CN100457227C - 旋转流微孔过滤器 - Google Patents
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Abstract
一种旋转流微孔过滤器。主要解决水力旋流器处理含油污水时对细小油滴去除效果差以及微滤膜在处理高浓度含油污水时容易产生滤孔堵塞以及微滤膜污染的问题。其特征在于：旋转流微孔过滤器包括组件I、II、III、IV，此外还包括一个带有微孔的小锥段微孔管(19)、旋流管(20)、中隔板(21)、旋流腔入口垫板(24)以及旋流腔上盖板(25)，通过滤后水腔联结螺栓(16)、中隔板联结螺栓(22)、压紧螺栓(26)将上述独立零件与组件I、II、III、IV连接在一起，连接后在所述旋转流微孔过滤器内部形成一个原水腔(a)、一个滤后水腔(b)，原水腔(a)与旋流管(20)之间开有2个平行的切向入口(27)。本发明可提高过滤精度、避免膜污染。
Description
技术领域：
本发明涉及油田上应用的一种去除污水内油污的装置，尤其是涉及一种用于完成含油污水以及其它轻质分散相液液分离的水力旋流器。
背景技术：
在油田采油领域中，通常都要对采出液中的含油污水进行油水分离，常规的装置就是液液水力旋流器。目前比较通用的水力旋流器为双锥形结构，即包括溢流管、旋流器进口、圆柱段、大锥段、小锥段和平行尾管段，进口截面采用渐进线形式。这种水力旋流器通常可以用来分离油田含油污水，但由于离心分离易导致液滴破碎的缺点，因此它对细小油滴的去除能力差，难以达到油田回注水质标准。而微滤在处理高浓度含油污水时，则容易产生严重的微滤膜污染以及滤孔堵塞。
发明内容：
为了解决水力旋流器处理含油污水时对细小油滴去除效果差的缺点，以及微滤膜在处理高浓度含油污水时容易产生滤孔堵塞以及微滤膜污染的问题，本发明提供一种旋转流微孔过滤器，该种旋转流微孔过滤器将将旋流和微滤原理有机结合在一起，有效解决了现有旋流器在处理高浓度含油污水时存在的问题，避免了采用微滤膜用于高浓度含油污水处理时所造成的严重膜污染。
本发明的技术方案是：该种旋转流微孔过滤器，包括由溢流出水管法兰、溢流出水管、溢流管以及溢流管上端法兰构成的组件I，由溢流管下端法兰、原水入口法兰、2个平行的原水进水管、原水腔套筒、上隔板、旋流管套筒和中部上端法兰，以及中隔板连接螺母相互连接构成的组件II，由中部下端法兰、过滤腔套筒、滤后出水管以及滤后水腔联结长螺母连接在一起构成的组件III，由下隔板与底流出水管连接后构成的组件IV，此外还包括一个带有微孔的小锥段微孔管，一个旋流管，一块中隔板，一块旋流腔入口垫板以及旋流腔上盖板。通过滤后水腔联结螺栓、中隔板联结螺栓以及压紧螺栓将上述独立零件与组件I、II、III、IV连接在一起，连接后在所述旋转流微孔过滤器内部形成一个原水腔和一个滤后水腔，原水腔与旋流管之间则开有2个平行的切向入口。
本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案后，浓水可以从溢流口排出，降低了过滤的负荷，高速旋转水流对微孔管壁形成的冲刷作用，又可避免油污在微孔管表面沉积，从而减轻滤孔污染，延长清洗周期。旋转流微孔过滤器的锥段采用具有特殊微孔结构的微孔管加工而成，该微孔管是由超高分子量聚乙烯粉末通过特殊工艺烧结加工而成的管状材料，上面均匀分布着大量的微孔，该过滤器有效解决了微滤膜用于高浓度含油污水处理时膜污染严重的技术瓶颈，油田采出污水经该过滤器处理后，可达到“双15”水质标准。在油田含油污水处理领域具有广阔的应用前景。
附图说明：
图1是本发明的机械结构剖视图。
图2是图1中机械结构剖视图的A-A向剖视图。
图中1-溢流出水管法兰，2-溢流出水管，3-溢流管，4-溢流管上端法兰，5-溢流管下端法兰，6-原水入口法兰，7-原水进水管，8-原水腔套筒，9-上隔板，10-旋流管套筒，11-中部上端法兰，12-中部下端法兰，13-过滤腔套筒，14-滤后出水管，15-滤后水腔联结长螺母，16-滤后水腔联结螺栓，17-下隔板，18-底流出水管，19-小锥段微孔管，20-旋流管，21-中隔板，22-中隔板联结螺栓，23-中隔板连接螺母，24-旋流腔入口垫板，25-旋流腔上盖板，26-压紧螺栓，27-切向入口，a-原水腔，b-滤后水腔。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1所示，该种种旋转流微孔过滤器，包括由溢流出水管法兰1、溢流出水管2、溢流管3以及溢流管上端法兰4构成的组件I，由溢流管下端法兰5、原水入口法兰6、2个平行的原水进水管7、原水腔套筒8、上隔板9、旋流管套筒10和中部上端法兰11，以及中隔板连接螺母23连接在一起构成的组件II，由中部下端法兰12、过滤腔套筒13、滤后出水管14以及滤后水腔联结长螺母15构成的组件III，由下隔板17与底流出水管18连接后构成的组件IV。此外还包括一个带有微孔的小锥段微孔管19，一个旋流管20，一个中隔板21、一个旋流腔入口垫板24以及旋流腔上盖板25。
