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旋流分离对天然气水合物除砂提纯的影响

过程工程学报 2019年第1期19卷 64-72页

作者：邱顺佐王国荣王广申周守为刘清友钟林王雷振西南石油大学机电工程学院海洋天然气水合物实验室四川成都610500 中国海洋石油总公司北京100010 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 西华大学流体机械及动力机械教育部重点实验室四川成都610039

针对固态流化开采方法开采海底天然气水合物含砂量大导致开采效率低的问题,提出原位分离工艺,设计了旋流分离装置,基于该装置利用CFD数值模拟方法研究了固相(砂和水合物颗粒)直径、入口浆体流量及浆体中砂浓度对装置分离性能的影响。结... 详细信息

针对固态流化开采方法开采海底天然气水合物含砂量大导致开采效率低的问题,提出原位分离工艺,设计了旋流分离装置,基于该装置利用CFD数值模拟方法研究了固相(砂和水合物颗粒)直径、入口浆体流量及浆体中砂浓度对装置分离性能的影响。结果表明,在研究范围内,砂和水合物分离效率大部分高于60%,最高达98.72%,压降大部分低于0.5 MPa,最低至0.03MPa。砂粒分离效率随固相粒径增大先增大后趋于平稳,随浆体入口流量增大先增大后减小,随砂浓度增大而降低;水合物分离效率随固相粒径增大先增大后趋于平稳,随浆体入口流量增大先增大后减小,随砂浓度增大而降低。溢流口和底流口压降几乎不随固相粒径变化,随砂浓度和浆体入口流量增大而增大。固相粒径、入口流量、砂浓度对分离性能有较大影响,在砂粒径大于20?m、水合物粒径大于40?m、浆体入口流量约5 m3/h、入口砂浓度不超过25vol%的条件下分离性能良好。

关键词：天然气水合物旋流分离除砂

高气液比井下气液旋流分离器结构设计与性能分析

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化工学报 2024年第3期75卷 900-913页

作者：邢雷关帅蒋明虎赵立新蔡萌刘海龙陈德海东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室黑龙江大庆163318 大庆油田博士后科研工作站黑龙江大庆163458 大庆油田有限责任公司采油工程研究院黑龙江大庆163318 中海油能源发展股份有限公司清洁能源分公司冷能利用技术中心天津300452

针对井下高气液比工况气液高效分离难度大的问题,提出了一种旋流-重力耦合式井下气液分离器结构。结合实验研究、数值模拟及实验设计方法,对气液分离器结构参数进行显著性分析和优化设计,建立显著性结构参数与气液分离效率间的数学关系... 详细信息

针对井下高气液比工况气液高效分离难度大的问题,提出了一种旋流-重力耦合式井下气液分离器结构。结合实验研究、数值模拟及实验设计方法,对气液分离器结构参数进行显著性分析和优化设计,建立显著性结构参数与气液分离效率间的数学关系模型,确立了结构参数的最佳匹配方案。分析了入口流量、压力及气液比对气液分离器性能的影响规律。结果表明,重力沉降与旋流分离的结合设计可以实现高气液比条件下的液相沉积,进而实现气液两相的高效分离。分离器的分离效率随着进液量升高而升高,增幅逐渐趋于平稳。随着气液比增大,分离效率呈现先增加后降低的趋势。得出该气液分离器的最佳进液量为42m^(3)/d,最佳入口压力2MPa,最佳气液比为700∶1,在最佳工况下分离效率为97%,模拟结果与实验结果呈现出较好的一致性。研究结果将为高气液比条件下气液分离装备研发提供新的思路和参考。

关键词：旋流分离分离性能流场特性结构设计气液比

基于CFD的养殖水体固液旋流分离装置数值模拟与验证

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农业工程学报 2019年第11期35卷 182-187页

作者：李建平吴康何相逸陈骏炀季明东叶章颖朱松明浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310058 农业部设施农业装备与信息化重点实验室杭州310058

为探究旋流分离装置对水产养殖水体的分离效果,采用计算流体力学方法对旋流分离装置内部的流动特性进行数值模拟,得到了不同入口流量、不同入口浓度对固液分离性能的影响,通过试验数据对模拟结果进行了验证。模拟结果表明:随着入口流量... 详细信息

