CN104108822B - 废乳化油低温分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废乳化油低温分离系统，包括原液输入管、换热器、蒸发器、油水分离器、冷凝器和除味器；所述蒸发器包括加热室、蒸发室和水蒸气输送管；所述水蒸气输送管上设有蒸汽压缩机；所述原液输入管贯穿换热器并连接至蒸发器的加热室；所述蒸馏水输送管贯穿换热器并连接至油水分离器；所述油水分离器设有蒸馏水输出管和排油管；所述排油管依次连接冷凝器和除味器。本发明基于纯物理的方式根据不同液体沸点差异进行气化分离,通过纯蒸馏分离成蒸馏水和浓缩物，通常蒸馏水可以被作为工业用水再次回用，浓缩物根据不同的来源加以回收及再利用，实现工业企业废水零排放，本发明便于系统化、设备化，从而占地面积较传统方法大幅缩小。

Description

废乳化油低温分离系统

技术领域

本发明涉及废乳化油低温分离系统。

背景技术

含油废水是工业废水的一种，且是工业废水的排放大户。含油废水主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业部门，包括油田废水，炼油厂和石油化工厂的废水，油轮的压舱水、洗舱水、机舱水，油罐（槽）车的清洗水等。含油废水是造成环境油污染，特别是海洋油污染（如石油污染）的主要来源。煤气厂、焦化厂的废水中含有煤焦油，皮革厂、食品加工厂的废水含有动植物油，这些也属于含油废水，但所占比重不大。

通常含油废水的处理技术如下：

1.1机械分离法

机械分离法多用作污水初级处理，其作用原理是在机械设备中利用油、水相对密度差进行分离。其分离速度取决于油与水的密度差、油珠颗粒的大小、流动状态及流体的粘度。常用的设备有隔油池，其种类很多，国内外普遍采用的是平流式(APZ)、平行板式(PlPI)、波纹板式(CPI)等形式。

1.2气浮法

气浮法也称浮选法，其原理是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气、及污染物的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在需要被去除的微小油滴上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。气浮法作为一种高效、快速的固液分离技术，始于选矿，而目前已经是国内外含油废水处理中广泛使用的一种水处理技术。

气浮法按照产气方式不同分为：溶气气浮、充气气浮和电解气浮。

1.3絮凝沉淀法

水处理方法中絮凝沉淀法应用最广泛、成本最低。此方法是指在废水中，加入一定量的絮凝剂，使其进行物理化学反应，达到水体净化的目的。目前国内外既经济又简便的水处理技术是提高水质处理效率，其关键问题之一是絮凝剂的选择。絮凝沉淀法常用的絮凝剂一般分为无机絮凝剂、有机絮凝剂以及复合絮凝剂。废水处理中如何选择絮凝剂要根据废水的具体特性来选择，同时还要看在哪个环节添加絮凝剂，作何用途。

1.4吸附法

吸附法处理是利用多孔性固体相物质吸着分离水中污染物的水处理过程。吸附剂一般分为炭质吸附剂、无机吸附剂和有机吸附剂。常用的吸附剂有活性炭、活化煤、焦炭、煤渣、树脂、木屑等。其中活性炭使用范围最广，可回收有用物料，吸附能力强，但运行费用高，加之进水预处理要求高等，限制了其应用。吸附法在处理含油废水的实际应用中，关键在于寻求合适的吸附剂。吸附树脂是最近几年高分子领域里新发展起来的一种多孔性树脂，它是由二乙烯苯等单体，在甲苯等有机溶剂存在下，通过悬浮共聚法制得的鱼籽样的小圆球。其吸附性能好，容易再生，可以反复使用，近来越来越多的业内人士研究高效吸油树脂的合成与应用。

