CN103028272A - 对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置 - Google Patents

Abstract

对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，包括密闭容器、抽水装置、抽油装置等。该装置在密闭容器内设油水混合物入口、出水通道以及出油通道；出水通道入口处于相对于油水混合物入口的远端的容器下部空间，出水通道向上延伸在密闭容器上部空间相对应的高度形成溢流区段，然后通向抽水装置；出油通道入口开设在容器上部空间；通过溢流区段内外压力相等的原理测量油层厚度，当油层达到一定厚度时由抽油装置抽取，实现在负压状态下对油水的快速分离，避免了泵的搅拌乳化作用，整个装置结构简单、紧凑高效，稳定可靠、实现连续性、自动化油水分离。

Description

对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置

技术领域

本发明属于环保及资源回收设备领域，特别涉及一种油水分离设备。

背景技术

现有的油水分离技术和装置有很多，如膜分离技术，涡旋分离技术，粗粒化聚结分离技术，气浮分离技术等等。

膜分离技术的优点是可以对油水混合物进行精细的分离，但成本较高、容易堵塞、需要较大的液体压力、难于维护的缺点也非常明显。

涡旋分离技术可以快速连续分离油水，结构紧凑，但分离精度十分粗糙，水中有油，油中有水，强大的漩涡往往需要较高的流速才能实现，一般是在泵后才能实现，而油水在经过泵的强烈搅拌作用后，乳化现象明显，油水更难分离。

粗粒化聚结分离没有膜分离那么精细，但能够达到分离要求，维护也相对容易，缺点是要求容器和装置的体积大，液体流速足够慢，才能达到分离效果。

气浮是用水底上浮的气泡带动油颗粒上浮，使油团或油颗粒迅速浮出水而，然后分离。其优点是分离速度较快，允许较快的流速，缺点是需要较大的能源消耗，装置比较复杂。

其他油水分离技术还有很多，这些技术各有优点和缺点，以不同的特性在各种场合得到应用。但是，真正能够与浮油收集装置和谐匹配的却很少见到。

中国专利(申请号：20102061379.1以及200920015296.9)提出了一种油水分离方法和分离装置，采用的是涡旋式分离技术，从实际运行情况看，油中有水，水中有油，水中的油被再次乳化，其效果并不理想。

中国专利(申请号：88108092.6)提出了一种油水分离方法，采用的是负压聚结分离技术，该方法是一种粗粒化与负压重力分离的组合，适合于油颗粒细微、主要呈乳化状态的油水进行分离，而对于从水面收集的油水混合物应该寻找更加容易维护、效率更高、针对性更强的方法和装置进行分离。

中国专利(申请号：94208190)提出了一款负压状态下的油水分离方法，该技术能够使油水保持原有形态进行分离，油水混合物可以在泵前进行分离，避免了泵的强烈搅拌和油分的再次乳化，遗憾的是当采用这种方法进行连续性的油水分离时，如何使分层后的油从负压密闭状态下自动化的提取出来，发明者并未提出切实有效而明确的措施。

随着一种新的浮油收集装置的出现，现有的油水分离装置更加显得难以匹配。这种浮油收集装置就是《一种动态平衡浮油浮污收集方法及其装置》(中国专利200910166741.6)。该浮油收集装置具有高效的收集能力，结构简单紧凑，浮油在收集抽取的过程中保持稳定状态，它在收集较厚油层时，收集的可能多数是油，而在收集较薄油层时，收集的可能多数是水，少部分是油。在匹配油水分离装置的时候，首先要考虑其分离能力与浮油收集机相匹配，也要注意到浮油是一种可能含有油、颗粒悬浮物、块状杂物等各种构成的物质，还要做到与浮油收集机构成一个整体装置以后的广泛适应性和连续运行的可操控性。这样的油水分离装置应具有以下特点：1.分离能力能与浮油收集装置匹配；2.结构紧凑，与动态平衡溢流式浮油收集装置能构成和谐整体、便于移动；3.对浮油中存在的杂质、杂物的处理要方便；4.浮油本来就与水形成了物理分层，不能在收集和分离过程中使其再次乳化，造成更难回收的局面；5.在负压密闭状态下能够方便提取已分离的油层，实现自动化连续运行。本着这个目的发明了一种对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置。

