CN105819546A - 一种油水分离装置及含有该装置的污油泥分离设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油水分离装置及含有该装置的污油泥分离设备，所述油水分离装置包括，壳体、设置在壳体上的进油装置、排水口、出油口和设置在壳体内的热交换装置，所述热交换装置包括多层热交换管，所述进油装置包括，连通至壳体内的进油管道，所述进油管道位于壳体内的一端设有多个喷口，所述喷口位于热交换管之间或热交换管的下方。本发明的冷凝效果好，可以有效降低了高温油气的温度，大大提高了油水分离的效率，提高了废油的利用率，达到了节能环保的目的。

Description

一种油水分离装置及含有该装置的污油泥分离设备

技术领域

本发明涉及一种污油泥处理设备，尤其是一种油水分离装置及含有该装置的污油泥分离设备。

背景技术

现有的油水分离装置大多应用于对液态的油水混合液进行分离，由于液态的油水混合液一般温度较低，因此只需利用油水密度的不同，即可进行分离。授权公告号为CN102266680B的中国发明专利公开了一种油水分离器，包括壳体、出油装置，油相聚集器，壳体上设有进料管、出水口，所述油相聚集器由多片波纹板组成，所述波纹板相互交叉叠加固定成一体，使所述相邻波纹板之间形成若干通道，其特征在于，所述出油装置包括升降机构，与油相液位相平的集油槽，集油槽设置在升降机构的下端，所述升降机构包括同步轴，第一涡杆机构、第二涡杆机构、第一、第二涡杆机构通过同步轴平行的连接成一体，第一涡杆机构包括第一涡杆、第一涡轮、第一涡杆与第一涡轮相啮合，同步轴一端与第一涡轮固定连接，第二涡杆机构包括第二涡杆、第二涡轮，第二涡杆与第二涡轮相啮合，第二涡轮与同步轴的另一端固定连接。本发明的波纹板交叉叠加固定成一体，使所述相邻波纹板之间形成若干通道，当物料流经波纹板时，物料在波纹板内来回反复流支，物料的流速更加均匀，且通过流向和流动面积不断变化，为油滴在波纹板表面的聚集提供了足够的时间和空间，使油滴在浮升近程中不停的聚集，使小油滴能更快的聚集成大油滴，从而，大大提高了油水分离效率及油水分离的效果。本发明虽然提高了油水分离的效率，但当高温的油水混合气进入壳体时，气态的油气难以在波纹板上汇集，使得大部分油气随着难溶于水的空气逃逸出波纹板，未被收集的油气不仅污染环境也大大降低了设备的回收效率，回收效果不理想。

现有的污油泥分离设备多采用传统的油水分离装置，分离后的高温油水混合气，进入油水分离装置后，其油气的回收效率低，部分油气未被有效冷凝而直接排入至大气中，不仅造成了资源的浪费，也污染了环境，因此有效提高油气的冷凝回收效率，是提高整个污油泥分离设备效率的关键所在。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效处理高温油水混合气，实现油水分离的油水分离装置。

本发明的另一目的在于提供一种含有上述油水分离装置的污油泥分离设备，实现污油泥的高效处理。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种油水分离装置，包括，壳体、设置在壳体上的进油装置、排水口、出油口和设置在壳体内的热交换装置，所述热交换装置包括多层热交换管，所述进油装置包括，连通至壳体内的进油管道，所述进油管道位于壳体内的一端设有多个喷口，所述喷口位于热交换管之间或热交换管的下方。

进一步，所述壳体内设有挡水板，所述挡水板将壳体内部分隔为上部相互连通的混合容腔和储油容腔，所述混合容腔一侧设有排水口，所述储油容腔一侧设有上下排列的多个出油口。

进一步，所述混合容腔的体积大于储油容腔的体积，所述热交换管设置在混合容腔内，优选的，所述热交换管为上下排列的多层，且层与层之间相互连通。

进一步，所述进油装置还包括设置在进油管道内用于冷凝高温油水混合气的降温装置，所述降温装置包括，喷淋水管、设置在喷淋水管两端的进水开关和喷淋头，所述喷淋头设置在进油管道内的顶端，优选的，所述喷淋头沿着进油管道的中心轴线设置，且以辐射状向下喷水。