为探究旋流分离装置对水产养殖水体的分离效果,采用计算流体力学方法对旋流分离装置内部的流动特性进行数值模拟,得到了不同入口流量、不同入口浓度对固液分离性能的影响,通过试验数据对模拟结果进行了验证。模拟结果表明:随着入口流量的增加,分离装置内部流体速度增大,湍流流动增强,不利于固体颗粒的沉降。当入口浓度增加时,筒内流体运动速度降低,滞留在筒体中的颗粒浓度增加,降低了固液分离效率。入口流量和入口浓度的增加均会导致不同粒度颗粒分离效率下降,且随着颗粒粒度的增大,分离效率下降幅度增大。通过与试验数据相比,模拟误差在10%以内,模拟结果可信。该研究可为旋流分离装置在水产养殖领域的应用提供参考。

关键词：水产养殖流体力学流场旋流分离分离效率

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气体超声速凝结与旋流分离研究进展

化工进展 2021年第4期40卷 1812-1826页

作者：边江曹学文孙文娟杨文蒋文明中国石油大学(华东)山东省油气储运安全重点实验室山东青岛266580

超声速旋流分离技术是天然气加工处理领域的一大技术创新,它将膨胀降温、旋流式气/液分离、再压缩等处理过程集中在密闭紧凑装置中完成。本文总结了超声速旋流分离装置种类、原理及优缺点,并从理论分析、数值模拟、实验和现场应用等方... 详细信息

超声速旋流分离技术是天然气加工处理领域的一大技术创新,它将膨胀降温、旋流式气/液分离、再压缩等处理过程集中在密闭紧凑装置中完成。本文总结了超声速旋流分离装置种类、原理及优缺点,并从理论分析、数值模拟、实验和现场应用等方面回顾了易凝气体低温凝结理论和超声速旋流分离技术研究现状和最新进展。大量实验及现场应用均表明超声速旋流分离装置具有结构紧凑轻巧、节能环保、安全可靠等优点,同时该技术的应用不断趋于多元化,从传统的脱水、脱重烃逐渐向脱酸气和天然气液化领域拓展,应用前景广阔,但在应用过程中也存在液滴二次蒸发与能量损失较大等问题。下一步研究工作可以从多组分混合物凝结过程的交互作用机制、凝结液滴的运动特性和碰撞聚并机理等方面入手,在此基础上探索提高凝结效率和降低能量损耗的方法,以促进超声速旋流分离技术多元化的工业应用。

关键词：超声速凝结成核旋流分离天然气

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旋流分离技术在液化石油气脱胺中的应用

炼油技术与工程 2007年第6期37卷 28-30页

作者：白志山汪华林华东理工大学化工机械研究所上海市200237

以液化石油气／胺液物料体系为对象,开发了液化石油气／胺液分离的工业试验装置,对旋流芯管压力、分离效率和流量的相互关系进行了试验研究。净化前液化石油气胺液质量浓度为106 mg／L～1 814 mg／L,净化后液化石油气胺液质量浓度为22～... 详细信息

以液化石油气／胺液物料体系为对象,开发了液化石油气／胺液分离的工业试验装置,对旋流芯管压力、分离效率和流量的相互关系进行了试验研究。净化前液化石油气胺液质量浓度为106 mg／L～1 814 mg／L,净化后液化石油气胺液质量浓度为22～108mg/L,胺液平均脱除率在88．6％,完全可以满足设计要求。

关键词：液化石油气胺液旋流分离

不同湍流模型在液-液旋流分离管流场计算中的应用及比较

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清华大学学报（自然科学版） 2001年第2期41卷 105-109页

作者：陆耀军周力行沈熊清华大学工程力学系北京100084

采用标准模 k- ε型、RNG k- ε模型和 DSM模型 ,对液 -液旋流管中的单相强旋湍流进行了数值模拟 ,结果表明3种模型中以 DSM模型的预报结果最为合理 ,不仅对切向速度分布的 Rankine涡结构和轴向速度分布的近轴回流区作出了较合理的预报 ... 详细信息

采用标准模 k- ε型、RNG k- ε模型和 DSM模型 ,对液 -液旋流管中的单相强旋湍流进行了数值模拟 ,结果表明3种模型中以 DSM模型的预报结果最为合理 ,不仅对切向速度分布的 Rankine涡结构和轴向速度分布的近轴回流区作出了较合理的预报 ,而且揭示了 Reynolds应力的各向异性特性 ,但同实验值仍存在有一定的差别 ,尤其是在旋流管的入口附近其误差更为明显 ,分析认为除湍流模型本身的原因外 ,可以与采用 2维轴对称的计算假设以及边界条件的选择也有关 ,如若在真 3维条件下进行数值计算。

