CN102574023A - 真空脱水器 - Google Patents

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Abstract

一种用于对含有诸如水、空气和颗粒的夹带污染物的油进行处理的真空脱水器，其包括包含上腔和下腔的塔。在上腔中容置散堆填料。将油预加热到高于水的沸点的温度、并且引入到上腔中以使下向流经过散堆填料进入下腔中。夹带的空气和水作为水蒸气保留在上腔中，并且颗粒保留在散堆填料中。将加热的环境空气引入到下腔中以使上向流经过散堆填料进入上腔中，并且上腔被冷却以便冷凝水蒸气。从下腔和上腔分别泵送油和冷凝水。

Description

真空脱水器
技术领域
本发明涉及一种用以从矿物油和合成基础油及其混合物中移除诸如空气、水和颗粒的夹带污染物的真空脱水器。
背景技术
传统的真空脱水器典型地采用具有每英寸140-400金属丝的网式筛。当处理低粘度的高度过滤油时，这种细筛以令人满意的方式操作。然而，当在粗过滤的系统中——其中油具有在ISO 100-680范围中的较高的粘度——使用时，筛具有变堵塞的倾向，因此损害脱水器的操作效率。
因此，存在对于能够有效地处理高度污染的高粘度油的改进的真空脱水器的需求。
发明内容
根据本发明，塔包含上腔和下腔。上腔容置具有低密度、高表面面积元件的散堆填料。将污染的油预加热至高于水沸点的温度、并且引入到上腔中以使下向流经过散堆填料并进入下腔中。该下向油流伴有水蒸气形式的夹带的空气和水的分离或“汽化”、以及颗粒在散堆填料内的保留。内部冷凝器用以在上腔中冷凝水蒸气。将加热的环境空气引入到下腔中以使上向流经过散堆填料。第一泵在上腔中形成真空，此外在将水和水蒸气从上腔移除到外部冷凝器的同时还用以抽吸向上经过散堆填料的加热的空气。第二泵用以从下腔移除干燥除气的且过滤的油。
附图说明
现将参照附图更加详细地描述这些和其他的特征及其所具有的优点，其中：
图1是根据本发明的真空脱水器和相关联的系统部件的概略图示；以及
图2是在本发明的散堆填料中所采用的类型的鲍尔环的立体图。
具体实施方式
参照附图，根据本发明的真空脱水器包括塔10，所述塔包含上腔12和下腔14。散堆填料16容置在上腔中。
散堆填料优选地由鲍尔环构成，在图2中以18绘出鲍尔环的一个示例。鲍尔环包括具有向内弯曲的伸出部24的圆筒形壁20。鲍尔环可从美国德克萨斯州阿尔文市的Amistco公司(Amistco Co.of Alvin，Texas，USA)获得。
该系统设计成用以处理如下的油，即：该油具有在ISO 32-680范围中的相对较高的粘度、被夹带的空气和/或水高度污染、并且包括超过在ISO 4406(1999版)中列出的最大23/21/18范围的颗粒。如在此所采用的，术语“油”意于广义地解释为包括矿物油和合成基础油及其混合物。
污染的油经由管道26接收并且首先通过包括初级热交换器28和次级热交换器30的第一加热装置预加热至高于水的沸点的温度、并且优选地在大约60℃至80℃之间。包括管道32的第一进口装置经由下腔14进入塔，并且向上经过散堆填料16，以便将加热的油排放到上腔12中。油从该处通过散堆填料向下流回到下腔中。下向流伴有夹带的空气和水作为汽化的水蒸气与油分离、以及颗粒保留在散堆填料内。
冷却装置包括内部水冷式冷凝器34，该冷凝器围绕上腔12并且用以冷凝从散堆填料上升的水蒸气。
第二加热装置包括位于热水箱38中的线圈36，所述线圈用以加热经由可调节的真空安全阀40接收的环境空气。将该空气加热到与污染油的温度近似相同的温度。包括管道42的第二进口装置用以将由此加热的空气引入到下腔14中以使上向流经过散堆填料16。
第一泵44在上腔12中形成真空，此外抽吸向上经过散堆填料16的加热的空气和水，并且将水和水蒸气从上腔移除到水冷式冷凝箱46。
第二泵48用以从下腔移除干燥除气的且过滤的油。将泵48的输出引导至并引导通过初级热交换器28，以便作为用于进入的污染油的热源。来自箱38的热水作为用于次级热交换器30的热源。
通过控制真空安全阀40的调节和泵44的操作，将上腔12中的压强维持在大约0.0巴和-0.85巴之间。该低压允许夹带于油中的水在低至65℃的温度汽化。预加热进入的环境空气有助于阻止悬浮的水蒸气在从上腔12排出之前冷凝。
水经由管道50进入系统、经由分支管道52、54供应到热水箱38和冷凝箱、并且经由管道56从冷凝箱供应到冷凝器34。分别通过管道58和60将水从冷凝器34和冷凝箱46移除。
该系统能够移除高达100％的自由乳状水和90％的从所处理的油中分离出的水和空气。湿气水平可以下降到低至20PPM。尽管优选地将鲍尔环用于散堆填料，但是也可以替换其它实质上等同的选择物，可能的示例是也可从Amistco公司获得的类型的高性能填料、拉西环等。
前面的描述已阐明以说明本发明并且不意于进行限制。因为本领域的技术人员可想到结合本发明的精神和主旨的所描述的实施方式的其它改型，所以本发明的范围应仅参照所附权利要求及其等同物进行以限制。