通过滤后水腔联结螺栓16、中隔板联结螺栓22以及压紧螺栓26将上述独立零件与内部零件各自焊接好后形成的组件I、II、III、IV连接在一起，连接后在所述旋转流微孔过滤器内部形成一个原水腔a、和一个滤后水腔b，如图2所示，原水腔a与旋流管20之间开有2个平行的切向入口27。
在本例中，小锥段微孔管19采用具有特殊微孔结构的微孔管加工而成，此微孔管是由超高分子量聚乙烯粉末通过特殊工艺烧结加工而成的管状材料，上面均匀分布着大量的微孔，经过实验确定，所述小锥段微孔管19中的微孔直径范围在5～10微米之间时效果最佳。同时所述旋流管20的大锥角α的范围在20度到25度之间，小锥段微孔管19中小锥角θ的范围在1.5度到2度之间，此时分离效果最好。
下表是应用本技术方案制造完成的旋转流微孔过滤器的实验数据：
当本发明中所述的旋转流微孔过滤器工作时，含油污水由2个平行的原水进水管7进入过滤器内部的原水腔a，然后再通过2个平行的切向入口27进入旋流管20，在旋流管20内，含油污水形成高速旋转的涡流，由于油水的密度差，在离心力作用下，密度较小的分散相油向内运动，形成油核，向上由溢流出水管2排出，大部分密度较大、含油浓度低的含油污水在外侧继续旋转向下运动，进入小锥段微孔管19。在小锥段微孔管19内，一部分含油污水在微孔管壁旋转流动的过程中，在压力作用下，通过微孔进入滤后水腔b，在微孔材料的过滤作用下，进一步降低含油量，然后由滤后出水管14排出，从而有效去除细小油滴，得到净化水；剩余的含油污水由底流出水管18排出，从底流排出的水含油量高于净化水，低于溢流排出的浓水，这部分水一般用于循环回流，与入口含油污水混合，再进入旋转流微孔过滤器进行处理。
旋转流微孔过滤器工作一段时间后，微孔材料中的油越积越多，过滤性能下降，需要进行清洗再生。清洗方式采用清水直流冲洗加气体反吹，即清水由入口进入，从下部底流出水口排出，同时空压机压缩的空气进入滤后水腔，反向吹洗，将微孔材料中的污油吹出，随冲洗清水排出过滤器外。
旋转流微孔过滤器巧妙地将旋流和微滤原理有机结合在一起，浓水从溢流口排出，降低了过滤的负荷，高速旋转水流对微孔管壁形成的冲刷作用，又可避免油污在微孔管表面沉积，从而减轻滤孔污染，延长清洗周期。旋转流微孔过滤器的锥段采用具有特殊微孔结构的微孔管加工而成。该微孔管是由超高分子量聚乙烯粉末通过特殊工艺烧结加工而成的管状材料，上面均匀分布着大量的微孔。该过滤器有效解决了微滤膜用于高浓度含油污水处理时膜污染严重的技术瓶颈，油田采出污水经该过滤器处理后，可达到“双15”水质标准，在油田含油污水处理领域具有广阔的应用前景。
Claims (3)
1、一种旋转流微孔过滤器，包括由溢流出水管法兰(1)、溢流出水管(2)、溢流管(3)以及溢流管上端法兰(4)构成的组件I，其特征在于：
所述旋转流微孔过滤器还包括由溢流管下端法兰(5)、原水入口法兰(6)、2个平行的原水进水管(7)、原水腔套筒(8)、上隔板(9)、旋流管套筒(10)和中部上端法兰(11)，以及中隔板连接螺母(23)联接在一起构成的组件II；
还包括由中部下端法兰(12)、过滤腔套筒(13)、滤后出水管(14)以及滤后水腔联结长螺母(15)联接在一起构成的组件III；
还包括由下隔板(17)与底流出水管(18)连接构成的组件IV；
此外还包括一个带有微孔的小锥段微孔管(19)，一个旋流管(20)，一块中隔板(21)，一块旋流腔入口垫板(24)，以及旋流腔上盖板(25)；
通过滤后水腔联结螺栓(16)、中隔板联结螺栓(22)以及压紧螺栓(26)将上述独立零件与组件I、II、III、IV连接在一起，连接后在所述旋转流微孔过滤器内部形成一个原水腔(a)和一个滤后水腔(b)，原水腔(a)与旋流管(20)之间开有2个平行的切向入口(27)。
2、根据权利要求1所述的旋转流微孔过滤器，其特征在于：所述小锥段微孔管(19)中的微孔直径范围是5～10微米。
3、根据权利要求1或2所述的旋转流微孔过滤器，其特征在于：所述旋流管(20)中大锥角(α)的范围在20度到25度之间，所述小锥段微孔管(19)中小锥角(θ)的范围在1.5度到2度之间。
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