在我国众多老油田开采的后期,以及海上石油平台的原油开采中不可避免的存在原油含水量较大,不经过处理无法有效的对石油进行深加工,亟需有效的液液分离设备对原油进行提纯和分离;同时在工业污水处理中也经常需要将废水中含有的油类去除以达到国家排放标准,这同样需要有效的液液分离设备。 本文根据液液分离设备的现实要求,根据离心分离的理论,运用数值模拟和设计计算相结合的办法,设计出了一套液液分离微型旋流器和一套新型直板式离心机。 新型液液微型旋流器通过参考成型的高效液液分离旋流器,缩小旋流器尺寸以大幅提高了旋流器的分离因数。通过数值模拟不同形式和尺寸的进料口和溢流口,选择合适的结构以优化旋流器内部流场和降低压力损失。以上的种种手段对于提高旋流器的性能是极为有利的。 新型直板式离心机转鼓内部放置了大量的斜置平板。与常规的液液分离碟片式离心机相比,入口处物料可以均匀分布在每个狭缝中间,物料得以充分的分离;同时我们可以加大分离直板长度来提高分离效率。与常规的离心机相比,高密度的斜置平板使离心机转鼓内部的物料流动均为层流流动,使液滴的凝结和沉降更为稳定;同时斜置叶片大幅降低了液滴的沉降距离,沉降距离仅为同内径离心机的1/20～30;转鼓高速转动时,物料被直板带动和转鼓同步旋转,这与常规的离心机相比转动角速度更大。直板式离心机作为液液分离用离心机,无疑具有更好的分离效果。 本文通过紫外荧光测油仪为重要手段来研究离心设备的分离效率。通过实验我们得出了旋流器在一定工作条件下的最佳分流比,最佳操作点,对于旋流器的实际应用具有重要的意义。我们通过调整离心机转速、流量以及物料的粘度来研究离心机的分离效率和重相产物浓度等分离性能。 实验研究发现,液液分离旋流器在小工作能力下有很好的分离效率,在大流量下由于旋流器内部剪切太大,造成油滴破碎而不利于分离;直板式离心机效率相对旋流器要高,可以得到纯度很高的重相产物,并且可以通过改进结构进一步提高转速,以获得更好的分离效果。