进一步，所述进油管道位于壳体内的一端连接一水平设置的短管，所述短管长度大于进油管道的直径，所述喷口设置在短管侧壁的下半部。

进一步，所述短管中部与进油管道固定连接，并相连通，短管的两端封闭；所述喷口对称设置在短管侧壁的两侧，且倾斜向下设置。

进一步，所述短管中部与进油管道转动连接，并相连通，短管的两端封闭；所述喷口分布在短管的不同侧，且以进油管道的轴线为中心呈中心对称设置。

进一步，所述进油装置还包括，设置在壳体外侧上方的通气管，所述通气管一端与进油管道相通，另一端设有一通气阀。

进一步，所述壳体为一封闭容腔，在壳体上侧设有一排气管，所述排气管的一端延伸至壳体外侧并与外部大气连通，另一端延伸至壳体内部，且其端口至少低于壳体内的液位线，以形成液封。

进一步，所述壳体内设有水位传感器，壳体的底部设置排水口，当水位传感器检测到水位达到第一高度时，排水口开启，当水位传感器检测到水位达到第二高度时，排水口关闭，所述第一高度高于第二高度。

一种包含上述油水分离装置的污油泥分离设备，该设备还包括，进料装置、蒸汽锅炉、处理室；所述处理室的底部与所述进料装置连通，该连通部位还设有喷射口并通过管路与蒸汽锅炉连接，处理室通过进油管道与壳体连通。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

1、本发明通过在进油管道内增加喷淋的降温装置，使得高温油气迅速冷凝，形成油滴，提高了油气的冷凝效率。

2、本发明的壳体内部设有热交换装置，可以防止壳体内的混合液温度过高而影响油气的凝聚效果，提高油气的回收效率。

3、本发明将壳体内部隔绝为两个容腔，使得油液可以单独充满一个容腔，并通过设置高度不同的出油口可以实现将不同密度的油液分离排出。

4、本发明还设有防止倒吸的通气管，可以有效避免壳体内的液体通过进油管道发生倒吸现象。

附图说明

图1：本发明的油水分离装置实施例一的主视图；

图2：为本发明的油水分离装置实施例一的左视图；

图3：本发明的油水分离装置实施例一的俯视图；

图4：为图2的局部放大示意图；

图5：为图1的局部放大示意图；

图6：实施例二中的本发明油水分离装置的短管结构示意图；

图7：本发明的油水分离装置中的传感器的安装位置示意图；

图8：本发明的污油泥分离设备的结构示意图；

图9：本发明的进料装置的结构示意图；

图10：本发明的分离装置的结构示意图；

其中：1、壳体2、进油装置3、排水口4、出油口5、热交换装置6、排气管7、挡水板8、混合容腔9、储油容腔10、水位传感器11、油位传感器12、电磁阀21、进油管道22、短管23、通气管24、喷淋水管25、喷淋头26、进水开关27、通气阀28、旋转接头51、热交换管52、进水口53、出水口81、水位线91、油位线100、料斗102、送料器103、蒸汽锅炉104、分离装置105、电气控制装置106、旋风分离器107、排渣口201、驱动装置202、第一螺旋输送轴203、第一传动齿轮204、第二传动齿轮205、传动轴206、第一锥齿轮207、第二锥齿轮208、第二螺旋输送轴209、第二输送管210、第一输送管301、喷射口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