Claims (15)

1.一种用于对含有诸如水、空气和颗粒的夹带污染物的油进行处理的真空脱水器，所述脱水器包括：
包含上腔和下腔的塔；
位于所述上腔中的散堆填料；
第一加热装置，所述第一加热装置用于将油预加热到高于水的沸点的温度；
第一进口装置，所述第一进口装置用于将由此加热的油引入到所述上腔中以使下向流经过所述散堆填料而进入所述下腔中，所述下向流伴有夹带的空气和水作为积聚在所述上腔中的水蒸气与油分离、以及颗粒保留在所述散堆填料内；
第二加热装置，所述第二加热装置用于加热周围空气；
第二进口装置，所述第二进口装置用于将由此加热的环境空气引入到所述下腔中以使上向流经过所述散堆填料进入所述上腔中；
冷却装置，所述冷却装置用于冷凝积聚在所述上腔中的水蒸气；
第一泵装置，所述第一泵装置用于在所述上腔中形成真空并且用于将冷凝的水蒸气从所述上腔移除；以及
第二泵装置，所述第二泵装置用于将油从所述下腔移除。
2.如权利要求1所述的真空脱水器，其中，所述散堆填料由鲍尔环构成。
3.如权利要求1所述的真空脱水器，其中，所述第一加热装置包括初级热交换器和次级热交换器，所述初级热交换器和次级热交换器依次操作以提高油的温度。
4.如权利要求1或3所述的真空脱水器，其中，油被加热到在大约60℃至80℃之间的温度。
5.如权利要求1所述的真空脱水器，其中，所述第一进口装置包括管道，所述管道在位于所述散堆填料下方的所述下腔中进入所述塔、并且向上穿过所述散堆填料以便将油排放到位于所述散堆填料上方的所述上腔中。
6.如权利要求1所述的真空脱水器，其中，所述冷却装置包括围绕所述散堆填料的水冷式冷凝器。
7.如权利要求1所述的真空脱水器，其中，所述第二加热装置包括位于水箱中的线圈，所述水箱容纳加热的水，并且通过所述第一泵装置将环境空气经所述第二加热装置抽吸到所述下腔中。
8.如权利要求1所述的真空脱水器，其中，通过所述第二泵装置从所述下腔移除的油作为用于所述初级热交换器的热源。
9.如权利要求7所述的真空脱水器，其中，所述空气被加热到与引入到所述上腔中的油的温度近似相同的温度。
10.如权利要求7或9所述的真空脱水器，其中，所述加热的水附加地作为用于所述第二热交换器的热源。
11.如权利要求1所述的真空脱水器，其中，在所述上腔中形成的真空是在大约0.0巴和-0.85巴之间。
12.一种对含有诸如水、空气和颗粒的夹带污染物的油进行处理的方法，所述方法包括：
提供容置散堆填料的腔；
将油预加热至超过水的沸点的温度；
使预加热的油进入到所述腔以便下向流经过所述散堆填料，其中所述下向流伴有夹带的空气和水作为水蒸气与油分离、以及颗粒保留在所述散堆填料中；
提供经过所述散堆填料进入所述腔中的加热的空气的上向流；
在所述腔中形成真空；
冷凝所述水蒸气；以及
从所述腔排出所述加热的空气和冷凝的水蒸气。
13.如权利要求12所述的方法，其中，将油预加热至在大约60℃至80℃之间的温度。
14.如权利要求12所述的方法，其中，在所述腔中形成的真空是在大约0.0巴和-0.85巴之间。
15.如权利要求12所述的方法，其中，将空气的所述上向流加热到与进入所述腔中的油的温度近似相同的温度。
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