1.5生化法

生化法是利用微生物清洁污水，它们以水体中的有机污染物作为自己的营养食料，通过吸附、吸收、氧化、分解等过程，把有机物变成简单的无机物，既满足了微生物本身繁殖和生命活动的需要，又净化了污水。生化法可分为好氧处理和厌氧处理，有活性污泥、生物膜和氧化塘等形式。生化处理法是废水中应用最久最广且相当有效的一种方法，特别适用于处理含油废水，但存在对水质变化和冲击负荷较低、易产生污泥膨胀等缺点，且废水中含油物质的种类对生化处理的效果也有极大影响。

除以上几种方法之外，对含油废水的处理方法还有电解法、粗粒化法、盐析法、过滤法等。

现有含油废水处理方式由于技术手段的限制，在实际实施及运用过程中存在诸多限制，不论是絮凝沉淀法还是生物化学法都不可以避免使用到大量的化学药剂导致单位处理的成本过高并造成二次污染。另外传统的机械过滤方式和气浮处理设备都不能很好的对应重金属离子和无机盐类的进行分离，必须要配合其他化学方法进行二次处理并造成污染物载体转移从而造成二次污染并增加处理成本。

此外传统工艺大部分不能够实现设备化，厌氧好氧池的建设要占用大量空间及大量初期投入及后期维护费用。

同时对于COD往往超过100000ml/L的高浓度含油工业污水,以上处理技术往往显得乏力或者陈本过高无法处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废乳化油低温分离系统，基于纯物理的方式根据不同液体沸点差异进行气化分离,通过纯蒸馏分离成蒸馏水和浓缩物，通常蒸馏水可以被作为工业用水再次回用，浓缩物根据不同的来源加以回收及再利用，实现工业企业废水零排放，实现循环利用，本发明便于系统化、设备化，从而占地面积较传统方法大幅缩小。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种废乳化油低温分离系统，包括原液输入管、换热器、蒸发器、油水分离器、冷凝器和除味器；

所述蒸发器包括加热室、蒸发室和水蒸气输送管；所述加热室内设有加热管，所述加热室底部还设有浓缩液输出管，所述浓缩液输出管上设有阀门；所述蒸发室内设有气液分离器；所述水蒸气输送管一端连接蒸发室，另一端连接至加热管的输入端；所述加热管的输出端连接蒸馏水输送管；所述水蒸气输送管上设有蒸汽压缩机；

所述原液输入管贯穿换热器并连接至蒸发器的加热室；

所述蒸馏水输送管贯穿换热器并连接至油水分离器；

所述换热器，用于原液输入管与蒸馏水输送管的换热；

所述油水分离器设有蒸馏水输出管和排油管；所述排油管依次连接冷凝器和除味器；

所述原液输入管上设有进料泵和第一流量控制阀，所述第一流量控制阀位于换热器与蒸发器之间；所述水蒸气输送管上设有第二流量控制阀，所述第二流量控制阀位于蒸发室与蒸汽压缩机之间；所述蒸馏水输送管上设有第三流量控制阀，所述第三流量控制阀位于换热器与油水分离器之间。

优选的，所述蒸汽压缩机为多个，在水蒸气输送管上串联。

优选的，所述加热室底部还设有清洗液输入管，所述清洗液输入管上设有阀门。

优选的，所述气液分离器为螺旋分离器。

蒸发室输出的水蒸气在加热室经过换热后形成高温蒸馏水，高温蒸馏水经过换热器与低温原液换热，换热后原液变成高温原液进入蒸发器的蒸发室内蒸发，换热后的蒸馏水进入油水分离器内除油，蒸馏水含油分子经过冷凝器和除味器后直接回收，气体排放到大气中。浓缩后的原液从蒸发器内排出，到达设定时间后对蒸发器通过清洗液清洗。

本发明是针对高浓度含油污水的实现工业企业废水零排放，实现循环利用的利器。

本发明是基于纯物理的方式根据不同液体沸点差异进行气化分离的，由于本发明便于系统化，设备化从而占地面积较传统方法大幅缩小，本发明系统不添加任何其他化学药剂整个工艺过程纯物理化不产生二次污染，另外发明对高COD废水具有一定的成本优势。