发明内容

对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，包括密闭容器、抽油装置以及抽水装置，其特征在于：所述的密闭容器上设有油水混合物入口、出水通道以及出油通道；所述的出水通道的入口开设在密闭容器的下部区域并位于相对于油水混合物入口的远端；所述的出水通道从入口向上延伸至与密闭容器上部空间所对应的高度后通向抽水装置；所述的出水通道在与密闭容器上部空间高度所对应的区段设有压力平衡通道与密闭容器的上部空间联通；所述的密闭容器内设有出油通道，出油通道的入口开设于密闭容器的上部空间；所述的出油通道为单向通道，其出口与抽油装置联通。

作为对本发明的进一步改进，所述的出水通道从设在密闭容器内的入口向上延伸，在密闭容器内的上部空间形成一个上部开口的隔间作为溢流区段，出水通道经过溢流区段后与抽水装置相连；所述的溢流区段的上部开口与容器内相通形成压力平衡通道。

作为本发明的进一步改进，所述的出水通道从设在密闭容器内的入口向密闭容器之外并向上延伸，在与密闭容器的上部空间相对应的高度构成一个区段作为溢流区段；所述的压力平衡通道将溢流区段与密闭容器的上部空间相通；所述的压力平衡通道在密闭容器上部空间的联通口高于出水通道；出水通道经过溢流区段后与密闭容器之外的抽水装置相连。

作为本发明的进一步改进，所述的出水通道与溢流区段为一体的连续流道形状的管状构件。

作为对本发明的进一步改进，所述的密闭容器分为两段，一段为卧式放置的密闭容器，另一段密闭容器置于卧式密闭容器之上并联通。

作为对本发明的进一步改进，所述的出油通道的入口低于压力平衡通道在密闭容器上部空间的联通口。

作为对本发明的进一步改进，所述的出油通道的入口高于出水通道在溢流区段的流道底面。

作为对本发明的进一步改进，密闭容器内设有液位传感器，传感器的感应区域的高度高于出油通道的入口，低于压力平衡通道在密闭容器上部空间的联通口。

作为对本发明的进一步改进，所述的油水混合物的入口装设有过滤装置。

作为对本发明的进一步改进，所述的抽水装置和抽油装置均为具有自吸功能的抽吸装置。

作为对本发明的进一步改进，所述的装置通过油水混合物的入口与申请号为200910166741.6的中国专利提出的装置的收集腔联通。

工作过程及其原理：

首先向罐内灌水，根据上述的装置的特征，密闭容器只有进水口，出水口，出油口共三个与外部连通的通道，常压下灌水水面最高可升至出水口与出油口两者之间较低入口的位置，水面之上是空气。

然后启动抽水装置抽水，出水通道的水首先被抽走，然后是罐内的空气通过溢流区段从出水通道被抽走一部分，罐内形成负压，当负压足以克服油水混合物入口的吸程高度时，油水混合物通过入口进入密闭容器，直到没有空气可以进入出水通道，出水达到正常流量，装置进入正常工作状态。

由于油水混合物没有受到泵的强烈搅拌作用，以大块或大颗粒油团进入密闭容器，且密闭容器的截面远大于吸水通道，油水混合物在密闭容器内低速移动，油分不需要粗粒化就能快速上浮，当水到达出水通道的入口附近时，除了与水乳化结合在一起的油分，其他油团或油颗粒均已上浮，实现水与油分层。水通过出水通道经溢流区段进入出水口由抽水装置抽走，可以回到水体或者通向他处，油却在溢流区段外的罐内空间集聚。

溢流区段与密闭容器上部空间的液体表面压力相等，溢流区段与出水通道内一直到罐底都是水，溢流区段外的密闭容器内是油层加水层，由于油的比重小，在相同压力下，油面高度高于溢流区段内水面高度。随着油层厚度越来越厚，油面高度越来越高出溢流区段内的水面高度，而溢流区段内的液面可以通过设定溢流高度基本确定，因此，感知油面与溢流槽内设定水面的高差可以得知油层的基本厚度，通过设定液位传感器的油面感应高度，获得油层厚度的信息，当油面到达感应位置时，也即油层到达设定厚度时，发出液位信号，启动抽油装置抽油。至于油泵何时停止，可以设定延时控制或另外设一个较低位置的油位信号感应来控制。水不断通过出水通道流出，油通过油位信号控制启动出油，实现油和水的分离。

有益效果

根据浮油收集的油水混合物的特点，采用膜分离技术容易堵塞、维护困难、成本较高；采用涡旋分离不理想；使用粗粒化分离技术要视情况而定，该油水混合物中的油分主要呈现为油团或粗大油颗粒，一般情况下没有必要进行粗粒化；采用气浮方法分离是一种可以采用的措施，但相应的系统复杂、庞大、费用较大。

