逆流式氣浮沉降淨化水罐的製作方法

2023-06-14 09:21:46 3

專利名稱：逆流式氣浮沉降淨化水罐的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於油田含油汙水處理領域，特別是一種用於油田含 油汙水處理的一種逆流式氣浮沉降淨化水罐。
背景技術：
在油田含油汙水處理過程中，使用最多的是立式除油罐，立式除 油罐採用重力淨化分離原理，利用水中油以及懸浮顆粒與汙水的密度
差來實現油水重力分離。常規立式除油罐的結構參閱圖2。主要由鋼製 罐、中心筒、中心立柱、重力布水系統和重力收水系統組成，在鋼製 罐內有中心筒，中心筒內有中心立柱。在鋼製罐內底部有重力收水系 統，在鋼製罐內中部有重力布水系統，在鋼製罐內的頂部有收油槽。 重力布水系統與中心筒連通，重力收水系統與中心立柱連通。油區來 水管線與中心筒連通；出水管線與中心立柱連通，收油槽與收油管連 通。來水首先進入中心筒與中心立柱形成的環形空間並沿該環形空間 向上流動，然後通過連接在中心筒上的重力布水系統均勻把來水分布 在由鋼製罐與中心筒形成的沉降分離空間中，在沉降分離空間內來水 緩慢均勻向下流動，油滴與懸浮顆粒在密度差的作用下分別快速上浮 與沉澱，實現了對含油汙水的淨化處理；淨化後的汙水進入鋼製罐下 部的重力收水系統繼而進入中心立柱和出水管線排出罐外；上浮的汙 油聚集在水的上部，通過收油槽與收油管線排出罐外。現有的立式除 油罐只有重力沉降淨化分離系統。
現有的立式除油罐主要不足在於 1、單位體積的處理密度小，空間利用率低。2、普適性較差，處理效果受處理水中的原油或(和)懸浮顆粒與汙 水的密度差影響較大。
發明內容
本實用新型的目的是提供了一種逆流式氣浮沉降淨化水罐，能 實現油田汙水淨化處理，處理汙水密度範圍大、效果好，有較好的普 遍適用性，降低被處理水中的原油或/和懸浮顆粒與汙水的密度差影 響。克服現有立式除油罐單位體積的處理密度小、空間利用率低和對 被處理水中的原油或/和懸浮顆粒與汙水的密度差影響較大的不足，
為了達到上述目的，本實用新型是這樣來實現的 一種逆流式氣 浮沉降淨化水罐，主要由氣浮淨化系統與重力沉降淨化分離系統兩部 分組成。重力沉降淨化分離系統是由鋼製罐、中心筒、中心立柱、重 力布水系統和重力收水系統組成，在鋼製罐內有中心筒，中心筒內有 中心立柱。在鋼製罐內底部有重力收水系統，在鋼製罐內中部有重力 布水系統，在鋼製罐內的頂部有收油槽。
其特徵在於重力布水系統與中心筒連通，重力收水系統與出水 管線連通，出水管線與中心筒連通。
氣浮淨化分離系統包括混氣泵、氣液分離器、環形收水管、環形 溶氣水釋放管、環形布水器、水力收渣錐和集渣器。在中心立柱上自 下而上固定有環形收水管、環形溶氣水釋放管和環形布水器。在中心 筒的內部上端有水力收渣錐和集渣器。水力收渣錐和集渣器組成倒置 的漏鬥形，中心立柱在水力收渣錐和集渣器的中心。集渣器有收渣管 連接收渣收油水頭調節箱。收油槽有收油管連接收渣收油水頭調節箱。 收渣收油水頭調節箱連接有排渣排油管。環形收水管通過連通管與由 中心筒和集渣器組成的環形空間連通。環形溶氣水釋放管有管線連接 氣液分離器。油區來水管線連接有處理水進水管線，處理水進水管線另一端連 接環形布水器。油區來水管線同時連接有溶氣來水線，溶氣來水線與 混氣泵進口連接。混氣泵出口連接氣液分離器。在溶氣來水線上連接 有混氣泵吸氣管線。
上述逆流式氣浮沉降淨化水罐氣浮淨化系統的環形布水器、環形 溶氣水釋放管和環形收水管從上到下依次排列。環形布水器和環形溶
氣水釋放管間的距離在2. 5 5米之間。
上述逆流式氣浮沉降淨化水罐氣浮淨化系統的含油汙水通過環形
布水器與環形溶氣水釋放管間的時間不小於10min。
上述逆流式氣浮沉降淨化水罐氣浮淨化系統的水力收渣錐單邊與 中心立柱的夾角為15 60°之間，最佳範圍為15 45。之間。
本實用新型的有益效果是在一套裝置中，完成了氣浮與重力淨 化分離，不僅提高了立式除油罐的單位體積的處理密度和空間利用率， 利用氣浮淨化工藝，也消除了處理含油汙水中的原油或/和懸浮顆粒與 汙水的密度差的影響，氣浮改變了水中油與懸浮顆粒的膠體雙電層的 結構，提高了處理效果和處理能力，尤其適用於對老式立式除油罐的 改造。
