除油旋流器中的油滴粒径分布及其影响因素

分别采用等动量装置和压力缓冲装置对除油旋流器的进出口和器壁进行油水混合物的取样 ,并通过CILAS激光粒度分析仪对其粒径分布进行测量。

乳化剂、油浓度及油滴粒径对乳状液中油脂氧化稳定性的影响

以过氧化值(POV)为指标,研究了乳化剂类型、油浓度及油滴粒径对O/W乳状液中油脂氧化稳定性的影响。以用十二烷基硫酸钠(SDS)和Tween-80为乳化剂制备的含红花籽油的乳状液为研究对象,结果表明,乳化剂类型和油浓度对乳状液体系中油脂氧化有较显著的影响。用阴离子型表面活性剂SDS稳定的乳状液中的油脂氧化速率明显大于用非离子型Tween-80稳定的乳状液;随着油浓度下降,油脂氧化速率增大。油滴粒径和油脂氧化速率没有显著的相关性。

喷雾油滴粒径对柴油机NO_x生成浓度的影响

利用KIVA Ⅱ程序模拟了柴油机的燃烧过程,计算了缸内燃油蒸发量、燃烧温度和有害物质NOx的生成浓度。计算结果表明,当油滴粒径较小时,缸内温度变化平缓,高温区主要集中在喷油嘴附近;在油滴粒径增加的过程中,缸内逐渐出现明显的不均匀燃烧现象,产生了局部高温区,另一方面,局部高温区空气卷入量的不同,从而导致NOx排放量随着油滴粒径的增加而出现先增后减的变化趋势。

建立一种检测乳状液油滴粒径的方法

利用Turbiscan MA2000型分散稳定性分析仪建立检测油滴粒径的一种方法。通过对实验过程因素的控制,使测定结果的相对偏差不大于10%,可以满足实际生产和研究工作的需要。

乳状液的组成及油滴粒径对β-胡萝卜素生物接近度的影响

目的:研究乳状液中β-胡萝卜素的胶束化过程以及油滴粒径、油相含量和β-胡萝卜素质量分数对乳状液中β-胡萝卜素生物接近度的影响规律及可能机制。方法:采用静态体外消化法,以胶束化率为指标评估β-胡萝卜素的生物接近度。结果:肠消化阶段的前30 min是乳状液中β-胡萝卜素胶束化过程的重要阶段;在一定范围内,β-胡萝卜素的胶束化率(3.23%~10.87%)与乳状液油滴粒径(0.44~4.28μm)呈线性负相关;油相含量1%~20%范围内,β-胡萝卜素的胶束化率随油相含量增加呈'S'型增长趋势;β-胡萝卜素的胶束化率随其质量分数的增加(2~30 mg/100 g)先上升后降低,相应地胶束中β-胡萝卜素的绝对质量先上升而后进入平台期。

香辛料精油微胶囊化过程中油滴粒径的变化

研究了喷雾干燥法制备香辛料精油微胶囊工艺过程中各单元操作对油滴平均直径产生的影响，以及和包埋率的关系。

旋流器内油滴聚并破碎与粒径分布的数值模拟

为探究旋流器内油滴破碎聚并与粒径分布规律,该文采用欧拉-欧拉多相流模型、雷诺应力模型和群体平衡模型,对不同粒径组下油滴的体积浓度和粒径分布进行了模拟,并选取模拟其中一粒径组,分析了在轴向和径向上的分布规律。结果表明,在离散相体积浓度范围不变的情况下,分离效率在一定范围内随着入口油滴粒径的增大而提高;湍流能量耗散与油滴体积浓度成反比,在所有分离区域中,湍流能量耗散小的大锥段,油滴的体积浓度最大、油滴粒径上限较大,而小锥段则相反;从壁面到轴心,小粒径油滴由破碎产生占主导转变为聚并消失占主导,而大粒径油滴由破碎消失占主导转变为聚并产生占主导。