本发明主要针对于浮油收集以后的油水混合物进行油水分离，它能够过滤油水混合物中夹杂在其中的固体颗粒、杂质、杂物，针对浮油收集的油水混合物的特点，它能够快速分离油水层，使其避免泵的搅拌乳化作用，它采用简单而有效的方式，自动检测密闭负压状态下的油层厚度并实施对油层的提取，整个装置结构简单、紧凑高效，实现连续性、大流量、自动化油水分离。

本发明通过一根吸水管与申请号为200910166741.6的中国专利提出的装置的收集腔连接，既作为浮油收集时的抽吸装置，又能够实现油水分离的协调统一，使该浮油收集装置的浮油收集能力得到充分发挥，可以实现收集的浮油直接灌装转运，分离的水直接回到水体的理想状态。

本发明具有高度的稳定性与可靠性。油水混合物来自水面，有时空气会随之卷入密闭容器。但少量空气的进入只能瞬时影响本发明的装置的正常工作，而后迅速回归正常工作状态。

在本发明中，对各种细节的进一步改进也有着实际的应用效果。

作为对本发明的进一步改进，所述的出水通道从设在密闭容器内的入口向上延伸，在密闭容器内的上部空间形成一个隔间作为溢流区段，所述的溢流区段有开口与密闭容器的上部空间相通，出水通道经过溢流区段后与密闭容器之外的抽水装置相连。这样设计的方式，密封面少，结构紧凑，容易获得合理参数。

作为本发明的进一步改进，所述的出水通道从设在密闭容器内的入口向密闭容器之外并向上延伸，在与密闭容器的上部空间相对应的高度构成一个区段作为溢流区段，所述的溢流区段有压力平衡通道与密闭容器的上部空间相通，出水通道经过溢流区段后与密闭容器之外的抽水装置相连。这样设计的方式，可能给检修维护提供方便。

作为本发明的进一步改进，所述的出水通道与溢流区段为一体的连续流道形状的管状构件，使制作变得方便。

作为对本发明的进一步改进，所述的密闭容器分为两段，一段为卧式放置的密闭容器，另一段密闭容器置于卧式密闭容器之上并联通。这样设计可以节约设备占用空间。

密闭容器内设有液位传感器，传感器的感应区域的高度高于出油通道的入口。这是为了确保油位高出出油通道的入口，才能进入出油通道。

所述的抽水装置和抽油装置均为具有自吸功能的泵。这样的泵可以在罐内没有引水或引水不足的情况下排除空气，产生负压，正常工作。

附图说明

图1为实施例1的方案结构示意图。

图2为实施例2的方案结构示意图。

图3为实施例3的方案结构示意图。

图中项目说明：1.油水混合物入口 2.过滤器 3.密闭容器 4.出水通道入口5.出水通道 6.溢流区段 7.压力平衡通道 8.液位传感器 9.出油管 10.单向阀 11.抽油装置 12.抽水装置 13.动态平衡溢流式浮油收集装置

实施方案

1.对从水而收集的油水混合物进行连续分离的装置，如附图1所示：竖直安放的过滤器2和作为密闭容器3的水平安放的罐体；过滤器2的出水端作为密闭容器的油水混合物入口1，在密闭容器3的另一端设出水通道5，出水通道入口4位于罐体的下部区域；出水通道5从出水通道入口4向上延伸至罐体的上部空间并形成一个上部开口的隔间作为溢流区段6，溢流区段6通过上部开口与密闭容器3上部空间形成压力平衡通道7；出水通道5在溢流区段6内开口，经过溢流区段6然后与设在罐外的抽水装置12(自吸水泵、水气混合泵、隔膜泵、螺杆泵、滑阀泵、齿轮泵、转子泵、活塞泵以及其他满足工况条件的泵)联通；密闭容器3内还设一出油管9，出油管9的入口低于溢流区段6的上缘(压力平衡通道7与密闭容器3上部空间的联通口)，高于出水通道5在溢流区段6的流道底面；出油管9的出口通过单向阀10与设在罐外的抽油装置11(自吸油泵、隔膜泵、螺杆泵、滑阀泵、齿轮泵、转子泵、活塞泵以及其他满足工况条件的泵)联通；密封容器3内还设有一个液位传感器8，液位传感器8的感应区域位于溢流区段的上缘和出油管9的入口之间。

