空氣噴射旋流閃浮器的製作方法

2023-05-31 00:30:41

專利名稱：空氣噴射旋流閃浮器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種含油汙水處理技術領域，特別涉及一種利用旋流原理設計的油水分離裝置。
背景技術：
在石油開採和加工過程中，能產生大量含油汙水。含油汙水主要包括有油田採出水、洗鹽廢水、洗井水、煉油汙水等。它的特點是產生量大；成分複雜，含油汙水中含有油以外，通常還含有COD、揮發酚、硫化物等汙染物。含油汙水達標處理，是一件非常艱巨的工作。
目前，國內外去除含油廢水中的石油類物質，所使用的方法有1、物理法除油，包括立式除油罐、斜板除油罐、粗粒化罐等；2、混凝除油、浮選，包括溶氣浮選、充氣浮選等；3、旋流器以及過濾除油，以砂濾、核桃殼過濾為主。我國普遍採用除油、過濾兩段流程去除汙水中的石油類和懸浮物。如公告號為2276379的中國專利，公開了一種原油預脫水和汙水除油水力旋流器。是由進液腔、管板、圓筒渦旋段、出油腔、排油孔、加速段、直管段及出水腔組成。特徵是水力旋流管由兩個直線管段，即圓筒渦旋段、直管段和一個錐管加速段組成。加速段位於圓筒渦旋段和直管段的中間，排油孔位於旋流管頂部，直接從管板中伸出。這種水力旋流器的旋流管為單錐型，由圓筒渦旋段、加速段(錐管)和直管段組成，排油孔布置在旋流管頂部。特點是降低了流體通過旋流管的壓力降、提高分離效率。該原油預脫水和汙水除油水力旋流器僅採用圓筒渦旋段、直管段和一個錐管加速段分離除油，分離效率仍然不能滿足要求。
為使除油裝置高效、小型化、預製化，除了研究聚結除油(粗粒化)裝置外，近年來引進了美國WEMCO公司的CAF浮選機、旋流器以及高速除油過濾裝置，但由於國內油田含油汙水成份複雜，也未達到預期效果，各種方法都存在著分離效果不足的缺點。因此，開發高效率的除油技術，對降低運行成本和投資成本低、縮短工藝流程的新型油田採出水除油工藝是油田環保工作急需解決的問題。

發明內容
為了適應國內油田含油汙水成份複雜的實際情況，克服現有含油汙水處理設備分離效率低的不足，本實用新型的目的在於提供一種空氣噴射旋流閃浮器，該空氣噴射旋流閃浮器能在同一設備內完成分散油和乳化油的分離，並且能提高含油汙水中石油類的去除效率，縮短含油汙水處理流程，實現含油汙水的高效和經濟的處理。開發出一種經濟性好、佔地面積小、可以實現去除分散油、乳化油，具有廣泛應用領域的新型含油汙水處理設備，以替代現有的浮選單元，力爭同時代替隔油單元，使含油汙水物理段設施的投資降低，降低汙水處理的操作成本。
本實用新型採用的技術方案是空氣噴射旋流閃浮器主要由入口段、柱段、底流段和溢流管所組成。入口段為圓筒形，在入口段側壁上有切線方向進入的汙水入口。入口段頂有頂蓋，頂蓋中心固定有溢流管。入口段下法蘭連接柱段。柱段為汙水進入設備的關鍵部分，該段可以保證汙水能夠沿設備的切線方向進入設備內部，使液體在設備內部高速旋轉起來，柱段為一個兩端有法蘭的圓筒。柱段內通過環形固定架固定有圓筒狀的多孔材料管。柱段圓筒與多孔材料管之間形成環形空間。在柱段圓筒壁上有壓縮空氣入口，壓縮空氣能從壓縮空氣入口進入柱段圓筒與多孔材料管之間的環形空間，並通過多孔材料管管壁進入多孔材料管內。柱段下法蘭和底流段上法蘭之間固定有底盤。底盤為圓盤形，底盤中心有孔。底流段為筒狀，底流段下部固定有調節盤。調節盤中心螺孔有調節杆。調節杆端部連接一個調節塊。在底流段底部有清水出口。
為了調節溢流管伸進入口段的長度，溢流管外壁可以有螺紋，頂蓋與溢流管之間螺紋配合。通過旋轉溢流管，達到調節溢流管伸進入口段的長度的目的。
