CN102311158A - 可变倾角的斜板分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变倾角的斜板分离器，包括外壳、底座、左挡板、右挡板、斜板组件、进料管、轻相出口管和重相出口管，所述外壳同轴固装在底座上，在外壳前端板固装进料管，在外壳后端固装所述轻相出口管和重相出口管，在外壳内径向安装有左挡板和右挡板，在左挡板和右挡板之上活动安装斜板组件，在外壳上安装有转轮固定组件，两个活动挡板分别对应左挡板及右挡板，对流场起到导流作用。本发明设计科学合理、结构简单，可以根据工艺要求调节斜板的倾斜角度，有效提高工作效率，提升装置的工艺适应性，而且斜板组件方向可调节，可以有效地保证分层室与流向平行，使得现有的不溶性二元和三元体系分离和萃取更加高效。

Description

可变倾角的斜板分离器

技术领域

本发明属于含油废水处理领域，涉及非均相液混合物分离装置，尤其是一种可变倾角的斜板分离器。

背景技术

多年来，重力分离法作为一种基本而简便的物理除油方法，不消耗药剂，无二次污染，运行维护费用低，一直是国内外学者研究的热点，因此，催生出很多高效节能的分离装置和发明专利。如美国石油协会最先研制出API型油水分离池、壳牌石油公司研制出来的PPI型斜板式油水分离池和CPI型斜板式油水分离池、英国Fram公司开发了先进的CPS型聚结板分离器、美国C-ENATCO公司开发了错流板式聚结器。这些设计成果已经在发达国家的石油、化工领域得到了应用。目前，发达国家通过大量的实验得到了大量油水分离的数据并获得了许多专利，这些专利为他们带来了巨大的经济效益，如IMI紧凑板式分离器等。然而，分离器的设计必须考虑预期的分离机制，这一点在目前研究中还不够充分，既没有深入了解制约聚结效率的众多因素以及轻相液滴在层膜上的聚结机理，也没有掌握有效分离的条件，因此，很难设计出更为高效节能的装置。

斜板分离器是用于非均相液-液混合物系的单元分离装置，在大规模工业生产方面表现出如下特点：在特定的工艺条件，能分离有某些特性的一定体积流量的进料分散相，在其它相排出过程中能把某一相的液滴夹带程度减少到最低限度，最低化溶剂投料量的浪费，最小化设备体积，最小化水平面积，最小化操作维护和设备维修，最小化安装设备的费用，投资成本低。降低含油污水排放量，使污水排放量达到国家排放标准，做到环保节能。因此，高效的斜板分离器具有广阔的应用前景，它可以被广泛应用在油田、石化炼油厂、港口、海洋事故处理、飞机厂、贮油罐、机械工厂、油脂厂、化工树脂厂等的含油废水处理。但随着现代工业的发展，人们对非均相液-液物系的分离的要求越来越高，传统的斜板分离器的生产效率低，生产周期长，已经不能满足现代化生产的要求。

传统的用于液-液分离的斜板分离器可将不溶性二元和三元体系分离和萃取，其具体工作原理为：使需分离的混合液体流经进料管，通过一个短的稳定室后进入主分层室，该主分层室内固装多层45°斜板，在液-液扩散分离过程中，轻的液滴由于浮力的作用开始上升，在开始阶段湿润斜板，形成大的液滴，并与斜板相互作用，形成基元流束，并在斜板上形成细流薄膜。在斜板的下面，连续的液滴停留在流动薄膜上，浸入薄膜内，并撞击层膜，与斜板产生相互作用，在随层膜运动过程中，液滴破裂，与层膜溶为一体而形成聚结过程，分散相的液滴就会脱离主界面最终进入它的澄清的母液中。这样就阻止了表面活性剂在流动薄膜上(或层膜)的聚集，因此，同一物质的聚结过程能极大地得到推进而不被液体涌动影响干扰，因此聚结过程得到加快，在分离器出口处得到可以被分别抽走的轻相和重相两种清液相。

