充气水力旋流器用于油水分离的试验研究潘利祥

潘利祥　孙国刚()　　研究了充气量、进料量、分流比以及底流出口压力等主要操作参数对充气水力旋流器分离效率影响的规律,得出了较好的工况点;与相同结构参数的未充气旋流器的分离性能进行了对比,结果表明,充气旋流器能明显改善油水分离条件,具有较宽的操作弹性和较高的分离效率;同时用库尔特粒径分析仪分别测定了它们进口和底流口油滴的粒径分布,发现在旋流器中充入空气,强化了气浮,能够进一步分离更细粒径的油滴。　充气水力旋流器　油水分离　气浮　分离效率　粒径分布　TQ051.8+4　　　　A　　　　0254-6094(2004)05-0259-05dp———;F———;pi———,kPa;po———,kPa;pu———,kPa;Qi———,m3/h;u———,m/s;α———,m/s2;η———;μ———,Pa·s;ρo———,kg/m3;ρw———,kg/m3。　　,、,,。,[1]。、、,,、、。,[2～5]———(ASH)。,,。70mm、、,,,。1　1。,(,2mm),,,。,,。图1　充气旋流器结构示意图25931　5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,,1970,。,102249。,,,,。,,,,,,,,,,。,,。,,。2　2。,,,,。,,。,。图2　试验装置及流程示意图1———;　　　2———;　　3———;4———;　　　5———;　　6———;7———;　　　8———;9———;10———;　　　11———;　12———;13———;　　14———　　YB752;Z,、。(),,1～200μm,0.001μm。3　3.1　()3。3,,,8.5%。:;。图3　气液比对分离效率的影响,,,,3%,,,88%,;,,,,,8.5%,89%,,,,,,。,:3%;8.5%,。3.2　4,,,,5m3/h(4.85m3/h,5.25m3/h)260　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2004,。,,。图4　进料流量对分离效率的影响(Stokes),(NSF),Rp:Rp=3πμudp(1)F:F=πd3p(ρw-ρ0)α/6(2),(NSF):NSF=πd3p(ρw-ρ0)α/6-3πμudp(3)(3),、,,,,,,5m3/h。,(,,———);,,,,。,,。,,,,。,。:4.85m3/h,5.25m3/h,,。3.3　5。,F=0.056,;F=0.06,(F=0.06～0.09),,。图5　分流比F对分离效率的影响,,,F。,,,,;,,,,。,,,[6][7]。3.4　6。26131　5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图6　底流出口压力对分离效率的影响6,,,90kPa,90%,。90kPa,;90kPa,。,,,,,,,。,,,。,。3.5　、Qi=5.25m3/h,F=0.06,pu=90kPa,G/L=8.5%,、。,,。7,21.66μm,0.8μm;8,11.34μm,0.5μm(,21.6μm,12.9μm)。,,12.9μm11.34μm。图7　充气旋流器进口油滴粒径分布图8　充气旋流器底流口油滴粒径分布,,20μm,,8%。,,,。ColmanThew[8],,12μm。,,、,,。4　4.1　()、、,:F=0.06,Qi=5.25m3/h,pu=90kPa,L/G=8.5%,90%,。4.2　。F=262　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　20040.056,F,;F=0.06,F=0.06～0.09,。、,。4.3　。21.6μm,11.34μm、12.9μm。,,,。4.4　、、()、,,,。1　,,..,2003,30(5):306～3112　USPatent4279743.Air-SpargedHydrocycloneandMethod3　MillerJD,HupkaJ.FlowCharacteristicsandFrothPhaseFeaturesinAir-SpargedHydrocyclone.Filtration&Separa-tion,1983,20(3):279～2924　BeebyJP,NicolSK.ConcentrationofOil-in-WaterEmulsionUsingtheAir-SpargedHydrocyclone.Filtration&Separation,1993,30(2):141～1485　,..,1996,5(3):94～996　,,..,1994,23(3):20～237　MillerJD,UpadrashtaKR,KinnebergDJetal.Fluid-FlowPhenomenaintheAir-SpargedHydrocyclone.ProceedingsofXVInternationalMineralProcessingCongress.1985.87～998　ColmanDA,ThewMT.TheConceptofHydrocyclonesforSeparatingLightDispersionsandaComparisonofFieldDataWithLaboratoryWork.Bath.England:2ndInternationalCon-ferenceonHydrocyclones,1984(:2004-03-24,:2004-06-23)ExperimentalInvestigationsontheAir-SpargedHydrocyclonesforOil-WaterSeparationPANLixiang,SUNGuogang(UniversityofPetroleum,Beijing,102249,China)Abstract　Themajoroperatingparameters,suchasair-spargedflow,feedflow,splitratio,andunderfloworificepressure,ontheseparationefficiencyofair-spargedhydrocycloneswerestudied,andcomparativegoodworkingcon-ditionspointswereobtained.Thecomparisonwiththeseparationefficiencyofnonair-spargedhydrocycloneswiththesamestructuresshowsthattheair-spargedhydrocyclonescouldsignificantlyimproveoil-waterseparation,hadawideoperationflexibilityandahighseparationefficiency.Thedistributionofoildropletsizeattheinletandunderfloworificewasmeasuredwithacoultermultisizer.Itwasfoundthatair-spargedhydrocyclonescouldstrengthenairflota-tionandseparatesmalleroildroplets.Keywords　Air-SpargedHydrocyclone,Oil-WaterSeparation,AirFlotation,SeparationEfficiency,DistributionofOilDropletSize《》　　2003年《化工机械》合订本每册定价55元(含邮挂费)。如需邮购,可直接汇款至兰州西固合水北路3号《化工机械》编辑部(收款人:张来蒙),邮编:730060。请在附言栏内说明书名及所需册数。另外,尚有少量1995年(30元)、1996年(30元)、1997年(30元)、1998年(40元)、1999年(40元)、2000年(40元)、2001年(55元)及2002年(55元)合订本,如需购买,请按上述地址和汇款方法邮购。　　　　　:3　　　:730060　　():0931-731107326331　5