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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 被引量：50
1
作者 陆耀军 周力行 沈熊 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期105-109,共5页
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 ... 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 。 展开更多
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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旋流式井下油水分离同井注采技术发展现状及展望 被引量：66
2
作者 刘合 高扬 +2 位作者 裴晓含 郑国兴 郑立臣 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期463-471,共9页
井下油水分离同井注采技术是实现高含水油田经济稳定开发的有效措施,经过几十年发展,形成了旋流分离、重力沉降等多种井下油水分离方式,发展出与之配套的离心泵、螺杆泵、有杆泵等动力系统和封隔系统。但同时也在技术稳定性、可靠性上... 井下油水分离同井注采技术是实现高含水油田经济稳定开发的有效措施,经过几十年发展,形成了旋流分离、重力沉降等多种井下油水分离方式,发展出与之配套的离心泵、螺杆泵、有杆泵等动力系统和封隔系统。但同时也在技术稳定性、可靠性上存在诸多问题,使用范围受到介质参数、工艺特点、油藏数据等多方面的影响,技术推广应用受到限制。随着技术的不断进步,井下油水分离同井注采技术将向着高效、稳定、小型化、低成本、智能化方向发展:研制轴向导流入口水力旋流器,适应139.7 mm(5-1/2″)套管井的应用;开展三次曲线和內锥水力旋流器、多级串联水力旋流器等分离装置研究和应用,提高油水分离效果;开发模块化水力旋流器技术,降低制造成本;研究同井注采系统优化配套技术,提高故障诊断和远程监控水平;提高技术适应性,通过区块应用,实现工程技术对油藏的调节作用,达到稳油控水、节能降耗的目的,形成“井下工厂”开发新模式,引领“第四代”采油技术的发展。 展开更多
关键词 井下油水分离 同井注采 水力旋流器 旋流分离 高含水 展望
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旋流分离技术研究进展 被引量：61
3
作者 赵立新 蒋明虎 孙德智 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1118-1123,共6页
介绍了旋流分离技术的研究进展,包括水力旋流器的结构形式与结构参数、新结构类型、主要水力学参数、混合液性质及流量稳定性、材料与制造技术、磨损与腐蚀及旋流分离应用技术的研究进展等,还对旋流分离技术的发展趋势作了简要分析。研... 介绍了旋流分离技术的研究进展,包括水力旋流器的结构形式与结构参数、新结构类型、主要水力学参数、混合液性质及流量稳定性、材料与制造技术、磨损与腐蚀及旋流分离应用技术的研究进展等,还对旋流分离技术的发展趋势作了简要分析。研究表明,随着人们对旋流分离技术的不断开发,其在石油、化工等行业得到了越来越广泛的应用。 展开更多
关键词 旋流 结构 应用 分离技术
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基于网格无关性与时间独立性的数值模拟可靠性的验证方法 被引量：62
4
作者 冯静安 唐小琦 +2 位作者 王卫兵 应锐 张亭 《石河子大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第1期52-56,共5页
数值模拟的可靠性验证是判断数值模拟可信度的重要方面。本文以水力旋流器一般研究中的纯水相仿真和多相流仿真为例,对数值模拟中的可靠性验证方法进行研究,探究Gambit下网格模型划分、网格质量检验方法、Fluent仿真方法、仿真中的边界... 数值模拟的可靠性验证是判断数值模拟可信度的重要方面。本文以水力旋流器一般研究中的纯水相仿真和多相流仿真为例,对数值模拟中的可靠性验证方法进行研究,探究Gambit下网格模型划分、网格质量检验方法、Fluent仿真方法、仿真中的边界条件设置方法、相关参数计算方法,并以此为基础对数值模拟可靠性验证中的网格无关性与时间独立性检验方法进行研究,分析了网格数量与时间步长对水力旋流器压力、速度、流量模拟结果的影响特性,探讨了网格数量与时间步长的确定方法。研究结果表明:以60 mm水力旋流器为例,网格数量不应低于15万;流量的计算较压力、速度的计算对时间步长具有更高的要求,一般精度要求下,计算压力、速度,时间步长不宜低于0.005 s,对于流量计算及压力、速度的高精度计算,时间步长不宜低于0.0001 s。 展开更多