实施例一

结合图1和图5所示，一种油水分离装置，包括，一个用于盛放液态油水的壳体1、设置在壳体1上的进油装置2、位于壳体1底部一侧的排水口3和位于另一侧的多个出油口4，以及设置在壳体1内用于冷却壳体1内所盛液体的热交换装置5，热交换装置5包括多层热交换管51，热交换管51内通有冷凝水，用于降低壳体1内的温度。所述进油装置2包括，连通至壳体1内的进油管道21和设置在进油管道21内用于冷凝高温油水混合气的降温装置，所述降温装置优选为喷淋式降温装置，以喷洒冷凝水的方式为高温油水混合气降温。所述进油管道21位于壳体1内的一端设有多个喷口，所述喷口位于热交换管51之间或热交换管51的下方。为扩大喷口的分散面积，进油管道21的底端固定连接有一水平设置的短管22，所述固定连接优选为法兰连接，所述短管22的两端封闭，中间与进油管道21连通，在短管22侧壁的下半部开有多个供油水混合物喷出的喷口，所述喷口位于热交换管51之间或热交换管51的下方，优选为热交换管51的下方，喷口位置优选接近于壳体1的底部，在壳体1内装有一定高度的冷凝水。所述短管22的长度大于进油管道21的直径，使得喷出的油水混合气以较大的分散面积与壳体1内的冷凝水接触，以达到较好的冷凝效果。高温的油水混合气经过进油管道21时，先被进油管道21内的降温装置初步降温，然后沿着进油管道21进入壳体1内，部分未被冷却液化的油气在上浮过程中被壳体1内的冷凝水冷却，凝结为油滴浮至水面，并由出油口4排出。

为实现对不同油液的分类提取，所述壳体1内设有挡水板7，所述挡水板7底部和两侧与壳体1内壁相连，并将壳体1内部分隔为上部相互连通的混合容腔8和储油容腔9，所述混合容腔8的体积大于储油容腔9，且两者的体积比不小于3：1，在混合容腔8底部一侧设有排水口3，所述储油容腔9一侧设有上下排列的多个出油口4，出油口4间隔一定高度设置。当混合容腔8内的油液高度超过挡水板7后将溢流至储油容腔9内，不同密度的油液在储油容腔9内形成不同高度的油层，并通过对应的出油口4排出，实现不同油液的分类排出。

结合图1和图2所示，所述热交换管51设置在混合容腔8内，为上下排列的多层，且层与层之间相互连通，并最终相汇至总进水管和总出水管，总进水管和总出水管延伸至壳体1外部，并分别在端部设有进水口52和出水口53，所述进水口52和出水口53与外部的循环水管路连接，热交换管51内不断流通有冷却水，用于将壳体1内的热量导出，防止壳体1内水温过高。

结合图2和图4所示，所述降温装置包括，喷淋水管24、喷淋水管24的一端通入至进油管道21内，另一端与外部的供水管路连接，向进油管道21内喷洒冷凝水的喷淋头25和控制喷淋水管24内水流通断的进水开关26，所述喷淋头25设置在喷淋水管24位于进油管道21内的一端，并沿进油管道21的轴线设置，所述进水开关26设置在喷淋水管24的另一端，并用于与外部供水管路相连。优选的，所述喷淋头25位于进油管道21内的顶端，并沿着进油管道21的轴线向下以辐射状喷淋冷水。由于油水混合气的温度很高，只在壳体1内进行降温冷凝，往往难以达到很好的冷凝效果，部分油气会直接以气态的方式逃逸到空气中，因此在进油管道21内增加喷淋冷水的降温装置后，可以有效降低油水混合气的温度，并且喷淋产生的微小水滴，可以作为油气的凝结核，使油气更容易凝聚为油滴，进而大大提高了油水的分离效率。

结合图3所示，为防止进油管道发生倒吸现象，所述进油装置2还包括，设置在壳体1外侧上方的通气管23，所述通气管23一端与进油管道21相通，另一端设有一通气阀27。当进油管道21停止供气时，残存在进油管道21内的气体慢慢冷却，使得进油管道21内的气压下降，此时打开通气阀27，外部的空气通过通气管23进入至进油管道21内，使进油管道21内外气压平衡，防止了发生倒吸现象。

