体力学软件FLUENT,针对柱状气液旋流分离器进行了内部流场、压力场和气相浓度的分析,得到了柱状气液旋流分离器的压力降分布特性和速度分布特性。揭示了入口位置及溢流口直径对柱状气液旋流分离器分离性能的影响。经研究发现:要使柱状气液旋流分离器具有低压力损失和高分离效率的综合性能,需要将入口位置和溢流口直径控制在一定范围。     

结构参数对聚并-旋流耦合油水分离器性能影响

为了探究结构参数对聚并-旋流耦合油水分离器性能的影响,基于水力聚结机理和旋流分离理论,通过计算流体动力学分析方法,以聚并-旋流耦合油水分离器结构参数为研究对象,油水分离效率为指标,开展多场耦合油水分离装置的结构参数优化设计。针对不同螺旋流道长度和聚结管段长下的聚并-旋流耦合油水分离器结构模型,进行数值模拟研究验证,探究不同结构参数下模型的分离性能。结果表明,在聚并器螺旋流道长度L₂=100 mm、聚结管段长L₃=350 mm时分离效率达到最高。选取不同入口流量和分流比对聚并-旋流耦合油水分离器最优结构的不同工况下的分离性能进行分析,当入口流量Q=8m³/h、分流比F=40%时,油水分离效率达到最高值93.62%。     

多旋臂气液旋流分离器压降特性试验

为强化气液离心分离过程,实现在大直径分离器内的气液旋流高效分离,设计构思了一套多旋臂气液旋流分离设备,为气液分离大型化设计提供了一种新思路。在纯气流条件及不同的旋流臂喷出气速下对该分离设备进出口静压差进行了测量,实验结果表明,旋流分离设备静压差在整个运行过程中较为稳定,有较强的可预测性,无量纲标准偏差维持在2%以内,总压降与旋流臂出口气速呈现出良好的平方关系。进一步将总压降分解为入口及旋臂摩擦损失、分离器空间内摩擦损失和出口管路摩擦损失三个部分进行详细测量,获得了各部分压降与旋流臂出口速度头的定量关联模型,发现分离器空间内摩擦阻力损失在总压降中占比最大。GLVS总压降主要受旋流臂出口气速影响,加入液相后对压降影响很小。该旋流分离设备的阻力系数与普通旋风分离器相当,根据四组不同结构尺寸的旋流头得到了阻力系数与旋流头关键设计参数的关联式,为进一步结构优化提供了参考。     

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。     

旋流板分离器分离性能实验研究

在实验室冷模实验装置上考察了空速和液气比对旋流板分离器总压降和分离效率的影响,为旋流板分离器的工业应用提供了依据。     

两相流新型管流分离器及分离技术

<正>一、项目简介在能源、化工、冶金、采矿、食品以及家电工业中普遍存在气液、液液、液固、气固等两相流以及气液固等多相流。为了提高工业过程的经济性和安全性以及得到某单一相的产品,这些不同的相往往要采用一定的方法加以分离。传统的这类分离器主要有分离罐、沉降槽以及旋流分离器等。一般体积庞大,设备成本较高,尤其对于高压设备,成本增加更大。这些设备在管线上的安装、更新以及维护保养都不方便。杨利民博士等结合在英国研究的基础和在国内     

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。     

简析三相旋流式分离器的基本性能指标

水力旋流器在石油工业中有着广泛的应用,基本原理是将具有一定密度差的液-液、液-固、液-气等两相或多想混合物在离心力的作用下进行分离。旋流分离器在诸多行业都有非常广阔的应用前景,因此,了解其基本性能的各项指标就显得尤为重要。     

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。     

气液分离器的结构设计与流场分析

设计了一种新结构气液旋流分离装置,并介绍了该装置的结构特点、尺寸参数和工作原理。基于计算流体动力学软件Fluent,采用雷诺应力模型,模拟仿真了新型气液旋流分离器的内部流场分布。同时分析了不同分流比变化对分离器内气相浓度分布、压力和速度的影响规律。气-液分离器分离效率达到80%,说明新型气-液旋流分离器的除气处理效果优越。     

动态旋风分离器数值模拟及实验研究

旋风分离器具有结构简单性能稳定等优点,但对于粒径10μm以下颗粒,分离效率较低。本文对普通旋风分离器进行改进,设计了带有旋转叶片的动态旋风分离装置,并进行了实验和数值模拟研究。数值模拟气相采用RNG k-ε模型与RSM模型相结合的算法,颗粒相与气相之间采用以欧拉-拉格朗日气固两相流耦合思想为基础的DPM模型进行模拟,主要研究了装置内部流场和颗粒分离效率与进口气速和转子转速之间的关系,并与实验中通过静电低压悬浮颗粒取样器（ELPI）获得的装置分离效率进行了对比。模拟和实验结果表明,装置切向速度场中转子部分的切向速度主要由叶片转速决定,转子外部区域的切向速度则主要由进口气速决定,且在一定的转速和进口气速下,动态旋风分离器对粒径在5μm以上的颗粒有良好的脱除效果。