流体旋流器是一种常见的分离分级设备,常用离心沉降原理。当待分离的两相混合液以一定压力从旋流器周边切向进入旋流器内后,产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。由于粗颗粒与细颗粒之间存在粒度差,其受到离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同,受离心沉降作用,大部分粗颗粒经旋流器底流口排出,而大部分细颗粒由溢流管排出,从而达到分离分级目的。
作为离心力与重力复合力场的典型设备,因其结构简单、占地面积小、安装操作方便、运行成本低等优点而被广泛地用于诸多领域。
旋流器的基本原理是将具有一定密度差的液-液、液-固、液-气等两相或多相混合物在离心力的作用下进行分离。将混合液以一定的压力切向进入旋流器,在圆柱腔内产生高速旋转流场。混合物中密度大的组分在旋流场的作用下同时沿轴向向下运动,沿径向向外运动,在到达锥体段沿器壁向下运动,并由底流口排出,这样就形成了外旋涡流场;密度小的组分向中心轴线方向运动,并在轴线中心形成一向上运动的内涡旋,然后由溢流口排出,这样就达到了两相分离的目的。
水力旋流器自20世纪80年代末开始在国内出现,是一种离心分离装置,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年代旋流器发展成为主要的处理设备,用于矿砂的筛选及分级等。
水力旋流器的用途也由主要进行固-液分离扩展到不互溶介质的液-液分离、液-液-固分离及气-液-固三相分离等。我国许多油田也在积极地进行水力旋流器的试验与应用于采油废水的固液分离和油水分离的研究,并已显示出良好的前景。