旋流分离器的理论研究

旋流分离器是以旋流分离技术为基础，在离心力的作用下利用两相或多相间的密度差实现相间分离的，是近年来迅速发展起来的一种分离设备。在企业生产过程中，也不可避免地涉及到混合介质的分离处理过程，在石油、化工、矿山、冶金等行业得到了越来越广泛的应用。

1、旋流分离设备：旋流器

工作原理

旋流器主体结构一般由入口段、圆柱段旋流腔、锥段、尾管段和出口管组成。锥段还可分为单锥和双锥，一般对于固-液、气-液和气-固旋流器为单锥，且通常无尾管;液-液旋流器通常为双锥结构，带尾管。

以固-液分离旋流器为例，含有固体颗粒的混合液以一定的入口速度进入旋流器后，在旋流器内部旋转而以涡流的形式存在。旋流腔内的混合介质边旋转边向旋流器的锥段运动，运动路线呈螺旋形态。介质在进入圆锥段后，由于内径的逐渐缩小，液体旋转速度逐步加快.在液体呈现涡流运动时，径向压力不等;旋流器边壁处的压力最高。由于旋流器的底流口径较小，使得液体无法全部从底流管排出，而旋流腔顶部有一溢流口，这样一部分净化后的液体向压力较低的中心处流动，呈螺旋状，边旋转边向溢流管处运动，即形成内旋流，并最终从溢流口排出。同时，固体颗粒受到离心力作用，当该力大于颗粒所受的液体阻力时，固体颗粒向旋流器边壁移动，与液体分开，并随部分液体由底流口排出。

2、分类

设备结构类型

(1)静态旋流器 即旋流器的外壳固定不动，全部结构也无任何运动部件，完全依靠入口的压力为内部流体提供旋转动力，进而实现分离。

(2)动态旋流器 即旋流器外壳由电动机带动旋转，入口液体只要流入旋流器即可工作.通常这种旋流器的分离效率更高，但需要外加动力源。

(3)复合式旋流器 它是一种将静态旋流器与动态旋流器相结合的新型结构，借鉴静态旋流器和动态旋流器的特点而发展起来的。

处理介质

(1)液-液水力旋流器 以油-水两相分离为例，又可分为脱油型水力旋流器和脱水型水力旋流器。

(2)固-液水力旋流器 如在油田去除钻井液泥浆中的固体杂质、去除污水中的固体颗粒杂质等。

(3)气-固旋流器 如旋风除尘器等。

(4)固-固旋流器 如采矿工业中应用的颗粒筛分旋流器等。

(5)气-液旋流器 去除液体介质中的少量气体，或者去除气体介质中的少量液体等。

(6)气-固-液三相分离旋流器 采用独特的结构设计，实现气体、液体和固体三相的同时分离，是一项很有前景的技术.基于该设计原理，还可以衍生出气-液-液(如气-油-水)三相分离旋流器等。还有其他一些关于旋流器的划分方法，如气携式旋流器、旋滤器等。