气携式水力旋流器实验及应用基础研究

论文摘要

气携式液-液水力旋流器是在常规液-液水力旋流器的基础上开发的一种新型高效的离心分离设备。它具有体积小、处理能力大、有效浮选粒度下限小以及浮选速度快等优点。本文首先通过机理分析和实验研究的方法对气携式液-液水力旋流器的分离机理及分离特性进行了研究。通过数值模拟优选出了气携式液-液水力旋流器的入口面积、溢流口直径、溢流管伸入长度等,并对优选出的最优参数进行了实验验证。对单点注气、大锥段注气和小锥段注气进行对比,优选出了较为合适的注气方式——小锥段注气,并且针对小锥段研究了分流比、流量和注气量对分离性能的影响。通过油田现场试验对室内实验优选出的结构参数和试验参数做进一步的验证,说明注气可以改善旋流器对含聚污水的处理效果。证明了气携式液-液水力旋流器确实能够适应现场复杂的工况,对于高含聚含油污水具有一定的处理能力。通过开展水力旋流器工艺系统可靠性分析,分析了改善系统可靠性的措施。本文工作为进一步研究气携式液-液水力旋流器的分离机理、分离特性及结构优化设计提供一定的理论和经验,为水力旋流器及其工作系统的应用奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 绪论
• （一） 旋流分离技术简介
• （二） 气携式水力旋流器的研究进展
• （三） 水力旋流器的理论研究方法
• （四） 论文内容
• （五） 论文的意义及应用价值
• 第一章 水力旋流器的特征参数和分离原理
• 1.1 液-液水力旋流器的特征参数
• 1.1.1 处理量
• 1.1.2 分流比
• 1.1.3 分离效率
• 1.1.4 压力降
• 1.1.5 压降比
• 1.2 液-液水力旋流器的结构及分离原理
• 1.3 气携式液-液水力旋流器的分离原理
• 1.3.1 结构
• 1.3.2 分离原理
• 1.4 本章小结
• 第二章 旋流器单体优化
• 2.1 湍流模型
• 2.1.1 湍流模型的选取
• 2.1.2 雷诺应力模型
• 2.2 网格划分
• 2.3 离散格式及压力插补的选取
• 2.3.1 离散格式的选取
• 2.3.2 压力插补的选取
• 2.4 介质物性参数、数值解法及边界条件
• 2.4.1 介质物性参数
• 2.4.2 数值解法
• 2.4.3 边界条件
• 2.5 模拟结果分析
• 2.5.1 改变入口面积
• 2.5.2 改变溢流管伸入长度
• 2.5.3 改变溢流管直径
• 2.6 本章小结
• 第三章 室内实验研究
• 3.1 室内实验样机及工艺
• 3.1.1 实验系统工艺流程
• 3.1.2 实验工艺系统的组成
• 3.1.3 实验样机
• 3.1.4 实验物料
• 3.1.5 含油浓度的测定
• 3.2 未注气旋流单体实验
• 3.2.1 入口面积对分离效率的影响
• 3.2.2 溢流管伸入长度对分离效率的影响
• 3.2.3 溢流口直径对分离效率的影响
• 3.3 空气压缩机注气实验
• 3.3.1 单点注气
• 3.3.2 微孔注气
• 3.3.3 小锥段微孔分段注气
• 3.4 本章小结
• 第四章 油田现场试验研究
• 4.1 油田现场试验目的及意义
• 4.2 现场试验方法及试验样机
• 4.2.1 试验方法
• 4.2.2 实验样机
• 4.2.3 试验物料
• 4.3 现场试验系统工艺流程
• 4.4 现场试验系统可靠性分析模型
• 4.4.1 系统可靠性模型的建立
• 4.4.2 系统可靠性度量指标
• 4.4.3 旋流分离系统的可靠性分析
• 4.4.4 可靠性分配方法的选择
• 4.4.5 改善系统可靠性的措施
• 4.5 现场注气试验
• 4.5.1 大、小锥段注气对比
• 4.5.2 小锥段注气
• 4.5.3 微孔管分析
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要