基于支持向量机的油滴识别及粒径分布特征提取算法

采用水下溢油模拟实验水槽装置模拟溢油工况,利用工业相机获取油滴图片,将图像分割后得到的油滴图片灰度值作为特征值,基于支持向量机(SVM)算法训练油滴识别模型,获得油滴的粒径分布特征。研究表明:SVM方法所训练模型在测试集样本识别中正确率为100%,在油滴图片识别中正确率超过95%,识别快速、结果可靠;处理相同数量的溢油图片,SVM算法比最大类间方差法(Otsu)用时更少,效率更高;处理204张油滴图片时,SVM算法的平均识别用时比Ostu算法快76.9%,累计识别用时比Ostu算法快74.5%。识别的油滴粒径在自然对数坐标系下呈线性分布,协方差R^2=0.8427,与经典的Rosin-Rammler粒径分布吻合。

NDM/Cu(OH)2油水分离膜的制备及分离效果分析

为提高Cu(OH)2泡沫铜的油水分离能力,将泡沫铜浸入正十二烷基硫醇(NDM)制得NDM/Cu(OH)2油水分离膜,经过NDM修饰后的泡沫铜实现了连续高效捕获微米级油滴的目的。研究结果表明:油水分离膜具有大约150μm孔径的Cu(OH)2孔状结构;相比未修饰油水分离膜,NDM修饰的油水分离膜的分离效果明显增加,均达95%以上。该研究有助于提高油水分离效果,为后续的应用测试奠定一定的理论基础。

入口形式对旋流器内油滴聚结特性影响研究

以等截面双切向入口旋流器以及轴向进液螺旋导流入口旋流器为研究对象,采用Euler-Euler双流体模型与群体平衡模型(population balancemodel, PBM)耦合方法,对两种旋流器结构开展数值模拟及分离性能实验,分析两种入口结构对旋流器内油滴聚结特性及分离性能的影响。结果表明:当处理量在2～6 m3?h-1、溢流分流比在10%～30%时,切向入口旋流器分离效率略高于轴向入口旋流器,两种结构最高效率均在99%以上;切向入口旋流器在入口通道内几乎不发生聚结现象,而轴向入口旋流器螺旋入口流道内聚结现象明显且沿流道方向逐渐增强;入口油滴粒径在20～50μm时,切向入口旋流器溢流口油滴粒径分布在91～98μm,底流口油滴粒径分布在87.5～91μm,两出口处油滴粒度分布均大于轴向入口旋流器,对油滴呈现出了较好的聚结效果。

水力聚结器内油滴聚结特性及运动行为分析

为了分析离散相油滴在水力聚结器内的运移轨迹以及聚结器流场特性对油滴聚结的影响,采用PBM-DPM耦合数值模拟方法获得了聚结器内速度场及油相体积分数的分布规律,掌握了聚结器旋流腔为油滴碰撞聚结的主要发生区域,但在螺旋流道及聚结内芯的近壁区域受较大时均速度梯度影响油滴出现明显的破碎现象。数值模拟结果表明:聚结器内部流场呈外部为准自由涡、内部为强制涡的复合涡旋流场特性,且沿内涡区流出的油滴较外涡区运动的油滴在聚结器内的停留时间更长,时间差值约为0.029 s;内涡区含油体积分数较高,增大了油滴间的碰撞概率,因此内涡区的油滴粒径较大,同时也受到更高的流场阻力,致使在油滴运动过程中速度衰减明显高于外涡区油滴。针对水力聚结器试验样机开展了聚结性能试验,对比了聚结器出口及入口的粒度分布,得出试验工况下聚结器可将入口处平均粒径为92μm的油滴增大到298μm。研究结果可为进一步揭示旋流聚结机理及设计出通过多场耦合作用来提高油水分离性能的新型设备与方法提供思路。

