除油型旋流器压降比特性试验研究

在室内试验装置上对单锥除油型水力旋流器的压降比特性进行了试验研究。研究结果表明 ,除油型旋流器压降比的主要影响因素有分流比、入口流量和溢流背压等操作参数 ;溢流背压对压降比的影响存在一“门槛值”。根据试验结果 ,建立了除油型水力旋流器压降比的半经验计算模型     

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。     

用于细颗粒分离的水力旋流器的压力特性研究

对用于细颗粒分离的水力旋流器的压力特性 (压力降及压降比 )与流量、分流比、旋数、溢流口和底流口直径及气液比等主要参数之间的关系进行了深入的研究与分析。研究发现 ,水力旋流器内部压力降分别随流量、分流比、旋数及气液比的提高而加大 ,压降比则分别随流量、分流比、旋数的提高而降低。随着溢流口直径的加大 ,水力旋流器的溢流压力降减小 ,而压降比也随之降低 ;随着底流口直径的加大 ,底流压力降减小 ,压降比随之升高。分析可知 ,减少旋流器能耗的有效方法是降低旋数 ,或者减少混合介质中的气液比     

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。     

应用Coriolus versicolor催化染料及印染废水脱色

利用固定化C .versicolor菌丝球对 4种染料和印染废水的脱色进行了研究 .在三角瓶中采用重复分批加料方式对酸性橙溶液脱色至少可以进行 10批 ,每批在 2 4h内完成 97%以上的脱色效果 .菌丝球对其他 3种染料也有较好的脱色效果 .在脱色过程中添加碳源是必要的 .此外 ,还利用自制的气升式反应器对酸性橙和印染废水的连续降解进行了研究 .当稀释率为 0 .0 0 5 6h^-1、通风量为 1.1L·min^-1时 ,酸性橙溶液的脱色率可达 97%;当稀释率为 0 .0 14h^-1、通风量为 1.4L·min^-1时 ,印染废水的脱色率为 93.5 %,连续操作 5d后 ,菌丝球的脱色能力没有下降 .     

定-转子反应器传热特性

采用蒸汽-水体系,在转子转速为400～1400 r·min^-1、水流量为0. 1～0. 5 m³·h^-1、蒸汽充足的实验条件下,研究了定-转子反应器(RSR)的传热特性,初步考察了操作参数对RSR液体分布的影响。实验结果表明：总传热系数随着转速的升高而增大,随着液量的增加而增大但增幅减小。小流量（0.1～0.3 m³·h^-1）与低转速（400 r·min^-1）时,温升不均,表明液体分布不均。最后采用因次分析法推导出定-转子反应器总传热系数关联式,且进行了统计检验,所得关联式与实验数据拟合较好。     

高海拔地区水力旋流器旋液分离过程CFD模拟与结构优化

针对氯化钾冷结晶器溢流液分离问题，提出使用水力旋流器进行固液分离。采用CFD数值模拟方法对水力旋流器的分离过程进行计算，研究在高海拔地区下水力旋流器筒径、溢流口直径、入口流速、锥角等因素对其流动特性和分离性能的影响。结果表明：筒径Dc=200 mm时分离效果最好；溢流口直径d0的增大会使分离效率与压降减小；增大入口流速会使分离效率先上升再下降，且压降随入口流速增大而增大；锥角α减小，水力旋流器分离效率增加并且压降减小，海拔高度的改变基本不改变水力旋流器的分离效率与压降。经分析可知：当Dc=200 mm、d0=56 mm、α=10°、入口流速为9 m/s时，粒径在20μm以上的颗粒分离效率可以达到80%以上，此时压降为0.26 MPa，整体性能最好。     