关键词 CFD 数值模拟 可靠性验证 网格质量 网格无关性 时间独立性 水力旋流器
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水力旋流器湍流流动的数值模拟 被引量：34
5
作者 邹宽 杨茉 +4 位作者 曹玮 胡利光 林高平 章立新 林宗虎 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期127-129,共3页
本文采用雷诺应力模型计算了水力旋流器的水相湍流流场,计算结果与实验数据吻合很好。与相关文献中采用修正的κ-ε模型的计算结果比较,本文采用雷诺应力模型的计算结果更接近于实验结果。计算得到了水力旋流器内的流线图、等压线以及... 本文采用雷诺应力模型计算了水力旋流器的水相湍流流场,计算结果与实验数据吻合很好。与相关文献中采用修正的κ-ε模型的计算结果比较,本文采用雷诺应力模型的计算结果更接近于实验结果。计算得到了水力旋流器内的流线图、等压线以及零速包络面。 展开更多
关键词 水力旋流器 数值模拟 湍流
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基于CFD-DEM耦合的水力旋流器水沙运动三维数值模拟 被引量：44
6
作者 喻黎明 邹小艳 +3 位作者 谭弘 严为光 陈立志 熊子维 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期126-132,共7页
针对水力旋流器内流场运动复杂、沙粒运动规律难以掌握的问题,运用基于颗粒动力学理论的欧拉-拉格朗日液固多相湍流模型,对水力旋流器内的水沙两相三维流动进行了CFD-DEM耦合数值模拟研究,分析了水力旋流器内单个沙粒的轨迹线、速度和... 针对水力旋流器内流场运动复杂、沙粒运动规律难以掌握的问题,运用基于颗粒动力学理论的欧拉-拉格朗日液固多相湍流模型,对水力旋流器内的水沙两相三维流动进行了CFD-DEM耦合数值模拟研究,分析了水力旋流器内单个沙粒的轨迹线、速度和沙粒群的运动规律、分布特性等。模拟结果表明,沙粒粒径越小,沙粒向下运行的距离越短,越容易从下降流中进入到上升流中,越难以分离。粒径为40μm的沙粒,在圆柱体与圆锥体交界面处出现沙粒峰值,分离效果易受影响,而50μm和60μm沙粒在圆锥体部分出现峰值,具有较好的分离效果。通过跟踪单个沙粒和沙粒群的运动可知,沙粒在圆柱体内主要作圆周运动,进入到圆锥体部分,沙粒既有圆周运动,又有明显的进入沉沙口的直线运动。分析大量沙粒个体和群体运动以及群体分布情况能从微观角度了解水力旋流器的分离效率,是水力旋流器性能研究的有效手段。 展开更多
关键词 水力旋流器 水沙运动 离散元法 计算流体力学 耦合 数值模拟
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聚合物驱采出水处理工艺研究 被引量：31
7
作者 夏福军 张宝良 邓述波 《油气田环境保护》 CAS 2001年第3期34-36,共3页
聚合物驱油技术在大庆油田得到广泛应用,由于采出水粘度大、油珠粒径小,其处理难度大于油田常规水驱采出水。通过对聚合物驱采出水的特性分析,并在现场分别进行了以横向流除油器(串联DTH聚结器)和水力旋流器为主体的工艺试验。其工艺参... 聚合物驱油技术在大庆油田得到广泛应用,由于采出水粘度大、油珠粒径小,其处理难度大于油田常规水驱采出水。通过对聚合物驱采出水的特性分析,并在现场分别进行了以横向流除油器(串联DTH聚结器)和水力旋流器为主体的工艺试验。其工艺参数分别为:横向流除油器和DTH聚结除油器的处理量均为85 m3/h,有效停留时间为2.4 h。过滤器为石英砂、磁铁矿双层滤料,处理量为20 m3/h,过滤周期24 h,反冲洗时间为15 min,一次和二次过滤的滤速分别为12 m3/h和8 m3/h。试验结果表明:两种工艺均可代替现有的沉降过滤工艺处理聚合物驱采出水。 展开更多
关键词 聚合物驱油 采出水 油田 横向流除油器 水力旋流器 过滤 工艺 废水处理
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水力旋流器压降及压力分布特性的数值模拟 被引量：20
8
作者 李玉星 冯叔初 +1 位作者 李安星 李付玉 《流体机械》 CSCD 2002年第10期15-19,共5页
