PDF《旋流油水分离器》

旋流油水分离器

一、概述 进入

20 世纪

80 年代以来,油田地面分离技术进入重大技术发展时期.

这类设备主 要以静态旋流油水分离器和动态旋流油水分离器为典型代表,因其体积小、处理时间短, 因而日益引起国际石油工程技术界的广泛关注.一方面各石油生产厂商竞相在工程中采 用该技术,另一方面有关科研部门也在致力于这一技术的开发研究.十多年来的科学研 究及工程实际应用结果表明,旋流分离技术作为一种高效分离技术,由于其突出的优势, 适用场合并不仅仅局限于污水除油处理方面,如同重力分离技术一样,在原油脱气、脱水、除砂、除颗粒以及气体、原油、污水净化和污泥脱水等方面都存在着技术经济上的 可行性和工程应用的广阔前景.旋流油水分离器广泛适用于原油脱水,含油污水处理, 亦可用于化工、机械、炼油、轮船、海洋平台及环保行业的含有污水处理和存在比正差 的液液分离场合,高浓度时可二级串联使用.

二、工作原理 旋流油水分离器是一种应用非常广泛的非均相混合物分离设备.旋流油水分离器 工作的基本原理是将具有一定密度差的液―液、液―固、液―气、气―固等两相或多相 混合物以一定的压力(或初速度)有切向进料口进入旋流油水分离器内部,流体的压力能 转为流体的动能在旋流器内部做高速的旋转运动,流体在运动过程中产生很强的离心力 场,使混合物中密度(或直径)较大的组分(粗相)在离心力的作用下,在旋转运动的同时 向下、向外运动,最终形成外旋流以底流的形式从底流口排出;

而密度(或直径)较小的组 分(轻相)在旋转运动的同时向内、向上运移,最终形成内旋流以溢流的形式经溢流口排 出,从而完成分离任务. 含油污水沿切线方向进入圆筒涡旋段后形成旋流,进入缩径段后由于截面的改变, 使流速增大形成螺旋流态,由于油和水的密度差,水附着于旋流管壁而油滴向中心移动. 流体进入细锥段后,截面不断缩小,流速继续增加,离心力也随着增大,小油滴被挤入 锥管中心聚合形成油心,在净化水沿着旋流管壁呈螺旋线向前流动的同时,低压区的油 芯向后流动并从溢流口排出,而净化水则由集水腔流出,从而完成了油水分离. 旋流油水分离器靠两种不相溶液体的比重差,主要用于去除水中80%以上的非乳化 油.旋流油水分离器的关键部件旋流管由分配口、旋流腔、收缩腔、尾锥、尾管、底流 口、溢流口等部分组成.油水混合液由旋流腔上的分配口进入旋流管,在一定的压差条 件下,形成螺旋流动.经收缩腔、尾锥两级收缩,使流体增速并在旋流管内形成一个稳 定的离心力场.根据斯托克斯(stokes)定律,油水混合液中重相水在强大离心力作用下被 抛向旋流管内壁呈螺旋态从底流口排出,轻相油则向旋流管的中心聚集形成油芯,从溢 流口排出,实现油水分离.该离心场产生离心加速度为2000g,因此油水在几秒内可实现 分离.可以手动操作,也可以自动控制. 除油效果在原来的基础上进一步提高,进水的压力能够尽可能转化成离心力,提高 油水分离效果.含油污水通过水入口进入旋流式油水分离器,分配到容器内的每个旋流 子上,形成旋流,在离心力的作用下,实现油水分离,分离后的水从水口排出,油从油 出口排出. 进出口压差和流量 曲线方程