离心分离法的主要机理是运用离心力代替重力,实现两相或多相的分离任务.而按照发生离心力的方式不同.又可分为水力旋流技术和螺旋管技术等.其中水力旋流技术,是通过流动或机械引起的转动而将离心力赋r不相溶的两种介质而使其分离的一种技术.其主要分离设备依赖水力旋流器.而离心力是使颗粒产生沉降的主要动力,其大小为
式中的离心加速度rw²代替了重力沉降中的重力加速度g来描述颗粒的沉降特性。应当注意,离心加速度是沿半径:方向作用的,而且是:的函数,通常,油水的离心分离需要在旋流器内进行.在旋流器内,流体的运动是复杂的三维旋转运动,流体的这种旋转运动也称为旋涡运动.旋流器内流体混合液的分离过程,就是流体旋涡产生、发展和消散的过程.
国际上利用水力旋流器进行油水分离兴起于20世纪的80年代,而国内油田于20世纪90年代初开始引进水力旋流器并用于油水分离.由于离心分离可大大提高颗粒沉降度,对于两相密度差较小和分散颗粒直径较小的混合液,均有较好的分离效果.图4为液一液水力旋流器结构示意图,主要由旋流器入口、柱段、锥段、底流口和溢流口组成.水力旋流器分离原理及过程为:待分离油水混合液通过切向入口进入旋流器体,形成高速旋转流场,利用油水之间的密度差异,重质相水被甩向边壁,螺旋向下运动并从底流口流出,而轻质相油则在旋流器中心附近形成油核,从上部的溢流口流出,从而达到油水分离的目的.水力旋流器具有体积小、重量轻、分离效率高、无运动部件、易于维护等优点,是近年来陆上和海上油田重点推广应用的油水分离设备,但水力旋流器也存在对几何结构参数敏感,如果参数设计不当,旋流器内强旋流场容易使油滴破碎乳化而恶化分离过程.同时,水力旋流器对来液流量和性质要求相对稳定、通用性差、自控水平要求高等缺点.
另外一种螺旋管分离技术可追溯于人们最初对于高效换热的需求.但随着对其深入研究,发现螺旋管中油水由于密度差的原因,在旋转流动过程中具有相分布不均等特点,因此可将螺旋管用来进行高含水的油水分离。基本原理是油水混合液在螺旋管流动过程中受离心力作用使密度较大的水相移向螺旋管的外侧,密度较小的油相移向螺旋管的内侧,流动状态稳定后,在螺旋管外侧壁面开凿小孔将水相放出,进而达到油水分离的目的(如图5所示).螺旋管型分离器具有占地面积小、处理速度快、分离效率高等优势,但是螺旋管道分离器具有压降大、处理量低等缺点阻碍了其大范围的工业化应用。
声明:
1、本文系本网编辑转载,并不代表本网站赞同其观点及对其真实性进行负责、考证。
2、如本文涉及其作品内容、版权和其它问题,请在30日内与本网联系,我们将在第一时间进行相应处理!