倒锥注气强化井下油水分离水力旋流器性能研究

为了进一步提高井下油水分离水力旋流器的分离性能,提出一种倒锥注气式井下油水分离水力旋流器结构,开展倒锥注气对油水分离性能影响研究。利用数值模拟和实验研究相结合的方法,对不同注气量、含油浓度、分流比、入口流量等操作参数下的流场分布特性和油水分离效率进行分析。结果表明,随着注气量的增加,分离效率呈现先升高后降低的趋势,当注气量为2.034 m³/d时,分离效率达到最大值98.52%;当水力旋流器的入口含油浓度为0.75%、分流比为40%、入口流量为5.4 m³/h时,可获得水力旋流器的最佳分离效率为99.51%,较注气前提高了1.11%。针对注气后的井下油水分离水力旋流器开展室内分离性能实验研究,数值模拟和实验结果呈现相同的变化趋势,验证了倒锥注气强化分离性能的可行性及数值模拟结果的准确性。     

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。     

除油旋流器内油滴粒径的分布

引　言随着油田水处理技术的发展 ,除油旋流器的使用越来越普遍 .油滴粒径是影响油水分离旋流器性能的一个重要因素 ,它直接影响到旋流器的分离效率及含油污水处理能力 ,防止油滴破碎是油水分离旋流器研究者们共同感兴趣的问题 ,本文研究了旋流器进口粒径变化与旋流器各段分离效率之间的关系以及进口流量、分流比等对旋流器各段边壁油滴粒径的影响 .1　实验装置实验流程如图 1所示 .清水由螺杆泵输送 ,通过螺杆泵可以调节旋流器的进口流量 .油由计量泵注入螺杆泵入口管线中 ,与水充分混合 ,通过调节计量泵的流量可以调节油水混合物的油含量 …     

CFD analysis of inlet chamber body profile effects on de-oiling hydrocyclone efficiency

In this study the effect of inlet chamber design on de-oiling hydrocyclone efficiency has been investigated numerically with the aim of minimizing the energy loss. To this aim, effects of four different inlet chamber designs (exponential, conical, quadratic polynomial body profile and standard design) on efficiency have been considered. Algebraic slip mixture model and Reynolds Stress Model (RSM) have been employed for prediction of multiphase flow behavior and simulation of turbulent flow through the cyclone respectively. The simulation results for efficiency of standard design demonstrate a proper agreement with reported experimental data. The results show that the separation efficiency can be improved approximately 8% using exponential body shape. The recirculation eddies that exists in the upper section prevents inward radial flow, consequently the efficiency reduces; the simulations illustrate that inlet chamber shape affects on the size of these eddies. More recirculation in hydrocyclone inlet chamber with quadratic polynomial body profile causes minimum separation efficiency.     

Experimental Study of a New Hydrocyclone for Multi-Density Particles Separation

Abstract

A new structure of hydrocyclone is designed to meet the demand of separating particles heavier or lighter than water simultaneously. Based on the conventional hydrocyclone, the structural modifications with a section in the middle and a volute chamber on the top of the hydrocyclone to accumulate the separated low density particles. Some factors that influence the separation efficiency of hydrocyclone were investigated in this paper. For the heavy phase, those influencing factors included the inlet flow rate and underflow split ratio. For the light one, different outlets for discharging the light phase were taken into account. The results show that there exists an optimum inlet flow rate for a series of underflow split ratios. The top outlet for separating light phase particles is better than the side outlet's.     

Numerical Analysis of Drops Coalescence and Breakage Effects on De-Oiling Hydrocyclone Performance

This work investigated the effects of breakage and coalescence on de-oiling hydrocyclone performance utilizing Computational Fluid Dynamics (CFD). It was found that an increase in the entrance flow rate with low entrance oil concentration not only did not increase the separation performance of the hydrocyclone but it also decreased the separation efficiency. On the contrary, the hydrocyclone performance was enhanced with increasing the inlet velocity. Furthermore, a comparison between the standard design and the conical inlet chamber design was drawn in terms of separation efficiency for low entrance oil concentration; the results depicted that the conical design had higher separation efficiency.     

甲烷水合物分解动力学

根据两种测量水合物分解动力学的方法———恒定分解压力法及压力变化法 ,采用气体水合物静力学实验装置测定了甲烷水合物的分解动力学数据 .由建立的分解动力学模型计算了甲烷水合物的分解速率 ,较好地拟合了所测得的实验数据 .实验数据验证了分解速率和水合物平衡压力下的逸度与实验压力下的逸度之差有关 ,计算的分解活化能为 73.3kJ·mol^-1(甲烷 ) .     