优选的，所述壳体1为一封闭容腔，壳体1的上端由一盖体封闭，盖体上设有一排气管6，所述排气管6的一端延伸至壳体1外侧并与外部大气连通，另一端向下延伸至壳体1内部，且其端口至少延伸至壳体1内的液位以下，优选为水位线81以下，形成液封，该端口的位置以略低于水位线81为佳。在盖体上还设有供进油管道21、热交换装置5的总进水管和总出水管通过的开口，壳体1上设置上盖后可以防止杂物和灰尘进入至壳体1内，污染分离出的油液，同时，由于排气管6的管口位置低于液位高度，因此当壳体1内气压高于外部气压时，部分液体被压入排气管6内，使得壳体1的上部空腔与外部大气连通，壳体1内的气体通过排气管6排出至外部大气，排气管6深入液位一下的高度应保证不足以将壳体1内的液体排出，这样壳体1内的压力便始终大于外部气压，更利于油气的液化，提高其回收效率。

优选的，如图7所示，为提高装置的工作效率，所述壳体1内设有水位传感器10，水位传感器10设置在混合容腔8内，壳体1的底部设置排水口3，当水位传感器10检测到水位达到第一高度时，排水口开启，当水位传感器检测到水位达到第二高度时，排水口关闭，所述第一高度略高于第二高度。优选的，水位传感器10连接一控制器，所述排水口3设有电磁阀12，该电磁阀12与控制器连接，并由控制器控制，当壳体1内的水位到达设定的第一高度时，将触发水位传感器10，水位传感器10向控制器发送信号，控制器在接收到该信号后控制电磁阀12打开，进行排水，当水位到达设定的第二高度时，电磁阀12关闭。相同原理，储油容腔9内也可设有油位传感器12，出油口4设有电磁阀，电磁阀和油位传感器11与控制器连接，实现自动排油工作。

实施例二

如图6所示，本实施例与实施例一的区别在于：所述短管22中部与进油管道21转动连接，并相连通，短管的两端封闭。所述短管22转动连接在进油管道21的底部，两者通过一旋转接头28连接，所述喷口设置在短管22的侧壁上，并分布在短管22的不同侧，且以进油管道21的轴线为中心呈中心对称设置，高温气体从喷口喷出后，产生推动短管22旋转的反作用力，短管22旋转使得从喷口喷出的气泡分散的更加均匀，并以更大的分散面积与壳体1内的冷凝水接触，达到更好的冷凝效果。

如图8所示，一种含有上述实施例一或实施例二中的油水分离装置的污油泥分离设备，该设备还包括，进料装置、蒸汽锅炉103和处理室和控制上述装置的电气控制装置105；所述处理室包括，分离装置104和旋风分离器106，所述分离装置104为封闭的卧式圆罐体形状，该罐体一端面中心部位与旋风分离器106通过管道连接，罐体的底部与进料装置连接，在该连接处还设有喷射口301并通过管路与蒸汽锅炉103连接。所述进料装置包括，料斗100和与料斗100底部连接的送料器102，送料器102的另一端连接至所述罐体的底部。

如图9所示，所述送料器102为螺旋送料装置，包括驱动装置201、相互垂直设置的第一输送管210和第二输送管209，第一输送管210内设置第一螺旋输送轴202，第二输送管209内设置第二螺旋输送轴208，所述的第一螺旋输送轴202直接连接驱动装置201，第二螺旋输送轴208通过传动机构连接驱动装置201，传动机构设置在第一输送管210和第二输送管210的外部。

所述螺旋送料装置的第一输送管210水平设置，第二输送管209竖直设置，含油污泥通过第一输送管210内的第一螺旋输送轴202进行水平输送，含油污泥输送至第二输送管209后，通过第二螺旋输送轴208进行竖直输送，最后进入到呈圆柱形罐体的分离装置104进行处理，从而实现了含油污泥沿着竖直方向输送进分离装置104中。

所述第一螺旋输送轴202和第二螺旋输送轴208由同一个驱动装置201进行驱动，节省了一套驱动装置，在一定程度上减少了能耗。

所述第一螺旋输送轴202和第二螺旋输送轴208均为转轴结构，转轴结构的外圆周上设置有螺旋叶片，转轴结构在转动的过程中，螺旋叶片不断的推进含油污泥向前运动，从而实现含油污泥的输送。

为了实现第二螺旋输送轴208与第一螺旋输送轴202共用一个驱动装置201，且实现第二螺旋输送轴208的外部传动，具体地：

所述传动机构包括，传动轴205、第一齿轮机构和第二齿轮机构，传动轴205平行于第一螺旋输送轴202设置，传动轴205的一端通过第一齿轮机构与第一螺旋输送轴202传动连接，传动轴205的另一端通过第二齿轮机构与第二螺旋输送轴208传动连接。

