聚结分离器主要是为液-液分离设计的，它含两种滤芯，即：聚滤芯和分离滤芯。比如在油品除水系统中，油品流入聚结分离器后，流经聚结滤芯，聚结滤芯滤除固体杂质，并将极小的水滴聚结成较大的水珠。绝大部分聚结后的水珠可以靠自重从油中分离除去，沉降到集水槽中。然后油品又流过分离滤芯，由于分离滤芯具有良好的亲油憎水性，从而进一步分离水分，终，洁净，无水的油品流出聚结分离器。
油品先由进口管进入过滤器壳体的下部，然后从外向内流过滤芯，这时较粗的颗粒便会立即沉淀下来，由排污阀放出，较小的颗粒被滤芯拦截。后洁净的油品经滤芯托盘汇集后，由出口管流出聚结分离器，随着被处理油量的增加，沉积在滤芯上的污染物会引起聚结器压差的上升。当压差上升到0.15Mpa时，说明聚结滤芯已被堵塞，应予更换。
原料进入过滤分离器后,汇集于铝制托盘，再分散进入聚结滤芯由里向外，格新步由过滤层滤除固体杂质，第二步通过破乳层,将乳化状态的油水分离,第三步由聚结层将微小的水滴聚结成大的水滴,沉降于集水槽内；然后未来得及聚结的小水滴靠分离滤芯的斥水作用进一步分离 沉降于沉淀槽，由排水阀排出。干净的燃料通过分离滤芯汇集于二级托盘，由过滤分离器的出口排出。
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