乙酸甲酯水解催化精馏过程催化剂包内的传质模型(Ⅱ)效率因子的测定与计算

建立了能较客观反映流体在催化剂包内流动状况的循环式间歇恒温反应装置 ,测定了不同催化剂包尺寸和不同液体喷淋密度下的乙酸甲酯水解宏观动力学和表观速率常数 ,估算了催化剂包内径向有效扩散系数约为 9× 10 ^-8m² ·s^-1。应用本文 (Ⅰ )报的传质模型计算了催化剂包效率因子 ,与实验结果吻合较好 ,其平均偏差为 3 2 % ,最大偏差为 13 7%。     

水力旋流器湍流场数值模拟

<正> 引言 水力旋流器作为一种简便、易行和高效率的分离、分级和离心沉降设备,已被广泛应用于化工、冶金、石油等众多工业领域中.以往的水力旋流器设计主要是根据大量物理模型试验得出的经验准数方程来求出旋流器的几何结构参数和操作参数.然而,随着水力旋流器应用范围的迅速扩大和人们对其分离(级)性能指标的要求日益提高,传统的按经验或半经验公式进行旋流器设计方法的局限性越来越明显,以及物模试验的耗时费钱,已促使人们开始采用数值模拟的方法,通过对旋流器内部流体运动的深入研究,弄清旋流器的分离机理,以便为提高水力旋流器的分离效率和分级准确度予以理论指导.本文采用了适于水力旋流器液相(水)流场的K-ε湍流数学模型,对水力旋流器内的湍流运动规律进行了数值模拟并根据激光实测结果对部分模型常数进行了修正.     

水力旋流冷氢箱的流体力学

根据流体旋流原理设计了水力旋流冷氢箱,并根据Froude数及机械能守恒方程确定了冷氢箱尺寸、引流管直径和圆锥管入口直径。考察了水力旋流冷氢箱的压降,且利用氧吸收法测量了液相体积传质系数,同时与水平旋转流动冷氢箱进行了比较,并用流体力学软件模拟了水力旋流冷氢箱的流线。研究表明,水力旋流冷氢箱相比于水平旋转流动冷氢箱,在降低压降的同时提高了传质效果。水力旋流冷氢箱在液量为10m3&#8226;h-1、气量为60m3&#8226;h-1下的液相体积传质系数达到了0.0256s-1,而压降低于20Kpa,模拟发现水力旋流冷氢箱内流体流线平均长度约为无旋流状态下的4倍,因此具有良好的气液混合效果。     

汽油电化学催化氧化脱硫

采用一种新型的电化学催化氧化方法,研究了在碱性电解体系中汽油脱硫的规律.结果表明：在碱性电解体系中汽油电解催化氧化脱硫的理论分解电压范围为0.5～1.5 V;适宜的电解条件为：分解电压1.90 V,碱液浓度1.0 mol·L^-1,油/电解液进料体积比1/3,搅拌速度300 r·min^-1,适宜温度50℃,电流密度155 mA·cm^-2,进料流速200 ml·min^-1.在此条件下油品硫含量从310 μg·g^-1下降到120 μg·g^-1左右,且对油品的主要性质没有影响.     

基于粒子图像测速技术的流浆箱阶梯扩散器性能试验

采用粒子图像测速(PIV)系统对两种出口段型式阶梯扩散器的内流场进行了测试,得到了多种流量工况下阶梯扩散器轴向水平截面的速度分布、阻力损失及阶扩处空化等情况。测试结果表明,入口浆速为8～24m.s-1时,出口段横向速度分布在长径比为3～5时达到均匀,随后圆管出口段横向速度分布再由均匀发展到不均匀,而方管出口段的横向速度在达到均布后,后续流动没有明显不均匀的横向速度分布。入口浆速越大,对纤维的解絮越有利,但随着入口浆速的增大,流动阻力急剧增加,阶扩处空化区域增大,故在纤维充分分散的前提下,入口浆速以不超过空化的临界浆速为宜。研究表明,方管出口阶梯扩散器更适用于高速纸机,适当高的浆速和合适的形状尺寸是获得定量均匀、匀度好纸张的保证。