实验研究表明：当斜板倾角增大时聚结效率减小，但处理量增加；当斜板倾角减小时聚结效率提高，但处理量减小。因此，板倾角对聚结效率的影响显著。然而，传统的斜板分离器的结构固定，不能根据生产量和工艺的变化而及时地调整聚结效率和处理量，因此存在较为明显的技术缺陷。

经过检索发现以下相关专利文献。

一种斜板连续分离器(CN201058248)，其清液出口、固体悬浮液出口、物料入口和气体出口分别与清液储罐、循环泵、流量控制阀、压力控制阀相连接，其特征是：分离器采用双层结构，外层为圆筒状耐压壳体，包括筒状外壳、上面的椭圆封头以及下面的圆锥形结构；内层为两头敞开的长方体形状的沉降体，沉降体内置沉降板，沉降板的上部和下部是液体分布区；沉降体与筒状壳体之间有间距但相连接；筒体、沉降体与沉降板安装角度一致，与水平面有夹角。

一种含油污水的带翼斜板油水分离器(CN2076097)，其特征在于：该分离器外形呈长方形柱体，剖面为正方形或矩形；分离器的结构由含油污水进口，均流板，取样测试口，壳体，带翼斜板填料，阻流板，集油槽，放气口，出油口，出水口等组成。

一种油水分离器(CN102000450A)，包括具有开口的容器体、密封容器体开口的容器盖，所述容器体底部设有出水口，所述容器盖设有连通容器体外部空间与内部空间的进油通道和出油通道，其中，油水分离器还设有密封或开启所述出水口的密封件、以及当进油通道或出油通道有油流动时对密封件进行限位的限位装置，当限位装置对密封件进行让位且水在容器体中达到设定深度时，密封件受到使其远离出水口的力大于使其靠近出水口的力。与现有的油水分离器相比，本发明的油水分离器设置密封件和限位装置，使得当发动机停止使用且水在容器体中达到设定深度时，油水分离器能自动地将水部分分离出去；另外受密封件纵向受力的影响，油也不会从容器中流出。

以上专利文献与本申请有较大不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种设计科学合理、结构简单、分离效率高、斜板角度可调节的斜板分离器。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种可变倾角的斜板分离器，包括外壳、底座、左挡板、右挡板、斜板组件、进料管、轻相出口管和重相出口管，所述外壳同轴固装在底座上，在外壳前端板中部固装进料管，在外壳后端板的一侧固装所述轻相出口管，外壳后端的底部固装所述重相出口管，在外壳内径向安装有左挡板和右挡板，在左挡板和右挡板之间安装斜板组件，其特征在于：

(1)所述斜板组件由斜板组、左转动轮和右转动轮构成，左转动轮和右转动轮分别活动安装在左挡板及右挡板上，在左转动轮和右转动轮之间固装斜板组，所述斜板组由多层平行间隔设置的斜板构成，左转动轮和右转动轮中心制有同轴的圆形通道；

(2)在对应左转动轮及右转动轮上部外缘的外壳上分别安装有一转轮固定组件，该转轮固定组件包括固装在外壳上的固定支板和紧固螺栓，该紧固螺栓啮合安装在支板上，该紧固螺栓下端分别顶住左转动轮及右转动轮的上部外缘；

(3)在对应左挡板及右挡板的外壳内壁上部均制有挡板槽，该挡板槽内分别安装一活动挡板，该两个活动挡板分别对应左挡板及右挡板，对流程起到导流作用，且分别与转动轮密封配合。

而且，在转轮固定组件的紧固螺栓下部固装一抱瓦，紧固螺栓向下顶装抱瓦，在对应该抱瓦的转动轮外缘上镶嵌有橡胶垫片。

而且，在外壳内对应外壳后端内侧的重相出口管固装一重相分离室，该重相分离室由固装在外壳内侧的重相端板和重相侧板组成，在该重相分离室内固装有一竖直的重相分隔板，在该重相分隔板与外壳侧壁之间的重相端板底部制有重相液入口。

