CN2520942Y - 一种高效节能型液－液旋流分离器 - Google Patents

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冯叔初
李玉星
唐建峰
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Petrochina Co Ltd
China University of Petroleum East China
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一种高效节能型液－液旋流分离器，主要用于分离两种互不相溶的油－水混合液的旋流分离，特别是从以水为连续相的油水混合物中分离油(回收油)和/或净化水。它主要是克服了传统四段式结构的诸多弊端而采用了三段式结构，从而达到了既克服传统油水分离设备体积庞大、分离效率较低的不足的缺点，又可提高油水分离的分离效率高和增大处理量的目的。

Description

一种高效节能型液-液旋流分离器
本实用新型涉及一种高效节能型液-液旋流分离器，它是属于油水分离设备的改进，主要用于分离两种互不相溶的油-水混合液的旋流分离，特别是从以水为连续相的油水混合物中分离油(回收油)和/或净化水。它主要是克服了传统四段式结构的诸多弊端而采用了三段式结构，从而达到了既克服传统油水分离设备体积庞大、分离效率较低的不足的缺点，又可提高油水分离的分离效率高和增大处理量的目的。
旋流分离器是一种适用于以水为连续相的油水混合物的分离设备，它是依靠流体旋转产生的离心力和两种互不相溶流体的密度差，分离油和/或使水净化，即：使油浓集回收的同时使污水含油浓度大幅度下降。油水分离的传统方法常为重力式、过滤、气浮选和生物处理，由于空间的限制，重力式和气浮选油水分离方法很难在石油施工的现场上应用，且气浮选和过滤的处理成本高于旋流分离；过滤方法还存在反冲洗问题，其使用受到一定限制。我国现有厂商、科研部门研制的液-液分离旋流器和引进的国外旋流器都为四段式：即由入口圆筒段、用于流体加速的大锥段、用于油水分离的小锥段和利用油水旋转剩余能量进一步实现油水分离的微直管段或尾锥管段。在小锥管段入口油水混合物流体的旋转角动量接近最大值，有些文献把该处的直径称为旋流器的名义直径，它常为入口圆筒段直径的0.5倍。目前，我国使用的油水分离用旋流管的名义直径都为35mm。在现场和实际应用中发现，上述旋流器大都存在以下缺点是：①能耗较大，四段式旋流器各段间内腔的折角较多，特别是大锥段沿轴向长度很短、折角很大，由于流道面积的急剧减小，虽然油水混合物由此获得加速，但流体的加速、湍流和在折角处流体改变流向以及在折角处的局部阻力都使能耗增加。②油水分离效率低，油水分离效率降低由三方面因素造成：首先是由于能耗大，使旋流器入口具有相同能量的油水混合物在旋流器腔室内的旋转角动量很快衰减，使油水赖以分离的离心力减小；其次，油水混合物在作螺旋回转运动时，由于流道面积骤然减小和内腔存在折角，回转角速度迅速改变，使聚集在轴心处向溢流口返流的油芯振幅增大，从溢流口排出困难，不但降低了分离效率也减低了旋流器的处理量。第三，由于四段式旋流器的折角较多、折角较大，内腔流体湍流度增大，分散相受到的剪切加剧、易于破碎、粒径变小，降低了油水分离效率。
本实用新型的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供了一种新型的高效节能型液-液旋流分离器，它主要采用了：①无大锥的三段式结构，②使流体入口向流体主流方向倾斜某一角度，③采用直径较小的旋流器，从而达降低能耗、提高分离效率的目的。该分离器主要是由圆筒段、中锥段和尾微锥段构成，其主要技术特点就是将圆筒段、中锥段和尾微锥段依次串联而构成三段式结构，其中锥段的锥度为α，其尾微锥的锥度为β，并在圆筒段的顶部设有供轻分散相排出的溢流口，在圆筒段的侧面设置有流体入口，在尾微锥段的底部设有供较重连续相排出的底流口；其流体入口向液流主流方向倾斜某一角度γ，并可根据设计要求设计成两个或三个。
附图即为本实用新型的结构示意图。
为了更好地实现本实用新型的上述目的，本实用新型的设计者对该分离器各部分之间的结构尺寸比设计为：
0.2Dc≤D1≤0.5Dc；0.8Dc≤L1≤1.2Dc；5Dc≤L2≤12Dc；
12Dc≤L2+L3≤30Dc；α＝2°～8°；β＝0.05°～1.5°；γ＝1°～10°
附图的图面说明如下：
1----溢流口    2----圆筒段    3----流体入口    4----中锥段
5----尾微锥段  6----底流口
下面将结合附图和实施例来详述本实用新型的结构特点。
在实际实施本发明的过程中，本实用新型的设计者是采用了三段式结构的设计方案，并依照上述的各部分结构尺寸比进行了设计和制造。通过与现有技术的四段式结构液液分离器相比，在保持压降相同的条件下，分离效果基本相同，但三段式旋流器处理量比四段式大20％左右。尤其是将流体入口向液流主流方向倾斜某一角度γ(γ＝1°～10°)，由于流体入口倾斜了γ角度，使流体带一定轴向分速度后压降和能耗可降低30％以上；可见，采用三段式结构明显地具有降低能耗和增大单管旋流器处理量的有效果。
本实用新型结构简单、设计合理，并且体积小、分离效率高、处理量适应范围大、结构简单、操作维护方便，是一种适用范围较广的油水分离设备。

Claims (2)

1.一种高效节能型液-液旋流分离器，它主要是由圆筒段(2)、中锥段(4)和尾微锥段(5)构成，其特征在于圆筒段(2)、中锥段(4)和尾微锥段(5)依次串联而成三段式结构，其中锥段(4)的锥度为α，其尾微锥(5)的锥度为β，在圆筒段(2)的顶部设有供轻分散相排出的溢流口(1)，在圆筒段(2)的侧面设置有流体入口(3)，在尾微锥段(5)的底部设有供较重连续相排出的底流口(6)；流体入口(3)向液流主流方向倾斜某一角度γ，其各部分的主要结构尺寸比为：
      0.2Dc≤D1≤0.5Dc
      0.8Dc≤L1≤1.2Dc
      5Dc≤L2≤12Dc
      12Dc≤L2+L3≤30Dc
      α＝2°～8°
      β＝0.05°～1.5°
      γ＝1°～10°
2.根据权利要求1所述的一种高效节能型液-液旋流分离器，其特征在于所述的在圆筒段(2)的侧面设置的流体入口(3)可以根据设计要求设计成两个或三个。
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