所述传动轴205实现了将第一螺旋输送轴202的转动动力传动到第二螺旋输送轴202上，而将传动轴205设置在第一输送管210和第二输送管209的外部，并分别与第一螺旋输送轴202和第二螺旋输送轴208的外端部连接，实现了将第二螺旋输送轴208的传动结构设置外部的技术目的。

传动轴205与第一螺旋输送轴202、第二螺旋输送轴208之间分别采用齿轮传动，不仅结构简单，而且传动稳定。

所述第一齿轮机构为圆柱齿轮传动机构，由于传动轴205与第一输送轴202之间平行设置，因此采用圆柱齿轮传动机构的方式将第一螺旋输送轴202的转动动力传动到转动轴205上，不仅结构简单，而且传动稳定。

第一齿轮机构包括第一传动齿轮203和第二传动齿轮204，第一传动齿轮203固定安装在第一螺旋输送轴202上伸出第一输送管210外部的一端，将第一螺旋输送轴202的动力传动到第一传动齿轮203上；第一传动齿轮203和第二传动齿轮204外啮合传动，第一传动齿轮203将动力传动给第二传动齿轮204；第二传动齿轮204固定安装在传动轴205，将第二传动齿轮204的转动动力传动给传动轴205。

所述第一齿轮机构实现第一螺旋输送轴202到传动轴205的动力传输，还可根据第一输送管210和第二输送管209的输送能力对第一螺旋输送轴202和第二螺旋输送轴208的转速进行设计，只需要改变第一传动齿轮203和第二传动齿轮204之间的传动比即可实现。

例如，一般所述的第一输送管210的长度大于第二输送管209的长度，所述的第一传动齿轮203和第二传动齿轮204之间的传动比小于1，优选地，为0.5～1。这样即可实现第二螺旋输送轴208的加速，以更好的适应第一输送管210的输送能力。

所述第二齿轮机构为圆锥齿轮传动机构，由于锥齿轮传动机构的特点是可以改变传动的方向，因为传动轴205与第二螺旋输送轴208是垂直设置，所以采用圆锥齿轮传动机构可以实现将传动轴205水平转动的动力传递给第二螺旋输送轴208变成竖直转动的动力。

第二齿轮机构包括第一锥齿轮206和第二锥齿轮207，第一锥齿轮206固定安装在传动轴205，将传动轴205的动力传动到第一锥齿轮206上；第一锥齿轮206将动力传动给第二锥齿轮207，第二锥齿轮207固定安装在第二螺旋输送轴208上伸出第二输送管209外部的一端，将第二锥齿轮207的转动动力传动给第二螺旋输送轴208。

另外，本实施例的第二齿轮机构也可选择蜗轮蜗杆传动机构。

如图10所示，所述的分离装置104为封闭的卧式圆罐体，罐体的切线方向设置用于高温高速气体进入的喷射口301，所述喷射口301与蒸汽锅炉103连接，所述的罐体上设置进料口，进料口设置在喷射口301的出口处，且垂直于喷射口301和罐体的中心线方向设置，螺旋送料装置的第二输送管210安装在该进料口上。

所述污油泥分离设备的工作过程为：首先，含油污泥通过料斗100和送料器102被输送至分离装置104，同时，蒸汽锅炉103产生高温水蒸气，并通过喷射口301喷射至污油泥上，使污油泥中的油份被瞬间汽化，污油泥被粉碎成细小颗粒，并通过管道进入旋风分离器106，在旋风分离器106内水蒸气和油气与污泥颗粒分离，高温的油水混合气进油管道21内，污泥颗粒通过旋风分离器106的排渣口107排出。挡高温的油水混合气进入油管道21时，打开进水开关26使喷淋头25向进油管道21内喷淋冷凝水，高温油水混合气接触到冷凝水滴后液化为水滴和油滴，并随部分未被液化的油水混合气进入短管22，并从短管22上的喷口喷出进入壳体1内，壳体1内装有冷却水，油气与冷却水接触，被冷却液化，聚成油滴后浮至水面以上，形成油层，当油层高度超过挡水板7后，将溢流至储油容腔9内，在储油容腔9内，油液按照不同的密度形成高度不同的油层，并通过相应的出油口4排出，完成油水分离。