實驗證明，逆流式氣浮沉降淨化水罐水處理效果不低於常規立式 除油罐處理效果的條件下，水處理能力提高了 3倍以上。在相同處理 能力的條件下，出口含油和懸浮物分別下降了 80%和60%以上。


圖1是本實用新型逆流式氣浮沉降淨化水罐的結構原理示意圖； 圖2是常規立式除油罐的結構原理示意圖中l-混氣泵，2-溶氣來水線，3-混氣泵吸氣管線，4-油區來 水管線，5-處理水進水管線，6-氣液分離器，7-鋼製罐，8-重力布水系統，9-收油槽，10-中心筒，11-水力收渣錐，12-集渣器，13-中心 立柱，14-環形布水器，15-收渣管，16-收渣收油水頭調節箱，17-收 油管，18-連通管，19-環形溶氣水釋放管，20-環形收水管，21-重力 收水系統，22-排渣排油管，23-出水管線。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
實施例l:參閱圖l。逆流式氣浮沉降淨化水罐，主要由氣浮淨化 系統與重力沉降淨化分離系統兩部分組成。
環形收水管20、環形溶氣水釋放管19、環形布水器14、氣液分離 器6和混氣泵1，採用的是現有技術，不詳細解釋。
重力沉降淨化分離系統於現有的立式除油罐的結構基本相同。是 由鋼製罐7、中心筒10、中心立柱13、重力布水系統8和重力收水系 統21組成，在鋼製罐7內有中心筒10，中心筒10內有中心立柱13。 在鋼製罐7內底部有重力收水系統21，在鋼製罐7內中部有重力布水 系統8，在鋼製罐7內的頂部有收油槽9。不同點是重力布水系統8 與中心筒10連通，重力收水系統21與出水管線23連通，出水管線23 與中心筒10連通。
氣浮淨化分離系統包括混氣泵1、氣液分離器6、環形收水管20、 環形溶氣水釋放管19、環形布水器14、水力收渣錐11和集渣器12。 在中心立柱13上自下而上固定有一個環形收水管20、 一個環形溶氣水 釋放管19和一個環形布水器14。環形布水器14和環形溶氣水釋放管 19間的距離為3米。在中心筒10的內部上端有一個水力收渣錐11和 集渣器12。水力收渣錐11和集渣器12組成倒置的漏鬥形，中心立柱 13在水力收渣錐11和集渣器12的中心。水力收渣錐11單邊與中心立
7柱13的夾角為30° 。
集渣器12有收渣管15連接收渣收油水頭調節箱16。收油槽9有 收油管17連接收渣收油水頭調節箱16。收渣收油水頭調節箱16連接 有排渣排油管22。
環形收水管20通過連通管18與由中心筒10和集渣器12組成的 環形空間連通。環形溶氣水釋放管19有管線連接氣液分離器6。
油區來水管線4連接有處理水進水管線5，處理水進水管線5另一 端連接環形布水器14。油區來水管線4同時連接有溶氣來水線2，溶 氣來水線2與混氣泵1進口連接。混氣泵1出口連接氣液分離器6。在 溶氣來水線2上連接有混氣泵吸氣管線3。
本實用新型逆流式氣浮沉降淨化水罐原理
油區來水管線4的來水進罐前分成兩股，佔有來水總量10 15% 的小股水，通過溶氣來水線2進入混氣泵1，混氣泵1進口的溶氣來水 線2上有混氣泵吸氣管線3，混氣泵1通過混氣泵吸氣管線3吸入氣體 (如空氣、臭氧或天然氣)形成過飽和溶氣水，過飽和的溶氣水在流 經氣液分離器6分離出多餘的氣體後進入中心筒10與中心立柱13組 成氣浮淨化分離系統的環形溶氣水釋放管19;佔有來水總量85 90% 的大股水，通過處理水進水管線5進入中心筒10與中心立柱13組成 氣浮淨化分離系統的環形布水器14。
在中心筒10與中心立柱13組成氣浮淨化分離系統內，含油汙水 通過環形布水器14把汙水均勻分布到氣浮淨化分離系統內均勻向下流 動，與通過環形溶氣水釋放管19均勻釋放的溶氣水中的微氣泡逆向而 行，微氣泡吸附含油汙水中的油滴與懸浮顆粒，使其密度降低而快速 上浮，上浮到水力收渣錐11後在錐角的作用下進入集渣器12，並通過 收渣管15、收渣收油水頭調節箱16和排渣排油管22排出罐外；這樣 均勻向下流動的含油汙水通過這一過程得以淨化，氣浮淨化後的汙水穿過環形溶氣水釋放管19進入環形收水管20，然後氣浮淨化後的汙水 通過連通管18進入由中心筒10、水力收渣錐11和集渣器12組成的積 水箱中，完成氣浮淨化分離。
含油汙水通過環形布水器14與環形溶氣水釋放管19間的時間大 於10min。