2.对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，如附图2所示：竖直安放的罐体作为密闭容器3；设在密闭容器中上部的开口的作为油水混合物入口1，在密闭容器3相对于油水混合物入口1的远端的罐体下部区域设出水通道入口4，出水通道5从出水通道入口4向罐体外并向上延伸，延伸至与密闭容器3上部空间相对应的高度，并在该高度形成一个区段作为溢流区段6，出水通道5与溢流区段6为一体的连续流道形状的管状构件；设压力平衡通道7将溢流区段6与密闭容器3的顶部空间联通；出水通道5经过溢流区段6然后与抽水装置12联通；密闭容器3内还设一出油管9，出油管9的入口低于压力平衡通道7与密闭容器3顶部空间的联通口，高于溢流区段6的流道底面；出油管9的出口通过单向阀10与设在罐外的抽油装置11联通。

3.对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，如附图3所示：密闭容器3由一段卧式放置的罐体和一段竖式安放的罐体构成，竖式安放的罐体位于卧式放置的罐体的一端之上并联通；竖直安放在卧式罐体的过滤器2的出水端作为密闭容器3的油水混合物入口1，位于竖式罐体的对应远端；在密闭容器3的位于竖式罐体的一端设出水通道5，出水通道入口4位于卧式罐体的下部区域；出水通道5从出水通道入口4向上延伸至竖式罐体的上部空间形成一个向上开口的容器形的溢流隔间作为溢流区段6，溢流隔间通过上部开口与密闭容器3上部空间形成压力平衡通道7；出水通道5经过溢流区段6然后与设在罐外的抽水装置12联通；密闭容器3内还设一出油管9，出油管9的入口低于溢流区段6的上缘(压力平衡通道7与密闭容器3上部空间的联通口)；出油管9的出口通过单向阀10与设在罐外的抽油装置11联通；密封容器3内还设有一个液位传感器8，液位传感器8的感应区域位于溢流区段6的隔间上缘和出油管9的入口之间；油水混合物入口1通过软管与申请号为200910166741.6的中国专利申请提出的装置13的收集腔连通。

Claims (9)

1.对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，包括密闭容器、抽油装置以及抽水装置，其特征在于：所述的密闭容器上设有油水混合物入口、出水通道以及出油通道；所述的出水通道的入口开设在密闭容器的下部区域并位于相对于油水混合物入口的远端；所述的出水通道从入口向上延伸至与密闭容器上部空间所对应的高度后通向抽水装置；所述的出水通道在与密闭容器上部空间高度所对应的区段设有压力平衡通道与密闭容器的上部空间联通；所述的密闭容器内设有出油通道，所述的出油通道的入口开设于密闭容器的上部空间；所述的出油通道为单向通道，其出口与抽油装置联通。

2.根据权利要求1所述的对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，其特征在于：所述的密闭容器内设有液位传感器，传感器的感应区域的高度高于出油通道的入口，低于压力平衡通道在密闭容器上部空间的联通口。

3.根据权利要求1和2之任一项所述的对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，其特征在于：所述的出水通道从设在密闭容器内的入口向上延伸，在密闭容器内的上部空间形成一个上部开口的隔间作为溢流区段，出水通道经过溢流区段后与抽水装置相连。

4.根据权利要求3所述的对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，其特征在于：所述的出油通道的入口低于压力平衡通道在密闭容器上部空间的联通口。

5.根据权利要求4所述的对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，其特征在于：所述的密闭容器分为两段，一段为卧式放置的密闭容器，另一段密闭容器置于卧式密闭容器之上并联通。

6.根据权利要求1和2之任一项所述的对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，其特征在于：所述的出水通道从设在密闭容器内的入口向密闭容器之外并向上延伸，在与密闭容器的上部空间相对应的高度构成一个区段作为溢流区段；所述的压力平衡通道将溢流区段与密闭容器的上部空间连通；所述的压力平衡通道在密闭容器上部空间的联通口高于出水通道；出水通道经过溢流区段后与密闭容器之外的抽水装置相连。

7.根据权利要求6所述的对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，其特征在于：所述的出油通道的入口低于压力平衡通道在密闭容器上部空间的联通口。

8.根据权利要求7所述的对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，其特征在于：所述的密闭容器分为两段，一段为卧式放置的密闭容器，另一段密闭容器置于卧式密闭容器之上并联通。

9.根据权利要求1和2之任一项所述的对从水面收集的油水混合物进行连续分离的装置，其特征在于：所述的装置通过油水混合物的入口与申请号为200910166741.6的中国专利提出的装置的收集腔联通。

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