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波蘭 Maritime 大學(xué)的研究人員在靜態(tài)旋流器中增設(shè)集砂裝置研究出一種新型的液-液-固三相分離旋流器。實(shí)驗(yàn)研究表明，該旋流器除油率和除砂率都在 97% 以上，應(yīng)用前景可觀。Elf Auitaine[45,46]將此申請，目前美國 Elf 公司的三相旋流器已進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段，受到了相關(guān)人士的關(guān)注。

R.CHANGIRWA 等將固-液旋流器及液-液旋流器結(jié)合到一起模擬計(jì)算油-砂-水三相分離旋流設(shè)備，主要特點(diǎn)是將旋流分離后的固體顆粒等雜質(zhì)由切向出口及時(shí)排出，如圖 1.4 所示，這種想法主要是考慮到固體顆粒等雜質(zhì)在分離過程中對旋流器等操作裝備會(huì)產(chǎn)生腐蝕、磨蝕等破壞的現(xiàn)象，并且對油水分離環(huán)境造成影響。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，為實(shí)現(xiàn)的油-水-砂三相分離，該旋流器在上半部實(shí)現(xiàn)液-液分離需要較低的入口速度，而在固-液分離時(shí)則需要較高的速度，所以為調(diào)節(jié)好這一關(guān)系，在上下部分連接的部分，即錐體段，選擇合適的錐角就非常的關(guān)鍵。由此不妨可以假設(shè)，對于氣-液-固密度差較大的三相介質(zhì)的分離，可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)入口速度以及連接處的錐角來得以實(shí)現(xiàn)分離。

放眼國內(nèi)，對三相旋流分離的研究也日益突出。如圖 1.5 所示，大連理工大學(xué)鄭娟設(shè)計(jì)的一種新型氣-液-固三相分離旋流器。結(jié)構(gòu)上可以明顯看出，此結(jié)構(gòu)結(jié)合了 GLCC的氣-液分離方式和集砂結(jié)構(gòu)。經(jīng)該旋流器分離的氣相介質(zhì)通過置于頂部的排氣管排出，密度較大的固相顆粒在離心力的作用下甩向邊壁后落入砂庫，在中心處的液相通過上方的排液管流出，最終實(shí)現(xiàn)氣-水-砂的三相分離。該旋流器的顯著特點(diǎn)是簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高效率的三相分離，并對操作環(huán)境要求低，具有良好的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

東北石油大學(xué)對固-液分離和氣-液分離的機(jī)理進(jìn)行了深入的研究分析，并將兩種分離結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起提出內(nèi)錐式氣-液-固三相分離旋流器。圖 1.6 是其結(jié)構(gòu)示意圖，混合介質(zhì)以一定的速度由雙切向入口進(jìn)入，在離心力作用下，密度最小的氣體顆粒邊旋轉(zhuǎn)邊向中心聚集，由頂部出口分離出去，在旋流腔中由于錐體的存在，分離空間逐漸縮小，離心力也隨之增大，對固、液的分離就越有利，輕質(zhì)油相通過錐體上的排液孔排出，重質(zhì)相的固體顆粒被甩向邊壁后由切向出口排出。能夠同時(shí)在一個(gè)小體積的旋流器中高效的實(shí)現(xiàn)氣、液、固的三相分離，并且根據(jù)各相的運(yùn)動(dòng)軌跡和流場特性在相應(yīng)位置開設(shè)相應(yīng)的排出口是該設(shè)計(jì)的之處。