積水箱中的汙水通過重力布水系統8把氣浮淨化後的汙水，均勻 分布在由鋼製罐7與中心筒10組成的環形重力分離系統中，汙水在從 重力布水系統8緩慢下向流動到與重力收水系統21，完成常規的重力 淨化汙水分離。重力淨化分離後的含油汙水中分離出的原油上浮進入 上部的收油槽9中，收油槽9中的原油經過收油管17與收渣收油水頭 調節箱16及排渣排油管22排出罐外；重力淨化分離後的含油汙水， 通過出水管線23排出罐外，進入下一步的處理系統中。
中心筒10與中心立柱13組成氣浮淨化分離系統內的流體的混合 密度和由鋼製罐7與中心筒10組成的環形重力分離系統中流體的混合 密度不同，排出的浮渣和汙油的水頭不同，所以用收渣收油水頭調節 箱(16)進行均一化處理後一同排出罐外。
由於氣浮淨化分離過程中，汙水長時間與氣體接觸反應，使水中 油珠與懸浮顆粒膠體雙電層的結構失穩，使之更有利於重力分離，大 大提高了重力分離淨化的處理效果和處理能力。
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權利要求1、一種逆流式氣浮沉降淨化水罐，主要由氣浮淨化系統與重力沉降淨化分離系統兩部分組成，重力沉降淨化分離系統是由鋼製罐(7)、中心筒(10)、中心立柱(13)、重力布水系統(8)和重力收水系統(21)組成，在鋼製罐(7)內有中心筒(10)，中心筒(10)內有中心立柱(13)，在鋼製罐(7)內底部有重力收水系統(21)，在鋼製罐(7)內中部有重力布水系統(8)，在鋼製罐(7)內的頂部有收油槽(9)；其特徵在於重力布水系統(8)與中心筒(10)連通，重力收水系統(21)與出水管線(23)連通；氣浮淨化分離系統包括混氣泵(1)、氣液分離器(6)、環形收水管(20)、環形溶氣水釋放管(19)、環形布水器(14)、水力收渣錐(11)和集渣器(12)，在中心立柱(13)上自下而上固定有環形收水管(20)、環形溶氣水釋放管(19)和環形布水器(14)，在中心筒(10)的內部上端有水力收渣錐(11)和集渣器(12)，水力收渣錐(11)和集渣器(12)組成倒置的漏鬥形，中心立柱(13)在水力收渣錐(11)和集渣器(12)的中心，集渣器(12)有收渣管(15)連接收渣收油水頭調節箱(16)，收油槽(9)有收油管(17)連接收渣收油水頭調節箱(16)，收渣收油水頭調節箱(16)連接有排渣排油管(22)，環形收水管(20)通過連通管(18)與由中心筒(10)和集渣器(12)組成的環形空間連通，環形溶氣水釋放管(19)有管線連接氣液分離器(6)；油區來水管線(4)連接有處理水進水管線(5)，處理水進水管線(5)另一端連接環形布水器(14)，油區來水管線(4)同時連接有溶氣來水線(2)，溶氣來水線(2)與混氣泵(1)進口連接，混氣泵(1)出口連接氣液分離器(6)，在溶氣來水線(2)上連接有混氣泵吸氣管線(3)。
2、 根據權利要求l所述的逆流式氣浮沉降淨化水罐，其特徵是氣浮淨化系統的環形布水器(14)、環形溶氣水釋放管(19)和環形 收水管(20)從上到下依次排列。
3、 根據權利要求l所述的逆流式氣浮沉降淨化水罐，其特徵是水力收渣錐(11)與中心立柱(13)的夾角為15 60°之間。
4、 根據權利要求l所述的逆流式氣浮沉降淨化水罐，其特徵是 水力收渣錐(11)與中心立柱(13)的夾角為15 45°之間。
專利摘要一種逆流式氣浮沉降淨化水罐，用於油田汙水處理。特徵是氣浮淨化分離系統與重力沉降淨化分離系統成環形同心圓布置，中心立柱與中心筒的環形空間用於氣浮淨化分離，中心筒與鋼製罐的環形空間用於沉降淨化分離；油區來水首先進入由中心筒、水力收渣錐、集渣器、環形布水器、連通管、環形溶氣水釋放管、環形收水管組成的逆流式氣浮淨化分離系統；氣浮淨化後的含油汙水通過由重力布水系統、重力收水系統和收油槽組成的重力淨化系統進行重力淨化分離提高了立式除油罐的單位體積的處理密度和空間利用率，提高了處理效果和處理能力。實驗證明水處理能力提高了3倍以上，出口含油和懸浮物分別下降了80％和60％以上。
文檔編號C02F9/02GK201240958SQ20082008047
公開日2009年5月20日 申請日期2008年5月9日 優先權日2008年5月9日
發明者吉萬成, 孫廣森, 尹思華, 袁鏡清, 陽廣龍, 偉 陸, 高運宗 申請人:中國石油天然氣股份有限公司;廊坊市中聯機電有限公司