双支T形管内油滴聚结破碎特性分析

现有研究未对T形管内油滴的聚结破碎情况做进一步分析,且采用PBM模型研究双支T形管内油滴聚结破碎特性的研究尚未见报道。为此,采用CFD-PBM耦合方法对双支T形管内油滴聚结破碎行为及分离特性进行数值模拟分析,同时开展室内试验对模拟结果的准确性进行验证。研究结果表明:T形管支管内的油滴粒径大小受湍动能变化影响较大,湍动能由0.64 m^2/s 2减小到0.36 m^2/s 2时,油滴粒径由300μm增加到460μm,呈聚结状态,而湍动能由0.36 m^2/s 2增大到0.60 m^2/s 2时,油滴粒径由480μm降低到360μm,呈破碎状态;随支管高度的增加,其内部湍动能逐渐减弱而油滴粒径却逐渐增大;靠近入口的支管Ⅰ内部油相体积分数明显大于支管Ⅱ,且同一支管内左侧的油相体积分数也高于右侧;双支T形管的分离效率随支管出口分流比的增大呈先升高后降低的趋势,当分流比为50%时,分离效率达到最大值30.2%;最佳分流比条件下,处理量在2~4 m^3/h范围内变化时,T形管的分离效率呈逐渐降低趋势,由32.5%降低到25.0%。研究结果可为T形管结构的优化设计提供一定的理论指导。

污水处理流程中离心泵对油滴剪切状况的实测分析

油滴粒径大小是影响旋流器油水分离效率的关键因素之一。通过对油田旋流器污水处理流程中离心泵入口和出口油滴粒径的测定 ,认为离心泵对大于 1 50 μm的原油油滴的剪切率约为 81 % ,对小于 1 50μm的原油油滴的剪切率约为 57%。

一种管道式油滴聚并装置的性能研究

为了探讨管道式油滴聚并装置的性能特征,采用室内试验和计算流体力学方法,对装置内的流型变化特性进行了研究。试验研究中,为了获得管道式油滴聚并装置的最优油滴聚并方式,加工了3种聚结板结构。研究结果表明:当入口混合流速低于0.5 m/s时,能够实现流型的转换;当入口混合流速高于0.5 m/s时,分散相油滴经过管道式油滴聚并装置后能够增大。通过对不同聚结板结构参数、操作参数和物性参数的研究发现:在高入口流速下,平板式聚结板的聚并效果最优;当入口流速增大至将近3 m/s时,管道式油滴聚并装置内的油滴仍然有增大的效果;当聚结板的间距为20 mm时,油滴聚并效果最优;当聚结板的长度在1 m左右时,油滴聚并效果最优。管道式油滴聚并装置具有将小油滴聚并成大油滴的功能,可配套油水分离器使用从而提高分离器的分离性能。

浅层沉降技术强化立式气浮油水分离性能研究

采用高效紧凑型气浮技术对现有采出水处理设施进行升级改造,已经成为海上油田解决水处理设施满负荷甚至超负荷运行的重要手段。以提高单体设备处理效率和稳定性为目标,开展了浅层沉降技术强化立式气浮设备的初步结构设计,采用计算流体力学耦合群体平衡模型和实验测试等手段,研究探讨了浅层沉降强化立式气浮设备内浅层沉降流场分布特性和油水分离特性,并利用正交实验和单因素实验等方法分析了含油污水流量、污水水压、注气比、分流比等因素对浅层沉降强化立式气浮装置油水分离效率的影响规律。研究结果表明,较常规立式气旋浮设备等气浮设备,浅层沉降强化立式气浮设备的油水分离效率有明显提升,但锥台间水流分布不均性对油水分离效率影响较大。室内测试显示,在正交实验所得最优的工况参数组合条件下,即当污水水压为0.15 MPa,流量为1.0 m^(3)/h,分流比为5%,注气比为6%时,该设备对应的油水分离效率为84.6%。

