CN105441102A - 一种含油砂浆净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含油砂浆净化装置，其包括分离腔，分离腔一端设置有进水口，靠近进水口一侧的分离腔内设置有搅拌装置，分离腔侧壁上通过管道连通有溶气释放装置和回流系统；溶气释放装置包括空压机和与空压机通过管道连通的溶气罐；回流系统包括回流管道和设置在回流管道之间的回流泵。分离腔的另一端设置由砂水收集装置。分离腔内设置有刮油装置。刮油装置的出油处设置有电加热装置。分离腔外设置有隔热装置。本发明结构简单、使用方便，可以有效去除固体颗粒上包裹的油污，除油效果超过95％以上。本发明无须添加任何化学药剂，处理装置能够大规模、连续运行，适合于工业化的应用。本发明可以进行自动化控制，便于操作管理。

Description

一种含油砂浆净化装置

技术领域

本发明涉及一种含油砂浆净化装置。

背景技术

油砂中的原油化学组成极其复杂，主要为稠环芳烃及大分子烃类，胶质、沥青质含量高。由于其黏度高、分子量大，导致它们流动性及互溶性差，因而极易沉积，吸附在所接触界面上较为牢固，常规的油水分离方法对其无效。

现有技术中，常用油砂的分离方法有如下几种：

1、清洗剂的应用：

油砂中的原油化学组成极其复杂，主要为稠环芳烃及大分子烃类，胶质、沥青质含量高。由于其黏度高、分子量大，导致它们流动性及互溶性差，因而极易沉积，吸附在所接触界面上，针对重油及稠油与泥砂分离这一难题，开发研制了油砂清洗剂，主要用于油砂、油泥的分离。油砂清洗剂是由多种渗透性极强的表面活性剂及化学试剂复配而成。

2、微乳液在油砂洗液中的应用：

微乳液体系中油/水界面张力在最佳中相时可达10-2～10-5mN/m，有时甚至为负值[10]，微乳液能与油、水混溶，大大降低油水界面张力，用到驱油上，采收率普遍提高10％以上，特别是中相微乳液能使水驱后的残余油全部被驱出，在三次采油中具有重要的应用价值，将微乳液用在油砂洗油中将具有十分重要的应用前景。油砂与常规的石油开采不同，需使用萃取工艺将油砂分离，常用的油砂开采方法抽提时需耗大量的能源，而微乳液直接作用于油砂，常温即可，不需更多的热能，可降低开采成本。

醇类助表面活性剂的作用就是在油-水界面与表面活性剂形成混合吸附膜，降低界面张力，增加界面柔性，促进微乳液的自发形成。并且加入醇可降低表面活性剂的用量，从而降低制备微乳液的成本。盐含量对微乳液相态的影响最大，盐量增加会压缩微乳液液滴的双电层，降低液滴间斥力，有利于液滴间接触的聚集，这样就增加了各相间的密度差，使微乳液富集相从下相微乳液中分离出来。

3、水剂空气化分离油砂的应用：

油砂分离主要是物理过程，既靠沥青、沙子、黏土的密度不同，在水中受的浮力不同，达到分离目的。通入空气是因为沥青分离时空气泡与沥青界面上靠表面张力作用。沥青分离的程度和量随着其表面张力的减小而增加，重要的是只有在油砂被气体喷射起来时，沥青才能与沙分离。这意味着，空气与油砂颗粒表面的接触和沥青在气泡上的扩散是重要的现象，这关系到沥青回收率的提高与否。

4、油砂超声波除油的应用：

通过一系列的超声波清洗和搅拌清洗油砂试验，发现超声波的超声空化、声流、微射流以及超声波自身振动引起的机械搅拌作用，对油砂表面油污的清除十分有效，同时，超声波与其他清洗技术比较，清洗速度快，可大大缩短油砂清洗的周期，提高清洗效率；便于清洗工艺的实施及工艺过程的连续自动化；对环境不产生二次污染。

超声波在油砂清洗中的作用原理：超声波清洗有时被称为无刷擦洗，在油砂清洗中利用它超声空化作用。其中，超声空化作用在整个油砂清洗系统中将产生4种附加效应，即湍流效应、微扰效应、聚能效应和界面效应。其中，界面效应是由声流以及在油砂和介质水的界面处的微射流产生的机械效应，加速了砂表面油污的剥离；聚能效应和微扰效应减弱了油污对砂表面的粘附应力；湍流效应可使整个清洗系统产生很多旋涡，加快了被剥离下来的油层乳化过程。