為了使多孔材料管固定更牢固可靠，固定架設置在多孔材料管的兩端外壁上。
為了有效調節出水流量，調節塊為圓柱狀，端部為圓臺錐形。
所述的多孔材料管採用鈦材料製作成。
入口段是液體的進入段，液體在此段進入並在筒內高速旋轉。柱段是氣體的分散段，同時還是實現油水分離的部分，將進入多孔材料管的氣體切割成微小的氣泡，水中的油滴與微小氣泡結合，由於密度差的原因，密度小的氣泡、油滴以及二者的結合體逐漸向柱體中心移動，在壓力的作用下向上移動從溢流管排出，形成浮渣。除去油的水由於密度較大逐漸向柱壁移動，並在壓力下向下移動，從底流段排出，成為處理後的清水排出。通過調節調節杆可以改變底流出口的當量直徑，從而控制溢流口和底流的流量，從而控制工況和出水水質。整個設備沒有轉動部件，非常易於維護。該處理器耐衝擊負荷能力強，能全面去除分散油和乳化油，產生的浮渣量也較小，是一種高效的環境友好汙水處理設備。
針對含油汙水中油既以分散油形式存在，又以乳化油形式存在的特點，選擇集旋流器與浮選特點於一身的空氣噴射旋流閃浮技術來同時實現水中分散油和乳化油的去除。汙水從閃浮設備的上部汙水入口沿切線方向加壓進入入口段，在設備內腔產生高速旋轉並整體向下移動，設備的柱段是加壓空氣腔，空氣腔外接壓縮空氣，空氣腔內壁為多孔材料管，壓縮空氣沿多孔材料管進入多孔材料管內，在高速旋轉的汙水切割下壓縮空氣被粉碎成微小氣泡(氣泡直徑100um)。由於汙水的高速旋轉，密度較小的組份逐漸向設備中心軸線移動，密度小越移動越快，油滴和氣泡因密度比水小同時向中心移動，氣泡移動更快，在移動中不斷粘附油滴，大量的油滴和氣泡在中心聚結，並向上移動，最終從設備頂端溢流管排出，經過除油的清水從設備的下部清水出口排出。裝置實現全自動操作，無需專人看管。
本實用新型的有益效果空氣噴射旋流閃浮器採用旋流閃浮技術結合了旋流和浮選技術，因此可以實現高效地去除水中浮油和乳化油，石油類的去除率可以達到95％以上，去除油滴直徑的下限可以達到3-4um，對來水含油量的波動具有較高的容忍度。空氣噴射旋流閃浮器容積負荷大、佔地面積小。進入閃浮器的水僅在設備中停留約1s，設備小巧，佔地面積僅為常規設備的70％。由於旋流閃浮器自身沒有任何轉動的零部件，因此維護簡單。旋流閃浮器的造價僅為同類常規設備的50％，運行費用僅為同類常規設備的80％。
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步說明。


附圖是本實用新型空氣噴射旋流閃浮器結構剖面示意圖。是實施例的結構示意圖。
圖中，1.溢流管，2.頂蓋，3.入口段，5.固定架，6.柱段，7.多孔材料管，8.調節塊，9.底盤，10.底流段，11.調節杆，12.調節盤，13.清水出口，14.壓縮空氣入口，15.汙水入口。
具體實施方式
實施例參閱附圖。本實用新型空氣噴射旋流閃浮器2005年7-10月在某油田高一聯合站開展了該設備的現場試驗，安裝在一個處理能力為5m3/h的處理裝置。該裝置的處理流程變得結構緊湊，操作簡便，完全實現自動化控制，未出現安全和技術問題，出水水質穩定。該整套處理裝置佔地面積僅為5m2，投資15萬元。同該處理站的採油汙水處理工藝相比，流程大大縮短，同等規模的處理能力相比，此工藝的設備投資要節省50％，運行費用降低10.3％。
處理能力為5m3/h的空氣噴射旋流閃浮器，入口段(3)內徑46mm；柱段(6)內徑95mm，高度330mm；底流段(10)內徑95mm。
入口段(3)為圓筒形上、下有法蘭。在入口段(3)側壁上有切線方向進入的2個汙水入口(15)。一個在入口段(3)底部，一個在入口段(3)的中部。入口段(3)頂部有圓盤頂蓋(2)，頂蓋(2)中心孔為螺孔，螺孔內有溢流管(1)。入口段(3)下法蘭連接柱段(6)。
