含油污水处理用混流式水力旋流器的结构设计与实验研究

发布时间：2021-01-06 03:34

　　目前国内外含油污水处理方法仍然以重力分离技术为主。其工作原理是依靠重力使油水混合物在一定停留时间内静置分层,分离过程简单。但重力分离技术占地面积大、分离效率低。随着含油污水处理量的逐年增加,重力沉降油水分离设备难以适应油田发展需求的矛盾越来越突出。因此,利用旋转流场产生几百倍乃至上千倍重力加速度的离心分离设备受到关注,水力旋流器是一种具有体积小、分离效率高以及结构紧凑等优点的离心分离设备,在油水分离领域应用前景广阔。本文在对切向入口和轴向入口水力旋流器进行充分认识的基础上,设计了一款额定处理量为1m3/h的混流式水力旋流器。首先,借助CFD数值模拟的手段探究了入口流量、分流比等操作参数对油水两相分离性能的影响趋势,并分析了其内部时均速度场分布以及切向速度的脉动频率。其次,为比较混流式水力旋流器与轴向水力旋流器在不同操作参数下的分离性能,加工并搭建了水力旋流器油水分离性能测试装置,实验过程中主要研究了入口流量、分流比以及含油浓度对分离性能的影响。正交实验结果表明,入口流量为1m3/h,含油浓度为10000ppm,分流比为9%的工况下,混流式水力旋流器的分离性能最佳,除油效率达95.7%。... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

切向水力旋流器结构

图１－２双入口水力旋流器结构示意图??Ｆｉｇ．１－２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｏｕｂｌｅ?ｉｎｌｅｔ?ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ??上世纪９０年代，美国阿莫科公司推出了一款单锥型切向水力旋流器，如图１－３所??示，并对影响分离效率的各类参数进行了归纳整理［１１］。此外，根据相关研究结果，阿??莫科公司推出了三种规格的单锥型水力旋流器，其最小分离的粒径达到１０ｐｍ?［１２］。??１．２．１．１切向入口水力旋流器分离性能的研究??自切向入口水力旋流器应用于油水两相分离以来，国内外相关领域的学者从不同??角度对其展开了诸多研宄。除英国南安普顿大学Ｍ．Ｔ．Ｔｈｅｗ等人先期开展的实验研究??之外，美国图尔萨大学ＣａｒｌｏｓＧｏｍｅｚ与ＪｕａｎＣａｌｄｅｎｔｅｙ、新加坡国立大学的ＥｌｄｉｎＷｅｅ、??挪威斯塔万格大学的Ｔｒｙｇｖｅ?Ｈｕｓｖｅｇ和Ｏｄｉｌｅ?Ｒａｍｂｅａｕ、巴西国家石油公司研发中心、??加拿大国家能源研宄中心的Ｈａｓｈｍｉ等均对切向入口水力旋流器进行了油水分离性能??的实验研究［１３＿１６］。国内对于切向入口水力旋流器的实验研究起步较晚，其中东北石油??大学的蒋明虎、赵立新等人于上世纪９０年代率先开展了切向入口水力旋流器分离性??能的实验研宄。近十余年来，中国石油大学（华东）冯叔初等人、四川大学褚良银也??对切向入口水力旋流器的油水分离性能进行了相应的实验研宄。此外，国内相关研究??人员还利用数值模拟手段探宄了结构参数与操作参数对于切向入口水力旋流器分离??性能的影响规律。??（１）切向入口水力旋流器分离性能的实验研究??２００６年

葡Ｉ卜??ｉ￡Ａ?空气??穴油污水?Ｉ注入化学莳剂底淹??图１－３离心式浮选装置的实验流程图??Ｆｉｇ．１－３?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ?ｆｌｏａｔａｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ??２００７年，挪威斯塔万格大学的Ｔｒｙｇｖｅ?Ｈｕｓｖｅｇ［１４］等人对入口流量变化时除油型水??力旋流器的分离性能进行了实验研究，实验系统如图１－４所示。实验过程中，油水两??相经剪切泵充分混合后进入切向入口水力旋流器，经旋流场作用分离后，油相沿轴线??从溢流口排出，水相则沿旋流器壁从底流口排出。实验装置的入口流量通过引入旁路??来控制。通过进出口压力传感器组成的压差控制系统来调节水力旋流器的分流比。实??验结果表明，流量增加虽然缩短了水力旋流器的水力停留时间，但是使得油相获得更??大的离心力，进而使除油效果提升；除油效率随分流比的上升而表现为先增大后趋于??平稳的趋势。??ｒ－令卜５－??水泵?剪切泵?ｉ??＃单向阀＿旁路１另?＾??油—｜?Ｖ?播空罐??油菜?４取样口丨??ｊ???ｊ??ｌｉ?—１?ｂ－Ｑ－—］——４—：??＾?＾（｜＞?－－ｒ?１?此??ｓｅｎｘ－＾?ａ?

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2959857