而且，在对应轻相出口管的外壳后端内侧固装一上端开口的轻相分离室。

而且，在左转动轮及右转动轮上均制有转轮挡板槽。

而且，在左挡板、右挡板与转左转动轮、右动轮之间分别垫有一镶块。

本发明的优点和积极效果是：

1、本可变倾角的斜板分离装置的斜板组件采取可旋转结构的设计，可以根据产量或工艺需要的条件，对斜板组的倾角进行适应性的调节，从而调整聚结效率和处理量，有效地改善装置的工艺适应性。

2、本可变倾角的斜板分离装置的转动轮定位组件设计，可以方便地调节斜板组件因长时间使用而引起偏移，有效地保证斜板分离器分层室的轴线与流向平行，保证良好的分离效果。

3、本可变倾角的斜板分离装置的重相液分离出口上方安装重相分离室，在该重相分离室内固装有一竖直的重相分隔板，重相液由位于重相分离室一侧底部的重相液入口进入，向上运动至重相控制横隔板被阻挡再向下流入重相出口管，使重相液流出过程中与轻相液无接触，有效为防止分离后的重相液与轻相液再次混合，充分利用外壳内的有效空间，。

4、本发明设计科学合理、结构简单，可以根据工艺要求调节斜板的倾斜角度，有效提高工作效率，提升装置的工艺适应性，而且斜板组件方向可调节，可以有效地保证分层室与流向平行，使得现有的不溶性二元和三元体系分离和萃取更加高效。

附图说明

图1为本发明主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为图3的B-B向剖视图；

图5为图2的C-C向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种可变倾角的斜板分离器，包括外壳2、底座6、左挡板19、右挡板17、斜板组件、进料管1、轻相出口管5和重相出口管7，所述外壳同轴固装在底座上，在外壳前端板中部固装进料管，在外壳后端板的一侧固装所述轻相出口管，外壳后端的底部固装所述重相出口管，在外壳内径向安装有左挡板和右挡板，在左挡板和右挡板之间安装斜板组件，其创新点在于：

(1)所述斜板组件由斜板组11、左转动轮10和右转动轮12构成，左转动轮和右转动轮分别活动安装在左挡板及右挡板上，在左转动轮和右转动轮之间固装斜板组，所述斜板组由多层平行间隔设置的斜板构成，左转动轮和右转动轮中心制有同轴的圆形通道，需要被分离的混合液体由左转动轮和右转动轮中心的圆形通道通过；

(2)在对应左转动轮及右转动轮上部外缘的外壳上分别安装有一转轮固定组件，该转轮固定组件包括固装在外壳上的固定支板4和紧固螺栓3，该紧固螺栓啮合安装在固定支板上，该紧固螺栓下端分别顶住左转动轮及右转动轮的上部外缘，将斜板调节到所需的倾斜角度后，拧紧两侧转轮固定组件从而固定对应的左转动轮及右转动轮；

(3)在对应左挡板及右挡板的外壳内壁上部均制有挡板槽8，该挡板槽内分别安装一活动挡板9，该两个活动挡板分别对应左挡板及右挡板且与转动轮密封配合，有效防止左挡板及右挡板两侧的被分离的液体相互混合。

在转轮固定组件的紧固螺栓下部固装一抱瓦21，紧固螺栓向下顶装抱瓦，为了增加制动摩擦力，在对应该抱瓦的转动轮外缘上镶嵌有橡胶垫片22。

为了使重相液与轻相液分别输出的效果更好，在外壳内对应外壳后端内侧的重相出口管固装一重相分离室，该重相分离室由固装在外壳内侧的重相端板13和重相侧板15组成，在该重相分离室内固装有一竖直的重相分隔板14，在该重相分隔板与外壳侧壁之间的重相端板底部制有重相液入口20，重相液由该重相液入口进入重相分离室，受压力向上移动至液面位置漫过重相分隔板流入重相出口管输出，该重相分离室有效防止输出的重相液再次与轻相液发生混合，在对应轻相出口管的外壳后端内侧固装一上端开口的轻相分离室16。

