汽油碱洗过程中混合聚结器的计算流体力学模拟

NS混合聚结器是一种新型高效反应分离设备,对聚结器在汽油碱洗过程中的应用进行流体力学计算,考查各因素对油水两相在聚结器中聚结过程的影响,并对其内部流场进行模拟,以进一步优化聚结器结构.建立一个具有一根纤维丝的三维空间,选用k-ε湍流流动模型、离散相模型、混合物模型以及VOF模型对三维空间进行数值模拟,研究表面张力对聚结过程的影响和两相流之间的相互作用.结果表明,对NS混合聚结器采用液体或气体分布喷头初步分布,经过一段细分填料的再次分布,达到流通截面均匀分布,可以大大提高分离效率.     

气液旋流器的分离性能

旋流器内气液两相的分离过程是液滴离心沉降和碰撞聚结、破碎的复合过程.对液滴的聚结、破碎机制进行分析,试验验证液相物性、流场强度对液滴聚结、破碎以及旋流器分离性能的影响.结果表明:液相黏度对涡流场中液滴的破碎影响很大,黏度增大分离效率上升;湍流强度是导致旋流场液滴破碎的主动力,当流量达到一定值时,高湍流强度导致液滴破碎,分离效率随流量上升开始急剧下降;液滴聚结、破碎过程对分离器压力降影响不大.     

用于油水分离的聚结技术及其进展

对处理油水乳化液聚结分离技术的研究进展进行了综述,包括聚结床类型与材料、聚结的过程以及影响聚结性能的参数。重点介绍了多孔聚结床、颗粒聚结床和纤维聚结床的研究与应用;总结了液滴聚结过程中的接近机理、粘附机理和释放机理;详细叙述了填料表面性质、尺寸和流速、聚结床厚度、表面活性剂及其他因素对聚结性能的影响,指出了研究者对影响参数不一致甚至矛盾的结论。根据其研究状况阐述了存在的问题,其中聚结机理和影响参数需要进一步实验验证,提出了聚结技术未来研究和发展的方向。     

分离器整流聚结构件分离性能

为了提高重力式分离器的性能,选取不同结构的整流和聚结构件,采用Fluent数值模拟软件对分离器内部流场进行三维数值模拟,通过对比速度场和浓度场分布,确定整流和聚结构件的性能.在长为1.8 m,内径为384 mm的重力式分离器内安装4种不同结构的聚结板,改变进口含油率和流量,测量颗粒的单位体积质量含油率,确定聚结板的分离性能.结果表明:在流量较大的时候,聚结板分离效果下降,表现出对粒径选择性的单一分离作用;聚结板的结构和材质对液滴的聚结沉降影响很大,应根据工况和处理条件进行合理选择.     

重力式油气分离器内聚结元件分离流场的数值模拟

应用标准к-ε模型和多相混合模型,对重力式油气分离器内聚结元件分离流场进行了数值模拟,通过比较含有竖向平行板、蛇形相向、相背平行板和田字板4种不同聚结元件的分离器内部流场中速度矢量和各相体积分数分布,得到了不同构件的聚结特性.结果表明,聚结元件具有稳定流场,抑制涡流,对液滴进行有效聚结的优点,其中田字型板聚结元件效果最优,蛇形相向平行聚结板次之,而竖向平行板聚结元件的聚结效果最差.为分离器的设计提供了参考依据.     

油水乳状液中水滴在疏水纤维丝上的聚结实验研究

采用自行设计的微通道纤维聚结装置和高速摄影系统测试油水乳状液中水滴在纤维丝表面被拦截、聚结和分离的过程.实验发现油水乳状液中水滴的碰撞合并过程存在3类:纤维丝捕获的水滴与油-水乳状液中水滴的合并、被纤维丝捕获的水滴之间的合并、乳状液中水滴间的合并.实验研究了油-水乳状液初始含水量、流动速度对纤维丝聚结器压力降和分离效率的影响.结果表明,在其他条件相同的情况下,油-水乳状液初始含水量越低、流动速度越小,分离效果越好,实验中流速为1,mm/s、初始含水量为3%,时,分离效率可达60%,.通过显微镜分析了纤维丝聚结器入口、中间以及出口处纤维床层上的水滴形貌,发现在聚结器出口处水滴直径最大,说明脱离纤维丝的水滴可能被再次捕获,继续发生碰撞聚结.     