柱段(6)為一個兩端有法蘭的圓筒，內徑95mm，高度330mm。柱段(6)內通過環形固定架(5)固定有圓筒狀的多孔材料管(7)。固定方式是固定架(5)設置在多孔材料管(7)的兩端外壁上。多孔材料管(7)採用鈦材料製作成。柱段(6)圓筒與多孔材料管(7)之間形成環形空間。在柱段(6)圓筒壁上有內徑為10mm的壓縮空氣入口(14)。柱段(6)下法蘭和底流段(10)上法蘭之間固定有底盤(9)。底盤(9)為圓盤形，底盤(9)中心圓孔直徑46mm。
底流段(10)為筒狀，底流段(10)下部固定有調節盤(12)。調節盤(12)中心螺孔有螺紋調節杆(11)。調節杆(11)端部連接一個調節塊(8)。調節塊(8)圓柱狀直徑44mm，端部為圓錐臺形。調節塊(8)在底流段(10)底部有2個直徑為25mm的清水出口(13)。
權利要求1.一種空氣噴射旋流閃浮器，主要由入口段(3)、柱段(6)、底流段(10)和溢流管所(1)組成，入口段(3)為圓筒形，在入口段(3)側壁上有切線方向進入的汙水入口(15)，其特徵是入口段(3)頂部有頂蓋(2)，頂蓋(2)中心孔有溢流管(1)，入口段(3)下法蘭連接柱段(6)，柱段(6)為一個兩端有法蘭的圓筒，柱段(6)內通過環形固定架(5)固定有圓筒狀的多孔材料管(7)，柱段(6)圓筒與多孔材料管(7)之間形成環形空間，在柱段(6)圓筒壁上有壓縮空氣入口(14)，柱段(6)下法蘭和底流段(10)上法蘭之間固定有底盤(9)，底盤(9)為圓盤形，底盤(9)中心有圓孔，底流段(10)為筒狀，底流段(10)下部固定有調節盤(12)，調節盤(12)中心螺孔有調節杆(11)，調節杆(11)端部連接一個調節塊(8)，在底流段(10)底部有清水出口(13)。
2.根據權利要求1所述的空氣噴射旋流閃浮器，其特徵是溢流管(1)外壁有螺紋，項蓋(2)與溢流管(1)之間螺紋配合。
3.根據權利要求1所述的空氣噴射旋流閃浮器，其特徵是固定架(5)設置在多孔材料管(7)的兩端外壁上。
4.根據權利要求1所述的空氣噴射旋流閃浮器，其特徵是調節塊(8)為圓柱狀，端部為圓錐臺形。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的空氣噴射旋流閃浮器，其特徵是多孔材料管(7)採用鈦材料製作成。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的空氣噴射旋流閃浮器，其特徵是入口段(3)側壁上有切線方向進入的汙水入口(15)為2個。
專利摘要一種空氣噴射旋流閃浮器，應用於含油汙水處理技術領域。由入口段、柱段、底流段和溢流管組成。入口段為圓筒形，入口段側壁上有切線方向進入的汙水入口。特徵是入口段頂部有頂蓋和溢流管。柱段內固定有圓筒狀的多孔材料管。柱段圓筒與多孔材料管之間形成環形空間。柱段下法蘭和底流段上法蘭之間固定有底盤。底流段為筒狀，底流段下部固定有調節盤。調節盤中心螺孔有調節杆。調節杆端部連接調節塊。底流段底部有清水出口。空氣噴射旋流閃浮器採用旋流和閃浮技術結合，實現高效去除水中浮油和乳化油，去除率達到95％以上，去除油滴直徑下限達到3－4um。旋流閃浮器造價僅為常規設備的50％，運行費用為常規設備的80％。
文檔編號C02F1/24GK2923676SQ20062011808
公開日2007年7月18日 申請日期2006年6月14日 優先權日2006年6月14日
發明者王嘉麟, 李興春, 丁毅, 梁林佐 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團工程設計有限責任公司