在左转动轮及右转动轮上均制有防止斜板组件发生侧滑的转轮挡板槽，为了增加支撑板与转动轮之间的滑动性，并防止生锈，在左挡板、右挡板与转左转动轮、右动轮之间分别垫有一聚四氟乙烯制成的镶块18。

本发明的具体工作原理为：

被分离的混合液体流经进料管，被导向通过一个短的稳定室后进入转动轮中间的圆形通道，然后进入斜板组件，该斜板组件内容纳有很多相同倾角的斜板。在液-液扩散分离过程中，轻的液滴由于浮力的作用开始上升，在开始阶段湿润板，形成大的液滴，并与斜板相互作用，最后，形成基元流束，并在板上形成细流薄膜。在板的下面，连续的液滴停留在流动薄膜上，浸入薄膜内，并撞击层膜，与板产生相互作用，在随层膜运动过程中，液滴破裂，与层膜溶为一体而形成聚结过程，分散相的液滴就会脱离主界面最终进入它的澄清的母液中，这样就阻止了表面活性剂在流动薄膜上(或层膜)的聚集，因此，同一物质的聚结过程能极大地得到推进而不被液体涌动影响干扰，因此聚结过程得到加快。在轻相出口管以及重相出口管就可以得到能被分别抽走的两种清液相。

当工艺条件及处理量发生变化要求时，斜板组件的倾角也应当做相应的调节，具体的方法是：松开四个转动轮定位部件，旋转转动轮以调整斜板组件的倾角使之满足工艺要求，并调节斜板组件与流向平行，锁紧四个转动轮定位部件。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (6)

1.一种可变倾角的斜板分离器，包括外壳、底座、左挡板、右挡板、斜板组件、进料管、轻相出口管和重相出口管，所述外壳同轴固装在底座上，在外壳前端板中部固装进料管，在外壳后端板的一侧固装所述轻相出口管，外壳后端的底部固装所述重相出口管，在外壳内径向安装有左挡板和右挡板，在左挡板和右挡板之间安装斜板组件，其特征在于：

(1)所述斜板组件由斜板组、左转动轮和右转动轮构成，左转动轮和右转动轮分别活动安装在左挡板及右挡板上，在左转动轮和右转动轮之间固装斜板组，所述斜板组由多层平行间隔设置的斜板构成，左转动轮和右转动轮中心制有同轴的圆形通道；

(2)在对应左转动轮及右转动轮上部外缘的外壳上分别安装有一转轮固定组件，该转轮固定组件包括固装在外壳上的固定支板和紧固螺栓，该紧固螺栓啮合安装在支板上，该紧固螺栓下端分别顶住左转动轮及右转动轮的上部外缘；

(3)在对应左挡板及右挡板的外壳内壁上部均制有挡板槽，该挡板槽内分别安装一活动挡板，该两个活动挡板分别对应左挡板及右挡板且与转动轮密封配合。

2.根据权利要求1所述的可变倾角的斜板分离器，其特征在于：在转轮固定组件的紧固螺栓下部固装一抱瓦，紧固螺栓向下顶装抱瓦，在对应该抱瓦的转动轮外缘上镶嵌有橡胶垫片。

3.根据权利要求1所述的可变倾角的斜板分离器，其特征在于：在外壳内对应外壳后端内侧的重相出口管固装一重相分离室，该重相分离室由固装在外壳内侧的重相端板和重相侧板组成，在该重相分离室内固装有一竖直的重相分隔板，在该重相分隔板与外壳侧壁之间的重相端板底部制有重相液入口。

4.根据权利要求1所述的可变倾角的斜板分离器，其特征在于：在对应轻相出口管的外壳后端内侧固装一上端开口的轻相分离室。

5.根据权利要求1所述的可变倾角的斜板分离器，其特征在于：在左转动轮及右转动轮上均制有转轮挡板槽。

6.根据权利要求1所述的可变倾角的斜板分离器，其特征在于：在左挡板、右挡板与转左转动轮、右动轮之间分别垫有一镶块。

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