联醇中甲醇浓度对铜洗吸收能力的影响

目的 提供一种先进的联醇合成气中甲醇分离装置。方法采用理论分析计算和工业实践应用相结合的方法。结果聚结式高效分醇技术比高压水洗净醇经济效益高1．5倍。结论聚结分离净醇技术与工业上常用的高压水洗净醇技术相比,技术可靠,效益明显,且联醇分离体系中“零”醇“零”水工艺的设计方案在技术上是可行的。     

海上油田原油静电聚结高效脱水技术研究

对一种新型的高效原油经典聚结脱水技术进行研究和分析,该技术通过电场作用来促进油和水的分离,有着非常好的原油脱水效率.工程实践表明,该原油静电聚结高效脱水技术可以减小设备的尺寸和重量,且具有非常好的适应力;试验结果表明该技术的分离精度很高,可以处理含水率95％以上的原油,是稠油脱水处理有效的技术手段.     

新型电聚结器结构参数对液滴聚结特性的影响

设计包覆绝缘层的高压电极并加工4种新型静电聚结器,采用水/原油乳状液为试验介质,利用显微高速摄像系统结合图像处理技术对水滴的聚结规律进行观察和分析,探索电极层数、电极间距和电场强度等因素对水滴聚结特性的影响。结果表明:包覆绝缘层的高压电极可有效防止电击穿现象的发生,增加电场强度,提高电场作用时间有助于油水分离,但高于临界场强后容易导致液滴破碎;电极层数不同时,只要达到一定的电场强度均能促进液滴聚结,但多层电极处理量大,经济效益显著;极板间距较小时,能耗低但电场畸变严重,在满足工作场强的前提下可以适当增加电极间距;能耗受含水率、电极层数和极板间距等条件影响,综合考虑各因素可降低能耗。     

醇烃聚结分离数值模拟中湍流模型的选择

针对目前醇烃分离的聚结板在数值模拟时湍流模型难以选择的问题,通过实验和数值模拟结合的方法,将聚结板流道上部沉积的油相厚度作为分析指标,对Standard k-ω、SST k-ω、Standard k-ε、Realizable k-ε、Realizable k-ε及RNG k-ε6种常用的湍流模型的模拟结果对比,发现Standard k-ω模型与实验值之间的相对误差最小,优于文献中常用的k-ε模型。     

陕北混合原油生产3号喷气燃料的研究

陕北混合原油经过聚结分离、无混合传质碱精制、磺化酞氰钴固定床脱硫醇、脱色预处理等组合工艺，可研制生产出符合规格的优质3号喷气燃料。     

一种新型油水分离设备的初步研究

采用斜通道波纹板填料作为油水分离设备的内部构件,在实验室装置规模,对其进行了含油污水除油性能的初步考察。实验结果表明,该设备具有良好的油滴聚结分离性能,能在较短的停留时间内,得到较高的脱油效率。文中给出了脱油效率与内部构件长度的关联式。     

PVC糊流变性能与颗粒形态的研究

本文研究了次级粒子结构对PVC糊流变性能的影响。乳液法PVC树脂的颗粒形态可以分为三种类型:离散的初级粒子型,聚结松散的次级粒子型,聚结紧密的次级粒子型。聚结松散的次级粒子与聚结紧密的次级粒子具有不同的流变性能。     

分布式决策支持系统中模型聚结与选择

讨论了分布式决策支持系统中模型聚结与选择问题，构造了一种用于模型选择的评价函数，设计了一种用于分布式环境下模型聚结与选择的黑板结构，提出了一种优化模型选择的方法。     

绝缘紧凑型电破乳器中液滴聚结特性研究

为了提高油包水乳状液在电脱水过程中的破乳效率，从静电聚结机理出发，推导出电极间距与电场强度的关系式；通过分析液滴在极板间距狭小的矩形聚结管道中的受力状况，同时考虑绝缘层以及层流流态对电场中液滴聚结作用的影响，设计出一种绝缘紧凑型电破乳器。改变所加电压和流量以调节破乳器中的电场强度和乳状液停留时间，利用激光粒度仪测量乳化物中水滴的体积平均直径。结果表明，缩小电极间距能产生高强电场；包覆绝缘层的电极板在小间距下能有效破乳并防止击穿，且电场强度越大停留时间越长，聚结效果越显著。该装置可提高油包水乳状液的聚结效率并节省大量空间。     

油中水滴静电聚并微观机理研究

利用电场对多相体系进行分离处理广泛应用于石油化工等行业,电场力作用下液滴间的相互运动聚并是聚结的基础和前提条件.本文从液滴间静电力学模型出发,通过动态微观实验对液滴的聚并过程进行了完整的记录和分析,确定不同实验条件下液滴的聚并方式和角度,以及液滴从静止状态到发生相对运动时的临界条件.结果发现当两等大液滴间距与液滴半径之比大于1时,液滴间中心连线与电场力夹角θ<54.7°或θ>125.3°,两液滴间作用力表现为吸引力,当液滴间距较小时,能产生聚结的最大倾角增大为81.3°.液滴间相对距离增大时,移动临界电场强度迅速升高,较大液滴发生相对移动所需的场强低于小颗粒液滴.实验结果验证了相关理论,进一步完善了静电聚结机理.     