通过以上4种油砂分离方法比较，我们发现1、2中分离方法存在须添加化学药剂，而现有生产工艺中绝不允许添加化学药剂，以防添加的化学药剂与油相发生化学反应后生成其他化学物质，影响其油相的化学成分，破坏油相的化学性质，即增加了后续分离难度，又降低了油砂分离效率，故1、2中分离方式不予采纳。

第4中分离方式现主要在实验室进行理论实验，大规模用于实例工程中尚未实际应用，加上超声波清洗中的湍流效应可使整个清洗系统产生很多旋涡，加快了被剥离下来的油层乳化过程，造成后续乳化效应增加难度，降低一部分分离效率，使得油砂分离效率降低，又增加后续处理成本。相比较，第3种水剂空气化分离油砂的应用主要为物理过程，既靠沥青、沙子、黏土的密度不同，在水中受的浮力不同，达到分离目的。通入空气是因为沥青分离时空气泡与沥青界面上靠表面张力作用，沥青分离的程度和量随着其表面张力的减小而增加。这意味着，空气与油砂颗粒表面的接触和沥青在气泡上的扩散是重要的现象，这关系到沥青回收率的提高与否，同时，气泡的大小也直接影响到沥青回收率的提高与否。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种含油砂浆净化装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种含油砂浆净化装置，其包括分离腔，所述分离腔一端设置有进水口，靠近所述进水口一侧的分离腔内设置有搅拌装置，所述分离腔侧壁上通过管道连通有溶气释放装置和回流系统；所述溶气释放装置包括空压机和与所述空压机通过管道连通的溶气罐；所述回流系统包括回流管道和设置在所述回流管道之间的回流泵。

通过设置溶气释放装置，能够控制气泡的大小，既能够防止释放器被堵塞，又能够保证溶气释放的效果，保证释放装置不被沥青油和砂浆堵塞。

通过设置回流系统，能够控制其回流量，防止净化装置下游部淤积和堵塞，保证装置的除油去除效率。随着含油砂浆不断进入净化装置，砂浆在装置内不断淤积，压缩了净化装置的容积，通过控制砂浆的回流，保证净化装置的连续运行。

进一步地，所述溶气释放装置和回流系统分别设置在所述分离腔的两侧。

进一步地，所述空压机连通有清液泵。

进一步地，所述分离腔的另一端设置由砂水收集装置，有效分离油污与砂水，保证除油效果。

进一步地，所述分离腔内设置有刮油装置。

进一步地，所述刮油装置的出油处设置有电加热装置。

进一步地，所述分离腔外设置有隔热装置。

由于油砂混合液温度高、粘度大，撇除的油污在80度以下易凝固，因此设置隔热保温与加热装置，防止撇除的油污凝固。

工作原理：本发明是将除油、除砂后的清液加压，同时加入空气，使空气溶解于清液中，然后骤然减至常压，混合液以小气泡形式从水中析出，将含油砂浆中的沥清或焦油浮于水面，清液及泥砂则排出。经过分离后的沥青油由设置在分离腔室内的刮油装置将油排至外部污油收集装置，从而达到除油的目的。在本发明中，油砂进入分离腔后，首先采用搅拌装置进行机械搅拌，初步清除油砂的表面油污；然后进入浮选区通过溶气释放装置，利用空气切割、浮选的原理，使加压溶气水在此骤然减至常压，气泡释放于油砂混合液中，油污以小气泡形式从油砂混合液中析出，浮于液面。为防止除油后的砂水沉降堵塞溶气释放器，必须控制空气强度及气泡大小，以达到最佳的空气释放效果。当油砂进入分离区进行油污与砂水分离时，为了防止除油后的砂水在分离区沉降淤积并影响油污与砂水的分离效果，必须进行砂水回流，通过控制回流比，使油污的去除效率达到最佳。

本发明所达到的有益效果是：

本发明提供的含油浆液净化装置，结构简单、使用方便，可以有效去除固体颗粒上包裹的油污，除油效果超过95％以上。本发明在不须添加任何化学药剂的情况下将含有沥青或焦油的砂或砂岩通过物理方法将油层分离出来。本发明通过物理方法有效去除油砂表面油污，实现油污与砂水的分离；油砂处理过程中不添加任何化学药剂，不影响处理后砂水的特性及后续处理工艺的要求；处理装置能够大规模、连续运行，适合于工业化的应用。本发明可以进行自动化控制，便于操作管理。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明一种含油砂浆净化装置，其包括分离腔1，所述分离腔1一端设置有进水口2，靠近所述进水口2一侧的分离腔1内设置有搅拌装置3，所述分离腔1侧壁上通过管道连通有溶气释放装置和回流系统；所述溶气释放装置包括空压机401和与所述空压机401通过管道连通的溶气罐402；所述回流系统包括回流管道501和设置在所述回流管道501之间的回流泵502。

