目前國內(nèi)外含油污水處理方法仍然以重力分離技術為主。其工作原理是依靠重力使油水混合物在一定停留時間內(nèi)靜置分層,分離過程簡單。但重力分離技術占地面積大、分離效率低。隨著含油污水處理量的逐年增加,重力沉降油水分離設備難以適應油田發(fā)展需求的矛盾越來越突出。因此,利用旋轉流場產(chǎn)生幾百倍乃至上千倍重力加速度的離心分離設備受到關注,水力旋流器是一種具有體積小、分離效率高以及結構緊湊等優(yōu)點的離心分離設備,在油水分離領域應用前景廣闊。本文在對切向入口和軸向入口水力旋流器進行充分認識的基礎上,設計了一款額定處理量為1m3/h的混流式水力旋流器。首先,借助CFD數(shù)值模擬的手段探究了入口流量、分流比等操作參數(shù)對油水兩相分離性能的影響趨勢,并分析了其內(nèi)部時均速度場分布以及切向速度的脈動頻率。其次,為比較混流式水力旋流器與軸向水力旋流器在不同操作參數(shù)下的分離性能,加工并搭建了水力旋流器油水分離性能測試裝置,實驗過程中主要研究了入口流量、分流比以及含油濃度對分離性能的影響。正交實驗結果表明,入口流量為1m3/h,含油濃度為10000ppm,分流比為9%的工況下,混流式水力旋流器的分離性能最佳,除油效率達95.7%。... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

切向水力旋流器結構

圖１－２雙入口水力旋流器結構示意圖??Ｆｉｇ．１－２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｏｕｂｌｅ?ｉｎｌｅｔ?ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ??上世紀９０年代，美國阿莫科公司推出了一款單錐型切向水力旋流器，如圖１－３所??示，并對影響分離效率的各類參數(shù)進行了歸納整理［１１］。此外，根據(jù)相關研究結果，阿??莫科公司推出了三種規(guī)格的單錐型水力旋流器，其最小分離的粒徑達到１０ｐｍ?［１２］。??１．２．１．１切向入口水力旋流器分離性能的研究??自切向入口水力旋流器應用于油水兩相分離以來，國內(nèi)外相關領域的學者從不同??角度對其展開了諸多研宄。除英國南安普頓大學Ｍ．Ｔ．Ｔｈｅｗ等人先期開展的實驗研究??之外，美國圖爾薩大學ＣａｒｌｏｓＧｏｍｅｚ與ＪｕａｎＣａｌｄｅｎｔｅｙ、新加坡國立大學的ＥｌｄｉｎＷｅｅ、??挪威斯塔萬格大學的Ｔｒｙｇｖｅ?Ｈｕｓｖｅｇ和Ｏｄｉｌｅ?Ｒａｍｂｅａｕ、巴西國家石油公司研發(fā)中心、??加拿大國家能源研宄中心的Ｈａｓｈｍｉ等均對切向入口水力旋流器進行了油水分離性能??的實驗研究［１３＿１６］。國內(nèi)對于切向入口水力旋流器的實驗研究起步較晚，其中東北石油??大學的蔣明虎、趙立新等人于上世紀９０年代率先開展了切向入口水力旋流器分離性??能的實驗研宄。近十余年來，中國石油大學（華東）馮叔初等人、四川大學褚良銀也??對切向入口水力旋流器的油水分離性能進行了相應的實驗研宄。此外，國內(nèi)相關研究??人員還利用數(shù)值模擬手段探宄了結構參數(shù)與操作參數(shù)對于切向入口水力旋流器分離??性能的影響規(guī)律。??（１）切向入口水力旋流器分離性能的實驗研究??２００６年

葡Ｉ卜??ｉ￡Ａ?空氣??穴油污水?Ｉ注入化學蒔劑底淹??圖１－３離心式浮選裝置的實驗流程圖??Ｆｉｇ．１－３?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ?ｆｌｏａｔａｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ??２００７年，挪威斯塔萬格大學的Ｔｒｙｇｖｅ?Ｈｕｓｖｅｇ［１４］等人對入口流量變化時除油型水??力旋流器的分離性能進行了實驗研究，實驗系統(tǒng)如圖１－４所示。實驗過程中，油水兩??相經(jīng)剪切泵充分混合后進入切向入口水力旋流器，經(jīng)旋流場作用分離后，油相沿軸線??從溢流口排出，水相則沿旋流器壁從底流口排出。實驗裝置的入口流量通過引入旁路??來控制。通過進出口壓力傳感器組成的壓差控制系統(tǒng)來調節(jié)水力旋流器的分流比。實??驗結果表明，流量增加雖然縮短了水力旋流器的水力停留時間，但是使得油相獲得更??大的離心力，進而使除油效果提升；除油效率隨分流比的上升而表現(xiàn)為先增大后趨于??平穩(wěn)的趨勢。??ｒ－令卜５－??水泵?剪切泵?ｉ??＃單向閥＿旁路１另?＾??油—｜?Ｖ?播空罐??油菜?４取樣口丨??ｊ???ｊ??ｌｉ?—１?ｂ－Ｑ－—］——４—：??＾?＾（｜＞?－－ｒ?１?此??ｓｅｎｘ－＾?ａ?

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]油井產(chǎn)出液預脫水用新型水力旋流器的設計與特性研究[D]. 熊思.北京石油化工學院 2015



本文編號：2959857