泥液浓缩用分离装置结构设计与优化

发布时间：2019-07-24 06:34

【摘要】：在油田开发过程中,对于如何更加有效的处理含油污泥,减少其对环境造成的污染一直困扰着各大油田。究其原因,含油污泥中的泥粒径细小,其密度与水密度相近等因素,一直是处理技术需要解决的疑难问题。而在实际操作过程中,旋流器作为处理含油污泥的重要装置,提高其处理效率对于优化油田环境起到重要作用。为此,本文针对含油水的细颗粒污泥,在原有分离装置模型的基础上,设计与优化出能够高效分离细颗粒污泥的双锥分离装置。利用计算流体力学Fluent软件对泥液浓缩用分离装置的初始结构进行仿真计算,并对分离装置腔内的切向速度以及轴向速度进行观察分析,针对其结构的不足达到结构的优化。根据正交试验法,对泥液浓缩用分离装置的各结构参数完成结构优选,通过对正交试验结果的直观分析得出,试验9号为整体试验组中的较优结构,根据各因素指标变化的曲线图,分析得出优选结构,并将优选结构与试验9号进行对比分析,最终得到两者的较优结构。并且,通过对比初始结构和优选结构发现,优选结构无论从固相或液相体积分数分布云图、分离效率,以及压力降来看,均优于初始结构。在优化后的结构基础上,对泥液浓缩用分离装置的分流比和处理量进行仿真计算,确定分离装置的最终操作参数。最后进行室内实验设计得到操作参数明确的高效泥液浓缩用分离装置。并增加电絮凝装置,为旋流分离的可靠运行提供保障。最终为检验泥液浓缩用分离工艺在实际现场应用的可行性,设计出一套针对泥液浓缩的撬装污泥处理装置。
【图文】：

图 2.1 显示了一种新型的固-液双锥旋流器的结构简图。图 2.1 新型固-液双锥旋流器结构简图2.1.2 分离单体的分离原理当混合性介质从切向入口进入到分离单体腔内之后，它在分离单体腔内做剧烈的旋转运动，形成了较强的涡流。在之后继续不停的混合性介质的推动下，分离单体内涡流区中的混合性介质旋转向下运动，涡流区的运动轨迹呈螺旋状。当混合性介质的旋转向下流经圆锥段时，分离单体内径慢慢减小，，混合性介质的转速也相对的较快。因介质在单体腔内做涡旋运动，沿径向方向的压力分布不均匀，轴向压力几乎为零，因此在中心处的压力很低，越靠近分离单体的器壁压力越高。分离单体顶部设有溢流口，其中的含油污泥液体在分离单体腔体中进行高速旋流运动，含油污泥的泥相细颗粒污泥与水和油组成的介质均在离心力的影响下产生相应的运动方向。因为这几种介质的密度差不一致，使得其各自发生离心力也不同，其中，轻质相的油以及与油相混合的少量粒径微小的固相介质靠近轴向的低压区移动，在内部中心处驱使内涡流汇聚在轴线的周边，一路螺旋向上做着螺旋轨迹，最后螺旋至溢流口，并排出溢流口。混合介质中的泥相粒子同样受

图 2.2 新型固-液双锥旋流器入口结构简图是一个重要参数，在入口处压力保持一致的情寸会加大旋流器的处理量，但同时使得分离粒径，一般取 du=（1~2）di，本文中的模型定为及生产要求均说明，泥液浓缩用分离单体的底主要要素之一。对于处理含油水污泥的泥液浓很多，因此，底流口大小也应小于溢流口大小处浓度不断变大，从而使分离颗粒粒径变大，尺寸和溢流口处尺寸直径比值（do/du）,通常其力旋流器性能影响的重要参数。因此，本文对=10mm。离单体锥体部分的设计，锥段内部的器壁均为段是固-液两相的重要分离区，本次设计上部切向速度；下部锥段设计成小锥角，可以有效
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE93;X741

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本文编号：2518457