管式静电旋流分离器的设计及内部流场研究

论文摘要

静电聚结与旋流分离相结合可以提高油水乳化液的分离效率,有效减少油水分离设备的占地面积。但现有静电聚结旋流分离器方面的研究文献均未关注水出口的含油量,同时缺少对分离器的具体结构参数设计。为此,提出了一种新型结构的管式静电旋流分离器。该分离器采用切向入口+等螺距螺旋叶片+向前型母线椭圆形叶片的多次起旋结构;依据油水乳化液中分散相粒径值和原紧凑型静电聚结器达到一定聚结效果的电场停留时间,初步确定了分离器的主体结构尺寸;在此基础上对简化后主体流道的内部流场进行了CFD数值模拟,分析了起旋叶片级数、分流比、入口流量及分散相水滴粒径对分离性能的影响。研究结果表明:对于含水体积分数为30%的油水乳化液,当分散相粒径为150μm、流量为4. 5 m3/h、分流比为0. 1时,分离器水出口含油体积分数小于0. 1%,分离效率达99. 3%。管式静电旋流分离器可多次发挥静电聚结和旋流分离的作用,大幅提高分离性能,实现水出口含油量和油出口含水量的双向指标控制。

论文目录

• 0 引言
• 1 技术分析
•   1.1 结构
•   1.2 工作原理
•   1.3 主体管道结构设计
• 2 管式旋流器流场数值模拟
•   2.1 物理模型
•   2.2 边界条件与网格独立性验证
• 3 结果分析讨论
•   3.1 起旋叶片对内部流场的影响
•   3.2 分流比对分离性能的影响
•   3.3 入口流量对分离性能的影响
•   3.4 水滴粒径对分离性能的影响
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 潘威丞,陈家庆,姬宜朋,王春升,尚超,张明

关键词: 静电聚结,旋流分离器,油水乳化液,数值模拟,内部流场,分离性能

来源: 石油机械 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 北京化工大学机电工程学院,北京石油化工学院机械工程学院,深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室,中海油研究总院工程研究设计院

基金: “十三五”国家科技重大专项之子课题“高效原油脱水处理技术研究”(2017ZX05032005-002),北京市高水平创新团队建设计划项目(IDHT20170507)

分类号: TE96

DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.11.012

页码: 74-80

总页数: 7

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