基于正交试验的两级串联油气旋流分离器结构优化

为提高一款发动机用两级串联油气旋流分离器的分离性能,文章采用数值模拟和正交试验方法研究了串联组中两级分离筒入口面积、圆柱段直径、圆柱段长度、溢流管直径以及溢流管插入深度对分离性能的影响,并通过极差分析的方法研究了上述主要结构参数对压降和分离效率指标影响的权重顺序,得到了兼顾两项指标的最优结构组合。通过对流场及分离机理的分析表明,优化后的方案削减了旋流气体在溢流管处因摩擦引起的能耗,使压力损失降低,同时准自由涡区切向速度分布促使油滴容易聚结,使分离效率提高,并通过实验进一步验证了最优结构能够显著提高旋流分离器油气分离性能。     

低聚季铵盐对聚驱采出水包油乳状液破乳机理

针对聚驱采出的高含水原油乳状液稳定性强、油水分离困难,采用瓶试法筛选出一类对含聚乳状液油水分离性能极好的破乳剂低聚季铵盐I,当I加量浓度为25mg/L时,55℃破乳进行到60min时,脱水率达96.5%,与常规的聚醚或多胺类破乳剂相比,乳状液脱出水色透明澄清,油水界面齐.通过光学显微镜、动态分析仪、接触角测量从微观和宏观分析研究了低聚季铵盐I对乳状液的作用机理.研究表明,相比常规的聚醚或多胺破乳剂,低聚季铵盐I对聚驱采出水包油乳状液油滴聚结速度更快;自由水层在油滴聚结分离区占主导作用的是不稳定机制,低聚季铵盐I使乳状液中油滴发生向上的迁移运动而非絮凝沉降,有利于脱出游离水的分离和水质的提高;接触角测量表明低聚铵盐I使乳状液处理的岩石表面转向水湿状态,对乳化膜的强润湿改变性能导致液膜破裂,油水分离.     

静电聚结效果在线评价实验

研究在线测量连续流动聚结实验系统,实现油包水乳状液微观形貌的在线观察和采集,并利用该系统研究电场参数和流动参数等对油包水乳状液中水滴聚结特性的影响规律。结果表明:高强电场在低流量下具有显著作用,随着流量增加其作用减弱但在高流量下依然使液滴粒径明显增大;不同波形下,低频范围内最优频率为30 Hz,但是超过50 Hz后随频率增加液滴聚结效果提高;不同波形下,液滴粒径随电场强度增加而增加,但最优电场强度不同;直流脉冲和正弦交流波形的最优场强约为200 k V·m~(-1),而交流脉冲和方波的最优场强要高于该值;不同波形下聚结效果不同,相同电场频率和电场强度下直流脉冲电场中聚结效果最优,正弦交流、交流脉冲和方波电场中聚结效果稍差。     

石油磺酸盐对玻璃纤维聚结脱水性能的影响

目前,关于纤维表面水滴聚结与脱落过程的研究多为定性分析,缺乏相关实验数据,并且各种因素对纤维聚结脱水效果的影响并不清晰。针对以上问题,搭建了一套可视化微流道实验系统;在航空煤油-水体系中加入表面活性剂石油磺酸盐,制备了两种不同界面张力的乳状液;利用建立的实验系统观测在不同界面张力下纤维表面水滴的聚结与脱落过程,并讨论了影响水滴聚结与脱落的主要因素。结果表明：在18 mN/m的界面张力下,最大水滴粒径在前3 min增长较快,在3 min后增长较为缓慢;在8 mN/m的界面张力下,在前6 min最大水滴粒径的增长趋势较为平缓,6 min后最大水滴粒径几乎不再增长,并且在聚结初始阶段水滴呈单侧分布;水滴单位面积的表面活性剂分子数存在饱和值,当达到饱和值时,水滴被表面活性剂分子完全包围,很难与其他水滴发生聚结行为;在18 mN/m的界面张力下,流场流速是引起水滴断裂脱落的主要原因;在8 mN/m的界面张力下,水滴的断裂脱落不仅受流场流速的影响,而且还与表面活性剂的含量有关。