本发明是基于MVR/MVC蒸汽在压缩技术为核心的物理液体分离技术和系统化工业排放解决方案，难处理的污染液体可以通过纯蒸馏地分离成蒸馏水和浓缩物，通常蒸馏水可以被作为工业用水再次回用，浓缩物根据不同的来源加以回收及再利用。目前每吨废液的耗电量为50～25度/吨，远远低于行业内同类产品的水平。

本发明有如下特点：

在真空条件下根据混合液体沸点的差异对工业废水进行分离。

整套系统无额外加药，纯物理方式进行分离不造成二次污染。

基于对系统的换热系统的优化设计，目前采用的换热器可以使能耗很大程度降低。

螺旋分离器的优化设计及涂层的使用可以使分离效果更佳。

整套系统可以实现无人值守，设备化搬迁设立。

附图说明

图1是本发明的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施的技术方案是：

如图1所示，一种废乳化油低温分离系统，包括原液输入管1、换热器2、蒸发器3、油水分离器4、冷凝器5和除味器6；

所述蒸发器3包括加热室31、蒸发室32和水蒸气输送管33；所述加热室31内设有加热管34，所述加热室31底部还设有浓缩液输出管35，所述浓缩液输出管35上设有阀门；所述蒸发室32内设有气液分离器；所述水蒸气输送管33一端连接蒸发室32，另一端连接至加热管34的输入端；所述加热管34的输出端连接蒸馏水输送管36；所述水蒸气输送管33上设有蒸汽压缩机37；

所述原液输入管1贯穿换热器2并连接至蒸发器3的加热室31；

所述蒸馏水输送管36贯穿换热器2并连接至油水分离器4；

所述换热器2，用于原液输入管1与蒸馏水输送管36的换热；

所述油水分离器4设有蒸馏水输出管41和排油管42；所述排油管42依次连接冷凝器5和除味器6；除味器6上设有排气口61；

所述原液输入管1上设有进料泵和第一流量控制阀11，所述第一流量控制阀11位于换热器2与蒸发器3之间；所述水蒸气输送管33上设有第二流量控制阀331，所述第二流量控制阀331位于蒸发室32与蒸汽压缩机37之间；所述蒸馏水输送管36上设有第三流量控制阀361，所述第三流量控制阀361位于换热器2与油水分离器4之间。

所述加热室31底部还设有清洗液输入管38，所述清洗液输入管38上设有阀门。

所述气液分离器为螺旋分离器。

蒸发室32输出的水蒸气在加热室31经过换热后形成高温蒸馏水，高温蒸馏水经过换热器2与低温原液换热，换热后原液变成高温原液进入蒸发器3的蒸发室32内蒸发，换热后的蒸馏水进入油水分离器4内除油，蒸馏水含油分子经过冷凝器5和除味器6后直接回收，气体排放到大气中。浓缩后的原液从蒸发器3内排出，到达设定时间后对蒸发器3通过清洗液清洗。

换热器2（预热器）：很多情况，待蒸发的原液在进入蒸发器3之前的温度较低，为了充分利用系统内的热能，经常采用列管式或板式换热器2对原液进行预加热。

蒸汽压缩机37：它是MVR系统的核心部件，它通过对二次蒸汽进行压缩，提高系统内二次蒸汽的热焓，为系统连续提供蒸汽。根据原液的流量和沸点升高值等特性，可以选择罗茨或离心蒸汽压缩机37。对于沸点升高值较大的原液，蒸汽压缩机37可以多级串联使用。

气液分离器：它是蒸汽和浓缩液体进行分离的装置。对于有结晶的原液，可以将分离器和结晶器设计成一体，再加装强制循环泵，完成汽液分离，浓缩和结晶的功能。

蒸发室32（蒸汽换热器2）：预热后的源液通过进料泵将其载入蒸发室32，与加热管34内（由蒸汽压缩机37产生的）蒸汽进行换热，使其迅速汽化蒸发。可根据原液的特性（粘度，是否有结晶和结垢等）选择蒸发室32的形式。