利用数值模拟技术 ,研究了水力旋流器内的压降及压力分布特性 ,计算得到的各种旋流管的压降结果和实测值吻合较好 ,其相对误差不超过 15 % ;径向压力梯度的计算结果表明 :圆筒段不利于分离 ;大锥段有利于油滴向轴心方向运移 ,尾直管是... 利用数值模拟技术 ,研究了水力旋流器内的压降及压力分布特性 ,计算得到的各种旋流管的压降结果和实测值吻合较好 ,其相对误差不超过 15 % ;径向压力梯度的计算结果表明 :圆筒段不利于分离 ;大锥段有利于油滴向轴心方向运移 ,尾直管是油滴向轴心移动的低效区。旋流管各段压降所占比例基本上不随流量变化而变化 ,其中圆筒段最小 ,小锥段最大 。 展开更多
关键词 水力旋流器 压降 压力分布 数值模拟
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水力旋流器分离效率影响因素的研究进展 被引量：36
9
作者 刘杨 王振波 《流体机械》 CSCD 北大核心 2016年第2期39-42,共4页
旋流器分离效率的影响因素有结构参数、操作参数和物性参数。结构改进和新型旋流器对油水分离效率有较大改善,但提高潜力有限;操作参数的优化可以达到最高分离效率,但受结构和物性限制;油水性质是影响分离效率的决定因素。对油水物性的... 旋流器分离效率的影响因素有结构参数、操作参数和物性参数。结构改进和新型旋流器对油水分离效率有较大改善,但提高潜力有限;操作参数的优化可以达到最高分离效率,但受结构和物性限制;油水性质是影响分离效率的决定因素。对油水物性的研究和改善将是未来旋流器发展的方向。 展开更多
关键词 旋流器 影响因素 分离效率
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液—液旋流分离管中强旋湍流的RNGk-ε数值模拟 被引量：22
10
作者 陆耀军 周力行 沈熊 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 1999年第3期325-333,共9页
在高雷诺数时， Ｒ Ｎ Ｇ ｋε模型在形式上与标准ｋε模型基本相同，其区别主要是在 ε方程中增加了一个附加生成项。当流动快速畸变时该项迅速增大，由此改善了对旋转流、浮力流等较复杂湍流的预报能力。本文应用该模型对液—液... 在高雷诺数时， Ｒ Ｎ Ｇ ｋε模型在形式上与标准ｋε模型基本相同，其区别主要是在 ε方程中增加了一个附加生成项。当流动快速畸变时该项迅速增大，由此改善了对旋转流、浮力流等较复杂湍流的预报能力。本文应用该模型对液—液旋流分离管中强旋湍流场的数值计算结果表明，其结果虽较标准ｋε模型有所改善，但同实际值间仍存在定性上的不合理性，因此，要在更大程度上改进对液—液旋流分离管中强旋湍流的预报，必须放弃基于各向同性假设的湍流模型，转而采用能够反映各向异性特性的高级模型如代数应力模型或雷诺应力模型等。 展开更多
关键词 旋流器 液液分离 湍流模型 数值模拟 速度场
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两种入口结构旋流器性能对比试验研究 被引量：31
11
作者 丁旭明 王振波 金有海 《化工机械》 CAS 2005年第2期69-71,87,共4页
研究了两种入口方式对旋流器分离性能的影响。通过对比试验发现,新型入口结构的旋流器可以在不降低分离效率及处理量的情况下减少旋流器内的压力损失,具有降低能耗的作用。
关键词 旋流器 对比试验 能耗 分离效率
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旋流器流场的数值模拟及对流场特性的分析 被引量：28
12
作者 王志斌 陈文梅 +3 位作者 褚良银 周先桃 黄维菊 王升贵 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期59-64,共6页
旋流器内的流场对分离性能有很大的影响,由于受到各种因素的制约,各使用条件下的旋流器内部流场不可能完全由试验的方式来确定,因此采用数值模拟不失为一种有效的方法,在此液相采雷诺应力模型(RSM)和SIMPLEC算法,对水力旋流器内部流场... 旋流器内的流场对分离性能有很大的影响,由于受到各种因素的制约,各使用条件下的旋流器内部流场不可能完全由试验的方式来确定,因此采用数值模拟不失为一种有效的方法,在此液相采雷诺应力模型(RSM)和SIMPLEC算法,对水力旋流器内部流场进行了数值模拟计算,根据计算结果对旋流器内三维速度分布提出了一些新的认识,并分析了旋流器内出现速度缓变区原因,这将导致颗粒富集而出现高浓度区进而影响分离效率;此外,模拟结果显示除了进出口区域外,在分离主体部分的流场也存在着不对称性和不稳定性,这种不对称性和不稳定性受进口速度、进口结构布置以及旋流器锥角的影响;模拟结果还显示在空气柱中心处从底流口至溢流口方向上存在着压力梯度,这将是空气在空气柱内流动的推动力之一,以上的这些特性对进一步充分认识旋流器的分离机理提供了一些依据。 展开更多
