發(fā)布時間：2020-04-03 03:39

【摘要】：天然氣水合物資源的開采及利用已成為全世界科技創(chuàng)新的前沿,我國針對海洋弱膠結(jié)、非成巖水合物的試采工程,以固態(tài)流化技術(shù)開采出的非成巖天然氣水合物,經(jīng)過可控工藝流程傳輸至海面平臺進行處理,傳統(tǒng)的靜態(tài)水力旋流器等分離設(shè)備在處理天然氣水合物漿體時存在諸多不足的地方。動態(tài)水力旋流器是在技術(shù)相對完善的靜態(tài)水力旋流器研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,具有更高的分離性能。本文使用AutoCAD軟件建立動態(tài)水力旋流器幾何模型,采用ICEM CFD軟件劃分網(wǎng)格并在FLUENT中對動態(tài)水力旋流器流場進行仿真模擬研究�；诙嘞嗔骰旌衔锬Ｐ�,根據(jù)強旋流場各向異性的特點,選擇采用雷諾應(yīng)力湍流模型(RSM)和單參考系模型(SRF)建立動態(tài)水力旋流器內(nèi)部流場數(shù)學(xué)模型。通過計算得到了動態(tài)水力旋流器內(nèi)部流場分布情況,包括速度場、壓力場、密度分布和各相體積分數(shù)分布的情況,同時經(jīng)過分析討論揭示了切向速度、軸向速度、徑向速度、壓力分布、密度分布和各相體積分數(shù)分布規(guī)律及其對動態(tài)水力旋流器分離效率的影響規(guī)律。研究了動態(tài)水力旋流器關(guān)鍵結(jié)構(gòu),長徑比、旋轉(zhuǎn)柵葉片長度、旋轉(zhuǎn)柵葉片數(shù)、溢流口直徑和溢流管插入深度對旋流器分離性能的影響,結(jié)果表明,長徑比的增大,分離效率會出現(xiàn)明顯的出現(xiàn)先增高后降低的趨勢;旋轉(zhuǎn)柵葉片長度和旋轉(zhuǎn)柵葉片數(shù)的增加,分離效率先增大后減小,但整體變化幅度不大;溢流口直徑的增大,分離效率相應(yīng)提高;溢流管插入深度對分離效率的影響整體變化較小。通過正交試驗方案得到各個結(jié)構(gòu)參數(shù)對分離效率影響主次關(guān)系為:溢流口直徑、旋轉(zhuǎn)柵葉片數(shù)、溢流管插入深度、旋轉(zhuǎn)柵葉片長度和長徑比。依據(jù)以上分析優(yōu)選出了分離效率最大的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合�？疾炝藙討B(tài)水力旋流器轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速、入口固相顆粒直徑、入口流量、泥砂體積分數(shù)和天然氣水合物體積分數(shù)這五個工藝參數(shù)對動態(tài)水力旋流器分離性能的影響作用。結(jié)果表明,轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速越大,分離效率越高;入口固相顆粒直徑一定程度的增大,分離效率相應(yīng)提高;入口流量的增加,分離效率先略微增大隨后減小;入口泥砂體積分數(shù)的增多并在達到一定值的時候,分離效率出現(xiàn)大幅下降的情況;入口天然氣水合物體積分數(shù)的增多,分離效率同時減小。
【圖文】：

邐動態(tài)水力旋流器對天然氣水合物漿體分離仿真研究邐逡逑礦藏中獲取天然氣水合物漿體混合物，然后舉升至海面平臺進行處理，整個開采過程有污染小、次生災(zāi)害小和分解過程可控等優(yōu)勢［８４］。逡逑“天然氣水合物漿體分離”這一名詞，出現(xiàn)于我國周守為等人提出的海洋天然氣合物固態(tài)流化開采技術(shù)中，在此之前，世界上公認的對海洋天然氣水合物的試采方法要為熱激發(fā)開采法、降壓開采法、化學(xué)試劑注入開采法和二氧化碳置換法等，而這些方逡逑法的最終目的都是在海底天然氣水合物礦藏中直接分解出天然氣，進行收集傳輸至海平臺后續(xù)處理。逡逑固態(tài)流化開采技術(shù)是針對海洋淺層非成巖水合物開發(fā)的革命性技術(shù)，其基本開采程如圖１－２和圖１－３所示。逡逑

因此在整個工藝流程中天然氣水合物漿體的分離是很關(guān)鍵的－步。針對海洋天然氣逡逑水合物固態(tài)流化開采技術(shù)，呂斌ｎｌ］設(shè)計丫一種海底預(yù)分離工藝并使用靜態(tài)水力旋流器對逡逑天然氣水合物漿體進行分離，如圖１－４所示，其工藝流程是將海底機械采掘并流化后的逡逑天然氣水合物漿體泵送到海底篩分裝置進行篩分處理，將篩分處理后得到的大固體顆粒逡逑輸送至海底破碎裝置進行機械破碎處理，將破碎處理后的天然氣水合物漿體再次篩分，，逡逑根據(jù)實際情況多次循環(huán)處理，最終將分離得到的泥砂進行海底Q嬏�，将含杂质较少的天辶x先黃銜锝迨淥橢梁Ｃ嫫教ń瀉蟠恚餛渲興褂玫氖薔蔡π髕髯魑皺義俠胩烊黃銜锝宓畝嘞嚳擲肷璞�。辶x希卞澹邋澹

本文編號：2612878