旋流过滤器分离性能实验的研究.pdfVIP

第九届全国非均相分离技术学术交流会论文集 旋流过滤器分离性能实验研究 杨晓惠，刘仁桓，金有海 (中国石油大学(华东)，东营，257061) 摘要：在全面考察前人研究成果的基础上，提出了一种旋流过滤器的新结构．该结构以轴流导叶式水力 旋流器为原型，将其锥段和部分柱段改为多孔器壁。本研究针对这种旋流过滤器进行不同结构参数和操作 参数下的实验研究，并探索各参数对该旋流过滤器分离性能的影响规律，从而为进一步开发新型高效的旋 流设备提供理论依据．实验发现，小锥角、短简段的组合形式分离性能最优越，并总结出进科浓度和底流 率对分离性能的影响规律． 关键词：旋流过滤器：轴流式；固液分离：实验研究 l前言 旋流分离器是一种应用广泛的湿法分离设备。它具有结构简单、操作和安装方便、生产 能力大等优点Il J。但是由于其内部流场的特点也决定了它分离性能的不完善性，限制了它的 分离精度。因此，许多学者都致力于旋流器的开发和研究，出现了许多新的结构形式，其功 能也更加完善12I[31。 旋流过滤器就是一种将旋流器和过滤器的分离机理相结合的新型分离设备。首先，作为 一台旋流器来看，它增加了一股过滤流，分级能力更强；其次，作为一台过滤器来看。由于 内部流体的高速旋转运动，阻止了滤饼的生成，可以实现连续操作141。旋流过滤器的优越性 显著，具有广阔的发展空间。在全面考察前人研究成果的基础上，本文设计了一种直径为 50mm的旋流过滤器，对其结构进行优化组合。并对其分离性能进行实验研究。 2旋流过滤器工作原理 旋流过滤器(见图1)包括两个分离操作过程：一是普通旋流器的离心沉降分离，一是 在过滤器壁上发生的过滤分离。悬浮液沿轴向进入装置，在导向叶片的作用下变低速的直线 流为高速的旋转流悯慷朗硼氟。密度较大的同体颗粒在离心力的作用一Fr钔,b迁移剑器肇，其 中的部分液体穿过多孔介质，成为过滤流；剩．卜．的粗粒流在重力和液流的带动卜．沿锥体向下 运动，从底流口排出；而密度较小的细颗粒则向内迁移，经上部溢流口排出。 过滤筒 过滤锥 ，／ 过滤液 溢流液厂——■≮-一—r～～～～～ _一 一1二=二=—_=L。一。——一二j一 —1二二：二王一—二一一一一一一一。o_1—+_’——--。———≥一一——一一 底流液，‘ht，‰fl■ — U f 进料液 图I旋流过滤器结构示意图 3实验装置及测试方法， 3．1实验装置及物料 。 旋流过滤器实验装置如图2所示。整个装置主要由供料系统、流体管道系统、泵、旋流 过滤器及测量系统五部分组成。料罐中的悬浮液经搅拌器充分搅拌均匀后，由漩涡泵吸入， 118 第九届全国非均相分离技术学术交流会论文集 经玻璃转子流量计和流体管路系统进入旋流过滤器。分离后的溢流液经流量计和管路系统流 回到料罐，底流液则经管路系统直接返回料罐，过滤液经量筒计时收液后倒回料罐。 量 图2实验装置流程图 ’ 1．料罐2．搅拌器3．入口压力表4．入1：3玻璃转子流量计5．阀门6．漩涡泵 7．底流压力表8．溢流压力表9．旋流过滤器IO．量筒11．溢流玻璃转子流量计 实验用旋流过滤器直径D面50mm，采用不锈钢复合丝网(51am)和有机玻璃制成，如 图l所示．实验用介质为清水，物料为滑石粉(比尹l 1．73tam)。 3．2测试方法 实验中流量、压力数据均