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旋流油水分離器

旋流油水分離器

      進入20世紀80年代以來,油田地面分離技術進入重大技術發展時期。這類設備主要以靜態旋流油水分離器和動態旋流油水分離器為典型代表,因其體積小、處理時間短,因而日益引起國際石油工程技術界的廣泛關注。一方面各石油生產廠商競相在工程中采用該技術,另一方面有關科研部門也在致力于這一技術的開發研究。十多年來的科學研究及工程實際應用結果表明,旋流分離技術作為一種高效分離技術,由于其突出的優勢,適用場合并不僅僅局限于污水除油處理方面,如同重力分離技術一樣,在原油脫氣、脫水、除砂、除顆粒以及氣體、原油、污水凈化和污泥脫水等方面都存在著技術經濟上的可行性和工程應用的廣闊前景。旋流油水分離器廣泛適用于原油脫水,含油污水處理,亦可用于化工、機械、煉油、輪船、海洋平臺及環保行業的含有污水處理和存在比正差的液液分離場合,高濃度時可二級串聯使用。

 

一、旋流油水分離器工作原理

      旋流油水分離器是利用離心力使油水分離,穩定流量和壓差比可形成穩定的油水包絡面,從而獲得穩定的油水分離效果。其工作原理為:含油污水由進料管沿切線方向進入水力旋流器,由于受到外筒壁的限制,迫使液體做自上而下的旋轉運動。外旋流中德污水受到離心力的作用,如果密度大于四周液體的密度,它所受的離心力就越大,一旦此力大于運動所產生的液體阻力,污水就會克服這一阻力而向器壁方向移動,與含有污水分離,到達器壁附近的污水受到連續的液體推動,沿器壁向下運動,到達底流口附近從底流排出。含油污水中德污油旋轉向下繼續運動,進入圓錐斷后,因旋液分離器的內徑逐漸縮小,污油旋轉速度加快。由于液體產生渦流運動時沿徑向方向的壓力分布不均,越接近軸線處越小而至軸線時趨近于零,成為低壓區甚至真空區,導致液體趨向于軸線方向移動。同時,由于旋液分離器的底流口大大縮小,液體無法迅速從底流排出,而旋流腔頂蓋中央的溢流口(油出口),由于處于低壓區而使一部分的液體向其移動,因而形成向上的旋轉運動,并從溢流口排出,達到油水分離的效果。


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      液體混合物從入口沿切向流進入口段后,產生高速旋轉。由于混合物中的輕重組分的密度不同,在離心力的作用下,重組分將旋流器回轉壁面處運動,并在壁面附近濃集,在旋轉過程中,逐漸向底流出口運動,終排出旋流器。與此同時,輕組分將向旋流器的中心軸運動,形成中心核,并向入口方向流動,從溢流口排出,這樣就實現了輕重組分的分離。用于油水分離的旋流器分預分和除油兩種,者均處理以水為連續相的油水混合物,分離機理相同,都是在離心力場內依靠油水密度差油水分離。預分旋流器一般用于高含水原油預分離及井下油水預分離系統中,目的是為盡量減少原油含水率,同時得到允許含油濃度范圍內的污水,分流比一般控制在10%以內。除油旋流器一般應用在油田各環節的含有污水處理上,由于含油污水只有幾百到幾千ppm,分離比較小,常為1%-3%。


      除油效果在原來的基礎上進一步提高,進水的壓力能夠盡可能轉化成離心力,提高油水分離效果。含油污水通過水入口進入旋流式油水分離器,分配到容器內的每個旋流子上,形成旋流,在離心力的作用下,實現油水分離,分離后的水從水口排出,油從油出口排出


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旋流油水分離器優點

與其他現有凈化技術相比,旋流式油水分離器具有以下特點:

a、占地面積小。

b、重量輕 。不到常規設備重量的1/5。

c、分離效率高。一般達到85%,高95%。

d、可靠性高。無運動部件;維護簡便。

e、流量調節范圍寬。

f、安裝方向不受限制。

g、工藝流程簡單??扇∠罅康墓芫€和昂貴的沉降裝置。


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四、旋流油水分離器技術參數

1、處理介質:     含油污水(油品一般為柴油、汽油、噴氣燃料)

2、設計壓力:     1.0MPa

3、工作壓力:     ≤0.6MPa

4、工作溫度:     4℃~40℃

5、進水/出水壓降: ~0.35MPa

6、進水/排油壓降: ~0.45MPa


五、旋流油水分離器設備的安裝、調試、操作

a、設備進水端或供液泵前應安裝20目管道過濾器;

b、設備的進水管道中應盡量避免使用節流閥,可考慮選用蝶閥或閘閥;

c、設備的出水和出油管道上應考慮安裝節流閥,以保證靈敏的壓力、流量調整;

d、設備的排油管線通入常壓(或低壓)撇油罐,以保證低壓的油芯能有效地從水

中分離出來;

e、在設備的進水端或進水腔上應設置法蘭連接型安全閥,安全閥的出口端應與相應的排泄管相連;

f、設備的進、出水腔和出油腔所設計的排氣口應與排污管連接,排放到指定的地方;

g、設備的進水腔與出油腔之間設置反沖洗管線,作為備用管線,以便油孔阻塞時反沖。

h、因設備的處理量是個變量,當調整出水端節流閥達不到出水水質要求時,應對泵的供給量作相應調整,盡量保證排量穩定;

i、在設備的進、出水端管線上應設置采樣口,以便于隨時對其處理前后的水質進行監  

控。

j、設備投入使用前,應首先打開旋流器進水蝶閥N1、排氣閥N4,待排污口N5出水3分鐘后,關閉排氣閥N4(說明設備已充滿水)。然后打開出水閥N2,再打開出油閥N3,并調節閥門N1和N2,使設備在滿足上述的進水流量2m3/h、溢流率F=5%、壓差比C=1.5-2.0以及工作壓降0.2~0.4 Mpa的要求,設備進入正常運行。

 

六:旋流油水分離器在原油處理中的意義及使用價值

  旋流除油分離技術提高了污水處理系統的安全平穩性,實現了降低污水含油,減少污油產生量,分離出污油能全部回摻系統正常處理的目標。污水旋流出游技術除油效率達到85%,提高了污水處理效率,降低了后續系統的藥劑用量,是一種高效的油水分離器裝備。旋流分離系統自動化程度高,安全可靠。工藝流程密閉無二次污染,實現了清潔,環保生產。


      近年來,我國許多油田也在積極進行旋流油水分離器的應用試驗研究,并已顯示出良好的前景,油水分離用旋流油水分離器已應用于生產實際,并取得了良好的效果。旋流油水分離器功能多、結構簡單、占地面積小、安裝方便、運行費用低、使用方便靈活、工藝比較簡單,特別是分離過程實現閉路循環,不產生二次污染。尤其是旋流油水分離器中高速離心力產生的加速度為重力加速度g的幾百倍甚至上千倍,對于固-液旋流油水分離器來說可極大地改善處理效果,減少進入后續工藝中的細顆粒雜質含量,降低后續工藝的處理難度。開展細顆粒分離用固-液旋流油水分離器的研究,其目的就是要快速有效地完成污水中固體顆粒(尤其是細小顆粒)的處理,減少設備投資,減小占地面積,簡化工藝流程,降低運行成本。因此細顆粒分離用固-液旋流油水分離器的研制將會促進產出液分離技術水平的進一步提高,對降低原油采出成本有著極其重要的意義。

 


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