控制中心：采用工控机和PLC构成MVR系列的实时监控中心。通过软件编程，实时采集各种传感器的状态信号，从而自动控制马达的转速、阀门关闭和调节、液体的流速和流量、温度和压力的控制和调节等，使系统工作达到动态平衡的状态。同时该设备还具有自动报警、自动记录参数和提供报表的各种功能。

本发明经过长久的验证和实验，经过其浓缩分离的蒸馏水再过滤后的蒸馏水可以达到要求严格的欧洲排放标准，我们以普通废乳化液和脱模剂为例做的化验分析，对于压铸脱模剂一次蒸馏分析后的蒸馏水COD达到29-60mg/l(国家标准是150mg/l),对废液的COD减低率达到或超过98%，远远超过一般蒸馏设备的COD降低水平。

本系统是基于MVR技术研发相应产品和装置，MVR是“机械式蒸汽再压缩”的英文简称（MechanicalVaporRecompression）。其基本原理是：对蒸发过程中产生的废热蒸汽通过逆流洗涤及机械再压缩，提高废热蒸汽的清洁度及热焓，重新利用，达到节能与环保的目的。MVR蒸发器（低温压汽蒸馏）是目前国际上最先进蒸发器技术，只有少数几个国家掌握该项技术。

MVR蒸发器的创新点：

(1)没有废热蒸汽排放，节能效果十分显著，相当于多效蒸发器。

(2)运用该技术可实现对二次蒸汽的逆流洗涤，因此冷凝水干物含量远低于多效蒸发器。

(3)采用低温负压蒸发(40-100℃)，有利于防止被蒸发物料的高温变性。

(4)MVR蒸发器是传统多效降膜蒸发器的换代产品，是在单效蒸发器的基础上通过对二次蒸汽逆流洗涤及再压缩重新利用。凡单效及多效蒸发器适用的物料，均适合采用MVR蒸发器，在技术上具有完全可替代性，并具有更优良的环保与节能特性。

本发明在不同行业中处理数据实例如表1所示。

表1本发明在不同行业中处理数据实例

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.废乳化油低温分离系统，其特征在于，包括原液输入管、换热器、蒸发器、油水分离器、冷凝器和除味器；

所述蒸发器包括加热室、蒸发室和水蒸气输送管；所述加热室内设有加热管，所述加热室底部还设有浓缩液输出管，所述浓缩液输出管上设有阀门；所述蒸发室内设有气液分离器；所述水蒸气输送管一端连接蒸发室，另一端连接至加热管的输入端；所述加热管的输出端连接蒸馏水输送管；所述水蒸气输送管上设有蒸汽压缩机；

所述原液输入管贯穿换热器并连接至蒸发器的加热室；

所述蒸馏水输送管贯穿换热器并连接至油水分离器；

所述换热器，用于原液输入管与蒸馏水输送管的换热；

所述油水分离器设有蒸馏水输出管和排油管；所述排油管依次连接冷凝器和除味器；

所述原液输入管上设有进料泵和第一流量控制阀，所述第一流量控制阀位于换热器与蒸发器之间；所述水蒸气输送管上设有第二流量控制阀，所述第二流量控制阀位于蒸发室与蒸汽压缩机之间；所述蒸馏水输送管上设有第三流量控制阀，所述第三流量控制阀位于换热器与油水分离器之间。

2.根据权利要求1所述的废乳化油低温分离系统，其特征在于，所述蒸汽压缩机为多个，在水蒸气输送管上串联。

3.根据权利要求2所述的废乳化油低温分离系统，其特征在于，所述加热室底部还设有清洗液输入管，所述清洗液输入管上设有阀门。

4.根据权利要求3所述的废乳化油低温分离系统，其特征在于，所述气液分离器为螺旋分离器。