水净化用油水分离NDM/Cu(OH)2纤维膜制备及效果实验

为了对水质中的油性物质进一步过滤净化,研制了一种多孔超亲油型正十二烷基硫醇纤维膜[NDM/Cu(OH)2纤维膜],以采集微小的油珠,从而达到水包油乳剂中连续、有效地捕捉到的微小油珠的效果。研究结果表明,无表面活性剂水包甲苯乳油的颗粒尺寸分布很均匀,0~65μm时以大颗粒为主;具有稳定的表面活性剂型的水包甲基苯乳液具有更好的微粒尺寸,为31μm和50μm。在油-水分离中,其分离效果大于99%。当油滴直径为16~28μm时,在0.1 mm的捕集槽间隔下,油-水分离机的分离效果大于99%,实现了对水性乳剂的处理。该研究有助于提高水净化效率,为后续的水质提纯起到一定的理论支撑作用。

旋风式油气分离器数值模拟与实验研究

针对旋风式油气分离器内高速旋转流场引起油滴与壁面碰撞而破碎,从而使分离效率降低的问题,设计了多种不同参数组合的旋风式分离器,对分离器内部气液两相流动及分离效率进行了数值模拟和实验研究,其中气相流场采用RNGkε-湍流模型,油滴运动轨迹采用分散相模型.同时,搭建了油气分离器性能试验台,对不同结构参数的旋风式油气分离器在不同工况下的分离效率进行了测试,并利用Malvern激光粒度分析仪对分离器进出口油滴粒径分布进行了测量与分析.研究结果表明,最佳的入口速度与参数组合使得分离器效率最高,对于直径大于25μm的油滴,旋风式分离器完全可以分离.旋风式分离器内部油滴分离的数值模拟与实验对比表明,采用考虑油滴破碎的分散相两相流模型的模拟结果与实验数据吻合良好.

射流空化技术处理乳化含油废水的研究

针对深度乳化的、高浓度含油废水,研究了一种有效的并能够回收油资源的物理化学方法——射流空化法。研究了不同油滴粒径尺寸、不同废水含油浓度、不同的表面活性剂含量以及不同射流空化强度与除油率的关系。实验结果表明在空化数为0.121的空化强度下,高浓度含油废水经过一次射流空化处理后,去除率可达85%;经过三次处理后去除率大于95%,并达到二级排放标准。该方法适于处理深度乳化的、高浓度的含油废水。

滨海环境颗粒物对分散溢油表面性质的影响

用室内实验模拟海洋环境的方法,研究了在不同颗粒物浓度和粒径、海水盐度以及pH值条件下,加入不同种类的颗粒物对胜利原油表面性质的影响;同时制备石油-悬浮颗粒物凝聚体(OSAs),并测定凝聚体中油滴平均粒径的大小。结果表明:随着悬浮颗粒物浓度的增加和颗粒物粒径的减小,油-水界面张力和Zeta电位逐渐减小;在加入不同颗粒物条件下油-水界面张力、Zeta电位和油滴粒径均随着海水盐度的增加而减小,加入高岭土时达到最小,分别为0.2 mN/m、-3.47 mV和8.6μm;油-水界面张力随pH值的增加先减小后增大,Zeta电位随pH值的增加先增大后减小,油-水界面张力最低值和Zeta电位最高值均在pH值为7～8时达到;消油剂和颗粒物共同作用条件下,油-水界面张力、Zeta电位和油滴粒径可分别降低至0.1 mN/m、-1.91 mV和1.9μm。

除油旋流器入口流量与基本性能的关系研究

对除油旋流器边壁的油滴粒径变化、旋流器的分离效率以及压力降与入口流量之间的关系进行了研究。结果表明 ,当入口流量达到一定程度时 ,旋流器边壁的平均粒径随入口流量的增加而降低 ,分离效率随入口流量的增加而增加。整个旋流器以及旋流器各段的压力降均与入口流量成指数关系 ,都随入口流量的增加而增加。在旋流器的压力损失中 ,进口、旋流腔及大锥段所占比例最大 ,且基本不随入口流量的变化而变化 ;小锥段次之 ,并随入口流量的增大而增大 ;直管段的压力损失所占的比例最小 ,它随入口流量的增大而不断降低。