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电脱盐切水是原油电脱盐工艺过程中产生的含油污水,回收其中的污油是一个重要环节。随着世界范围内原油重质化、劣质化趋势的日益严重,电脱盐切水预处理的难度日益加大,常规分离技术已经无法满足要求。因此,研究紧凑高效、节能环保的电脱盐切水处理技术意义重大,论文针对现有静态旋流离心分离技术存在的不足,提出在待处理电脱盐切水中注入微细气泡以进一步提升分离性能,并对常规切向入口水力旋流器进行结构改进设计。论文首先通过对比分析,选择管式微孔介质微气泡发生器作为配套用微气泡注入手段,然后对所产生微气泡的粒径分布进行在线测量,作为数值模拟研究的依据。借助计算流体动力学(CFD)软件ANSYS Fluent,建立了油-气-水三相流场的数值模拟模型,对常规切向入口水力旋流器的内部流动特性进行了数值模拟,验证注入微细气泡的确能够提升除油效率,从而为气泡增强型水力旋流器的结构设计提供了有力支撑。为了克服常规切向入口水力旋流器单体处理量较小、对运行工况参数较为敏感、结构加工较为复杂等不足,论文对比设计了一种切向入口圆柱状水力旋流器,并首次采用响应曲面法对其进行了结构优化设计。为了实验验证气泡增强型水力旋流器的可行性,设计加工了两种切向入口水力旋流器单体的室内样机,并搭建了一套完整的实验测试研究平台。实验对比了注气与非注气条件下两种水力旋流器的除油效率,并考察了不同操作参数变化对样机除油性能的影响。实验结果表明,注气时常规切向入口水力旋流器样机的除油效率比非注气条件下高5%~10%,在流量为1.6m~3/h、分流比为14%、注气比为20%时能保持较高的除油效率;注气时切向入口圆柱状水力旋流器的除油效率比非注气条件下高10%~20%,样机在流量为2m~3/h、分流比为20%、注气比为20%时能保持较高的除油效率。本文的理论与实验研究为气泡增强型水力旋流器的设计和优化提供了技术参考,为下一步电脱盐切水处理用静态旋流离心分离产品的工程化奠定了基础。