关键词 水力旋流器 雷诺应力模型 数值模拟 流场特征
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水力旋流器流场的数值模拟研究 被引量：28
13
作者 魏新利 张海红 +2 位作者 王定标 吴金星 刘宏 《热科学与技术》 CAS CSCD 2005年第2期164-168,共5页
用计算流体力学软件FLUENT,采用RSM模型对油水分离用水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点,且与他人实验结果吻合较好,说明该湍流模型和算法是可行的;旋流器上游区内流体紊流现象严重,两侧有循环... 用计算流体力学软件FLUENT,采用RSM模型对油水分离用水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点,且与他人实验结果吻合较好,说明该湍流模型和算法是可行的;旋流器上游区内流体紊流现象严重,两侧有循环流存在,这都对两相分离不利,应改进结构以改变这种流动形式;另外还对油-水两相流场进行了研究,初步揭示了液-液两相分离的现象,这都为进一步研究旋流器的结构优化提供了参考。 展开更多
关键词 水力旋流器 数值模拟研究 FLUENT 计算流体力学 两相分离 RSM模型 油水分离 模拟结果 湍流模型 流动形式 改进结构 两相流场 结构优化 内流体 循环流 液-液
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水力旋流器湍流数值模拟及湍流结构 被引量：18
14
作者 褚良银 陈文梅 +2 位作者 李晓钟 杨柳 吴持恭 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期107-113,共7页
采用湍流代数应力模型对水力族流器内湍流场进行了数值模拟，数值计算结果验证了实测数据。用数值计算与实验研究相结合的方法深入揭示了旋流器内的湍流结构，结果表明，旋流器内湍动能分布呈两边高中间低的不对称鞍形;;湍动能耗散率分... 采用湍流代数应力模型对水力族流器内湍流场进行了数值模拟，数值计算结果验证了实测数据。用数值计算与实验研究相结合的方法深入揭示了旋流器内的湍流结构，结果表明，旋流器内湍动能分布呈两边高中间低的不对称鞍形;;湍动能耗散率分布与湍动能的分布有十分相似的现律;;溢流管端以下内旋流区域中湍流压力脉动强度以及压力相对脉动强度均很大。 展开更多
关键词 水力旋流器 数值模拟 湍流结构 旋流器
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水力旋流器处理聚合物驱含油污水的研究 被引量：17
15
作者 夏福军 邓述波 张宝良 《工业水处理》 CAS CSCD 2002年第2期14-16,62,共4页
聚合物驱含油污水具有粘度大、油珠粒径小的特性 ,处理难度比水驱含油污水大得多。通过现场试验改进了水力旋流器的结构 ,并优化了操作参数 ,使其更适合处理聚合物驱含油污水。现场工艺试验表明 ,含油量小于 2 0 0 0mg/L的来水 ,经水力... 聚合物驱含油污水具有粘度大、油珠粒径小的特性 ,处理难度比水驱含油污水大得多。通过现场试验改进了水力旋流器的结构 ,并优化了操作参数 ,使其更适合处理聚合物驱含油污水。现场工艺试验表明 ,含油量小于 2 0 0 0mg/L的来水 ,经水力旋流器处理后 ,含油量降为 15 3mg/L以下 。 展开更多
关键词 水力旋流器 聚合物驱 含油污水 油气田 废水处理 驱油
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水力旋流器溢流管结构对微细颗粒分离的影响 被引量：29
16
作者 刘鸿雁 王亚 +1 位作者 韩天龙 黄青山 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1921-1931,共11页
针对直径为50 mm的小直径水力旋流器,考察了溢流管插入深度和壁厚以及进口流量对微细物料分离效率的影响,并利用正交分析法得到了溢流管最优的插入深度、壁厚及最适的进口流量。此外,考察了两种套筒式溢流管对水力旋流器分离性能的影响... 针对直径为50 mm的小直径水力旋流器,考察了溢流管插入深度和壁厚以及进口流量对微细物料分离效率的影响,并利用正交分析法得到了溢流管最优的插入深度、壁厚及最适的进口流量。此外,考察了两种套筒式溢流管对水力旋流器分离性能的影响。最后,在最优溢流管结构的基础上,探讨了分流比对分离效率的影响。结果表明:水力旋流器的直筒段具有一定的分离作用;对于微细物料的分离,溢流管采用薄壁且插入深度与水力旋流器直筒段长度相当的设计,有利于提高微细颗粒的分离效率。针对水力旋流器溢流管插入深度与其直径的最佳比例,小直径水力旋流器的比大直径水力旋流器的大,表明它们的分离行为存在着较大的差异。 展开更多
