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水力旋流器自1891出现到现在已有100多年的历史了,它是利用不互溶介质间的密度差而进行离心分离的。在20世纪60年代,旋流器成为矿砂的筛选和分级的主要处理设备。近二十年来,水力旋流器的应用由主要进行固-液分离,扩展到不互溶介质的液-液分离及气-液-固三相分离等。我国许多化工厂也在积极地进行水力旋流器的实验与应用,并已显示出良好的前景。尽管对水力旋流分离技术的研究不断深入,但将水力旋流器用于高浓度固-液分离尚未见报道。 在煤炼油工艺中,催化剂在油品中的质量分率为20%左右,后续的过滤设备负荷重、占地大、投资多、且生产能力低,这些都制约了煤炼油的发展,为此,研究出高效的适合高浓度固-液分离水力旋流器成为一种很迫切的研究方向。 本论文设计和制造几组固-液水力旋流器,在实验台对固-液水力旋流器分别进行分离性能研究,并在实验中对旋流器结构进行优选。初步解决了适合高浓度固-液分离水力旋流器的设计与放大问题,得出一整套适合高浓度固-液分离水力旋流器简体直径与各部分尺寸匹配的经验关联式,可供工程设计参考。本研究找出了分离效率、压降与分流比之间的关系,针对高浓度固-液分离,得出“适宜分流比”的概念,区别于以往文献中分流比越小越好的理论。 本研究达到了煤制油对旋流器分离效率达到60%~70%的要求,其分离效率可达80%以上。本研究拓宽了固-液水力旋流器的应用领域,这将为固-液分离用水力旋流器性能的提高与推广做出贡献。