关键词：旋流器油水分离湍流模型数值模拟旋流分离

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一种双叶轮动态旋流分离器的分离性能

石油学报（石油加工） 2018年第2期34卷 299-306页

作者：刘培启周运志任帅胡大鹏大连理工大学化工机械与安全学院辽宁大连116024

采用数值模拟和实验相结合的方法,对研发的双叶轮动态旋流分离器性能进行系统研究。结果表明,随着涡板叶轮转速提高,装置分离效率逐渐增大,趋势逐渐平缓,最高效率可达97%以上;但是功耗会随着转速的提高呈指数增加,实验工况下推荐2100r/... 详细信息

采用数值模拟和实验相结合的方法,对研发的双叶轮动态旋流分离器性能进行系统研究。结果表明,随着涡板叶轮转速提高,装置分离效率逐渐增大,趋势逐渐平缓,最高效率可达97%以上;但是功耗会随着转速的提高呈指数增加,实验工况下推荐2100r/min为最佳转速;涡板叶轮转速不变时,流量变化对腔体内部切向速度影响较小,使得处理量在50%~117%范围波动时,该水力旋流器都能保持较高的分离效率,效率变化在1%以内。研发的双叶轮动态旋流分离器具有分离效率高,抗流量波动能力强等特点,是一种高效的固-液分离技术。目前,相关技术装备已在我国南海文昌海上平台获得应用,效果良好。

关键词：动态旋流器旋流分离抗流量波动数值模拟实验验证

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低密度差油水两相旋流分离的实验研究

西安交通大学学报 1997年第5期31卷 21-24,31页

作者：李卫东周芳德李会雄西安交通大学

研制了一种新型的液－液旋流分离器．对影响旋流分离效率的各因素进行了详细的实验研究，分析了入口含油浓度、回流率和流量对分离效率的影响．所得结果表明，旋流分离方法适用于低密度差液－液两相的分离．

关键词：油水两相流旋流分离废水处理含油废水

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高硬度废水处理生化池中泥-灰旋流分离实验

环境工程学报 2021年第10期15卷 3471-3478页

作者：刘毅韩雅芳许威南纪宗义汪华林张艳红华东理工大学资源与环境工程学院上海200237 高浓度难降解有机废水处理技术国家工程实验室上海200237 华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

针对高硬度废水生化处理过程中生成的无机灰分导致污泥活性降低和沉降性差等问题,采用旋流分离方法实现污泥原位脱灰以改善废水综合处理效能。通过离线和在线实验,探究了污泥与无机灰分的结合形式、泥灰混合物旋流分离效率以及旋流处理... 详细信息

针对高硬度废水生化处理过程中生成的无机灰分导致污泥活性降低和沉降性差等问题,采用旋流分离方法实现污泥原位脱灰以改善废水综合处理效能。通过离线和在线实验,探究了污泥与无机灰分的结合形式、泥灰混合物旋流分离效率以及旋流处理对高硬度废水生化处理效率的影响。结果表明,6组不同Ca^(2+)浓度的来水经过150 d生化实验,生化池污泥有机质占比从进水Ca^(2+)浓度为0 mg·L^(-1)时的0.75降至Ca^(2+)浓度为2 400 mg·L^(-1)时的0.39,生化系统COD和氨氮去除率也相应降低11%和60%;原子力显微镜测试结果表明,来水含钙条件下生化池污泥表面因无机灰分附着导致其粗糙度从无钙来水下的20.5 nm增至38.2 nm,且活性污泥与无机灰分间的非稳态结合可通过离心等物理法实现分离;来水Ca^(2+)浓度为800 mg·L^(-1)时,泥灰混合液经过最佳结构旋流器10次循环分离,其有机质占比从0.17升高至0.37;依托120 m^(3)·h^(-1)煤制氢废水处理SBR进行旋流脱灰侧线实验,经过3个月连续运行,改造生化池污泥有机质占比较对比样从0.21提升至0.45,且出水平均COD和氨氮分别降低17.1 mg·L^(-1)和14.3 mg·L^(-1)。活性污泥在线旋流分离调理可为高硬度废水生化处理提标改造提供参考。

关键词：高硬度废水生化降解无机灰分旋流分离有机质占比

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