关键词 分离 粒度分布 流动 水力旋流器 溢流管 分离效率 粒级分离效率
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油水分离用水力旋流器内部流场的数值模拟 被引量：17
17
作者 王尊策 时培明 张淑艳 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2004年第6期39-41,共3页
数值模拟了油水分离用水力旋流器油水两相流,分析了水力旋流器内部油相体积浓度分布、油相滑移速度分布以及不同流量下的分离效率,得到了水力旋流器内部流场的分布规律和油水两相流的分离特性.数值模拟计算得到的分离效率与实测分离效... 数值模拟了油水分离用水力旋流器油水两相流,分析了水力旋流器内部油相体积浓度分布、油相滑移速度分布以及不同流量下的分离效率,得到了水力旋流器内部流场的分布规律和油水两相流的分离特性.数值模拟计算得到的分离效率与实测分离效率结果比较,相对误差在±7%以内,数值计算结果可靠. 展开更多
关键词 油水分离 水力旋流器 数值模拟 滑移速度
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CFD在液液水力旋流器入口结构及尺寸优化中的应用 被引量：13
18
作者 李玉星 张劲松 +1 位作者 冯叔初 单永波 《化工机械》 CAS 2002年第1期11-14,共4页
根据计算流体力学 (CFD)的原理和方法 ,以流场数值模拟为基础 ,本文研究了旋流器的各组成部分在分离中所起的作用 ,首次定量描述了旋流器内、外旋流压力 ,径向压力梯度和弗劳德准数沿管长的变化 ,并分析了旋流管各部件对分离性能及能耗... 根据计算流体力学 (CFD)的原理和方法 ,以流场数值模拟为基础 ,本文研究了旋流器的各组成部分在分离中所起的作用 ,首次定量描述了旋流器内、外旋流压力 ,径向压力梯度和弗劳德准数沿管长的变化 ,并分析了旋流管各部件对分离性能及能耗的影响 。 展开更多
关键词 旋流器 液液分离 优化 数值模拟 计算流体力学 CFD 结构
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水力旋流器结构形式及参数关系研究 被引量：27
19
作者 刘晓敏 檀润华 +1 位作者 蒋明虎 王尊策 《机械设计》 CSCD 北大核心 2005年第2期26-29,共4页
目前,水力旋流器在油田采出液预分离和含油污水处理中逐步推广应用。水力旋流器具有结构简单紧凑、效率高、体积及占地面积小等优点。对水力旋流器结构及参数关系进行了分析。通过改进与优选水力旋流器结构,得到旋流器单体的双入口结构... 目前,水力旋流器在油田采出液预分离和含油污水处理中逐步推广应用。水力旋流器具有结构简单紧凑、效率高、体积及占地面积小等优点。对水力旋流器结构及参数关系进行了分析。通过改进与优选水力旋流器结构,得到旋流器单体的双入口结构理想型式为反涡线、大小锥段为圆弧过渡形式。同时简要分析了高次曲线与正余切曲线结构的锥段过渡形式,确定出合理的水力旋流器单体旋流腔长度为65 mm。经过理论研究和对比试验发现,具有结构参数关系模型的水力旋流器较常规结构的水力旋流器有更高的分离效率。 展开更多
关键词 水力旋流器 分离效率 入口 锥段 溢流管 旋流腔 底流管
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含油污水高效处理系统试验研究 被引量：21
20
作者 蒋明虎 赵立新 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期45-47,共3页
介绍了油田含油污水处理现状、现有处理技术及其发展情况。描述了污水处理及采出液处理现场实验工艺流程及主要试验内容。试验发现 ,当入口含油浓度在 6 0 0mg/L左右时 ,旋流处理后可降到 6 0mg/L ,再经气浮处理可降到 2 0mg/L左右 ;当... 介绍了油田含油污水处理现状、现有处理技术及其发展情况。描述了污水处理及采出液处理现场实验工艺流程及主要试验内容。试验发现 ,当入口含油浓度在 6 0 0mg/L左右时 ,旋流处理后可降到 6 0mg/L ,再经气浮处理可降到 2 0mg/L左右 ;当入口含油在 2 5 0 0mg/L左右时 ,旋流处理后可降到 6 0 0mg/L ;若经气浮处理可降到 2 5 0mg/L左右。实际应用中应根据客观条件合理选择分离设备及其配套设备 。 展开更多
关键词 油田 水力旋流器 含油污水处理系统 气浮选 油水分离
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