HansJournalofChemicalEngineeringandTechnology化学工程与技术，2011,1,11-16HsnsiX斯http://dx.doi.org/10.12677/hjcet.2011.12003PublishedOnlineOctober2011(http://www.hanspub.org/Jouiiial/hjcet)EstablishingandAnatomizingwithRespecttoInclined-Plate(Pipe)SedimentationSeparationMathematicalModels#JaxinFu,JianZhang,XianqingYin,GuorongTan,WeiZhou^ollcgqefChemistryandfjiviromncntalEngineering,YangtzeUnixxjsity,Jingzhou2,32StatcKeyLaboratoryofOflshorcOilExploitation,Beijing3CNOOCResearchInstitute.BeijingEmail:fujiaxin201l@163.comReceived:Aug.30th,2011;revisedSep.30th,2011;acceptedOct.8th,2011.Abstract:Duringoilfieldproducedwatertreatment,theinclined-plate(orbeehivepipe)deoilingdevicewasusedtoenhancetheeffectofoil/waterseparation,removeexiguousoildropletsfromsewage.Thedesignandoptimizationoftheplate(pipe)structurewasnaturallythekeyofthedegreasingeffect.Therefore,accordingtosettlementtheoryandmathematicalanalysis,forthe3kindsofwatercurrentforms,thistextestablished8kindsofphysicalmodels,onthisbasis,3kindsofmathematicalmodelswerebuilttoprovidequantitativetheoreticalfoundationforoptimizingdesignoftheplate(pipe)structure・Atthesametime,relevantdesignparametersoftheinclinedplate(pipe)wereprobedintheresearch・Keywords:Inclincd-Platc(Pipe);SettlementModel;DesignParameters;ModelingandAnatomizing斜板（管）沉降分离数学模型的构建与剖析#付家新张健、卄1…2亠尹先清八樋怏^化学与环境工程学院，荆州2,3,周薇232海洋石油高效开发国家重点实验室，北京3中海油研究总院,北京Email:fujiaxin20ll@163.com收稿日期：2011年8月30日：修回日期:2011年9月30BI;录用日期:2011年10月8日摘要：在油出污水处理过程中，斜板（或斜管）除油器用于强化油水分离、去除污水中的细小油滴，斜板（管）工艺结构尺寸的设计与优化是影响斜板（管）除汕效率的关键。本文运用沉降理论，通过数学分析,针对3种水流形式，构建了8种物理模型，在此基础上建立了3套数学模型，为斜板（管）工艺结构的优化设计提供了可量化的理论依据；同时，对斜板（管）和关设计参数也进行了探讨。关键词：斜板（管）；沉降模型；设计参数；建模与剖析1・引言油1+1采油污水是一含冇固体杂质、液体杂质、溶解气体和溶解盐类等较为复杂的多相体系。按照污水处理的观点，这些杂质可分为悬浮固体、胶体、油类、溶解物质等儿大类。随着聚合物驱、聚-表二元复合驱及三元复合驱的逐步实施，采出液返聚现象口趋严^资助项目：国家科技重大专项（201IZX05024-004）。巫，这使得原木较为复杂的采出液体系变得更为复杂,导致油水分离及后续水处理的难度进一步加大［切。在油出污水处理过程中，斜板（管）沉降分离器是主要的除油分离设备，用以除去含油污水中的固体颗粒和液体油滴［3-6］。斜板（管）除油提高油水分离效率的依据主要是基TStokes沉降理论，这种理论忽略了紊流（即认为是层流）、进出口水流的不均匀性（即未考虑流速分布）以及颗粒下沉和油珠上浮过程中的絮凝聚并（即未考虑加速沉降）等因素，认为颗粒和汕滴是在理想状态（即未受干扰）下进行重力沉降而被分离的［3.7］考虑到有关斜板（管）除汕分离技术在汕山污水处理方面应川的报道甚少，可引用的文献非常有限，木文基于浅池沉淀理论，从斜板（管）除油机理出发，深度剖析了几种典型的沉降模型，并给出了斜板（管）和关设计参数优化的思路，为现场除油器设备设计和改（3］进提供理论上的支持。2•沉降模型从水流和斜板（管）的倾斜关系来划分，斜板（管）的布置方式町分为前向流、后向流、上向流、下向流和横向流（侧向流）五种。其中前向流和后向流用得很少，实际意义不人，工程上常川的是上向流、下向流与横向流［3,7］。现假定：1）斜板篇内）水流速度不变，并以平均流速U为代表；2）颗粒沉速U不变；3）被分离颗粒的临界粒径dij其沉速u乙间戚从Stokes定律，即dP=Kv。针対上向流...