以上所述为本发明的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种油水分离装置，包括，壳体(1)、设置在壳体(1)上的进油装置(2)、排水口(3)、出油口(4)和设置在壳体(1)内的热交换装置(5)，所述热交换装置(5)包括多层热交换管(51)，其特征在于：所述进油装置(2)包括，连通至壳体(1)内的进油管道(21)，所述进油管道(21)位于壳体(1)内的一端设有多个喷口，所述喷口位于热交换管(51)之间或热交换管(51)的下方。

2.根据权利要求1所述的一种油水分离装置，其特征在于：所述壳体(1)内设有挡水板(7)，所述挡水板(7)将壳体(1)内部分隔为上部相互连通的混合容腔(8)和储油容腔(9)，所述混合容腔(8)一侧设有排水口(3)，所述储油容腔(9)一侧设有上下排列的多个出油口(4)。

3.根据权利要求2所述的一种油水分离装置，其特征在于：所述混合容腔(8)的体积大于储油容腔(9)的体积，所述热交换管(51)设置在混合容腔(8)内，优选的，所述热交换管(51)为上下排列的多层，且层与层之间相互连通。

4.根据权利要求1所述的一种油水分离装置，其特征在于：所述进油装置(2)还包括设置在进油管道(21)内用于冷凝高温油水混合气的降温装置，所述降温装置包括，喷淋水管(24)、设置在喷淋水管(24)两端的进水开关(26)和喷淋头(25)，所述喷淋头(25)位于进油管道(21)内的上端，优选的，所述喷淋头(25)沿着进油管道(21)的中心轴线设置，且以辐射状向下喷水。

5.根据权利要求1所述的一种油水分离装置，其特征在于：所述进油管道(21)位于壳体(1)内的一端连接一水平设置的短管(22)，所述短管(22)长度大于进油管道(21)的直径，所述喷口设置在短管(22)侧壁的下半部。

6.根据权利要求5所述的一种油水分离装置，其特征在于：所述短管(22)中部与进油管道(21)固定连接，并相连通，短管(22)的两端封闭；所述喷口对称设置在短管(22)侧壁的两侧，且倾斜向下设置。

7.根据权利要求5所述的一种油水分离装置，其特征在于：所述短管(22)中部与进油管道(21)转动连接，并相连通，短管(22)的两端封闭；所述喷口分布在短管(22)的不同侧，且以进油管道(21)的轴线为中心呈中心对称设置。

8.根据权利要求1所述的一种油水分离装置，其特征在于：所述进油装置(2)还包括，设置在壳体(1)外侧上方的通气管(23)，所述通气管(23)一端与进油管道(21)相通，另一端设有一通气阀(27)。

9.根据权利要求1所述的一种油水分离装置，其特征在于：所述壳体(1)为一封闭容腔，在壳体(1)上侧设有一排气管(6)，所述排气管(6)的一端延伸至壳体(1)外侧并与外部大气连通，另一端延伸至壳体(1)内部，且其端口至少低于壳体(1)内的液位线，以形成液封。

10.根据权利要求1所述的一种油水分离装置，其特征在于：所述壳体(1)内设有水位传感器(10)，壳体(1)的底部设置排水口(3)，当水位传感器(10)检测到水位达到第一高度时，排水口(3)开启，当水位传感器(10)检测到水位达到第二高度时，排水口(3)关闭，所述第一高度高于第二高度。

11.一种包含权利要求1-10任一项所述的一种油水分离装置的污油泥分离设备，其特征在于：还包括，进料装置、蒸汽锅炉(103)、处理室；所述处理室的入料口与所述进料装置连通，该连通部位还设有喷射口(301)并通过管路与蒸汽锅炉(103)连接，处理室还通过进油管道(21)与壳体(1)连通。