通过设置溶气释放装置，能够控制气泡的大小，既能够防止释放器被堵塞，又能够保证溶气释放的效果，保证释放装置不被沥青油和砂浆堵塞。

通过设置回流系统，能够控制其回流量，保证净化装置下游部淤积和堵塞，保证装置的除油去除效率。随着含油砂浆不断进入净化装置，砂浆在装置内不断淤积，压缩了净化装置的容积，通过控制砂浆的回流，保证净化装置的连续运行。

在本实施例中，所述溶气释放装置和回流系统分别设置在所述分离腔的两侧。

在本实施例中，所述空压机401连通有清液泵6。

在本实施例中，所述分离腔1的另一端设置由砂水收集装置7，有效分离油污与砂水，保证除油效果。

在本实施例中，所述分离腔1内设置有刮油装置8。

在本实施例中，所述刮油装置的出油处设置有电加热装置(图中未示出)。

在本实施例中，所述分离腔外设置有隔热装置(图中未示出)。

由于油砂混合液温度高、粘度大，撇除的油污在80度以下易凝固，因此设置隔热保温与加热装置，防止撇除的油污凝固。

工作原理：本发明是将除油、除砂后的清液加压，同时加入空气，使空气溶解于清液中，然后骤然减至常压，混合液以小气泡形式从水中析出，将含油砂浆中的沥清或焦油浮于水面，清液及泥砂则排出。经过分离后的沥青油由设置在分离腔室内的刮油装置将油排至外部污油收集装置，从而达到除油的目的。在本发明中，油砂进入分离腔后，首先采用搅拌装置进行机械搅拌，初步清除油砂的表面油污；然后进入浮选区通过溶气释放装置，利用空气切割、浮选的原理，使加压溶气水在此骤然减至常压，气泡释放于油砂混合液中，油污以小气泡形式从油砂混合液中析出，浮于液面。为防止除油后的砂水沉降堵塞溶气释放器，必须控制空气强度及气泡大小，以达到最佳的空气释放效果。当油砂进入分离区进行油污与砂水分离时，为了防止除油后的砂水在分离区沉降淤积并影响油污与砂水的分离效果，必须进行砂水回流，通过控制回流比，使油污的去除效率达到最佳。

本发明提供的含油浆液净化装置，结构简单、使用方便，可以有效去除固体颗粒上包裹的油污，除油效果超过95％以上。本发明在不须添加任何化学药剂的情况下将含有沥青或焦油的砂或砂岩通过物理方法将油层分离出来。本发明通过物理方法有效去除油砂表面油污，实现油污与砂水的分离；油砂处理过程中不添加任何化学药剂，不影响处理后砂水的特性及后续处理工艺的要求；处理装置能够大规模、连续运行，适合于工业化的应用。本发明可以进行自动化控制，便于操作管理。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种含油砂浆净化装置，其特征在于，包括分离腔，所述分离腔一端设置有进水口，靠近所述进水口一侧的分离腔内设置有搅拌装置，所述分离腔侧壁上通过管道连通有溶气释放装置和回流系统；所述溶气释放装置包括空压机和与所述空压机通过管道连通的溶气罐；所述回流系统包括回流管道和设置在所述回流管道之间的回流泵。

2.根据权利要求1所述的一种含油砂浆净化装置，其特征在于，所述溶气释放装置和回流系统分别设置在所述分离腔的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种含油砂浆净化装置，其特征在于，所述空压机连通有清液泵。

4.根据权利要求1所述的一种含油砂浆净化装置，其特征在于，所述分离腔的另一端设置由砂水收集装置。

5.根据权利要求1所述的一种含油砂浆净化装置，其特征在于，所述分离腔内设置有刮油装置。

6.根据权利要求5所述的一种含油砂浆净化装置，其特征在于，所述刮油装置的出油处设置有电加热装置。

7.根据权利要求1所述的一种含油砂浆净化装置，其特征在于，所述分离腔外设置有隔热装置。