CN108975455A - 一种连续自清洁油水分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续自清洁油水分离装置，主要由支架、进液管、法兰、包覆材料、分流管、阀门、多级结构吸收棉、排液管、分离液收集箱、不锈钢网、流体驱动转子、钢丝绳、位置传感器、控制器、电磁限位装置和固定件组成。不锈钢网做成与法兰相配合的桶状，两端与法兰焊接在一起后分别与进液管、分流管相连，不锈钢网外包覆一定厚度且具有一定强度的包覆材料，下面放置分离液收集箱，不锈钢网内置流体驱动转子。本发明装置通过内置流体驱动转子，实现了装置的自清洁，后置多级结构吸收棉二次分离提高了分离精度，前端大孔径还可以容纳油水分离原液中杂质颗粒物，对分离原液起到一定净化作用，简化了分离液后处理难度，且提高了吸收棉的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续自清洁油水分离装置，属于油水分离领域。
背景技术
在石化、环保领域，油水分离装置是重要的生产设备，油水分离技术对行业发展、环境保护至关重要。目前，油水分离装置种类繁多，广泛地应用于油田、天然气开采过程中废水、油库含油废水及其他工业含油废水的处理。重力式油水分离装置是生产中常用的工艺设备，但是现有的分离装置由于设计上的局限性，存在严重的短路流，动力消耗大，能耗高，且装置内部结构复杂，几何体积庞大，制造成本高；由于工业含油废水一般水质比较复杂，含有各种杂质甚至是化学药剂，对分离装置抗腐蚀、抗结垢能力等有较高的要求；因为分离装置结构复杂，给设备检修、清理污垢带来了一定的难度，而设备的长时间停止运行对于要求连续生产的油田、天然气开采等是不允许的；由于采用重力式分离方法，依靠油水密度差异性进行两相分离，严重影响了分离精度，大大降低了分离效果，分离液中杂项含量较多，仍会对环境造成一定程度的污染。在环境保护、能源短缺等问题日益严重的今天，传统的油水分离装置已经很难满足使用要求，因此有必要提出一种连续的油水分离装置及方法。
发明内容
针对以上问题，本发明提出一种连续自清洁油水分离装置，采用在不锈钢网外包覆一定厚度且具有一定强度的包覆材料，且不锈钢网内置外径渐变组合转子，并与外置多级结构吸附棉相连的组合方式，突破现有油水分离装置设计制造复杂、几何体积大、成本高、分离精度低、需要停车检修清洗等缺点，实现连续自清洁油水分离。
为实现上述功能，本发明采用的技术方案如下：一种连续自清洁油水分离装置，主要由支架、进液管、法兰、包覆材料、分流管、阀门、多级结构吸收棉、排液管、分离液收集箱、不锈钢网、流体驱动转子、钢丝绳、位置传感器、控制器、电磁限位装置和固定件组成，不锈钢网做成与法兰相配合的桶状，两端与法兰焊接在一起后分别与进液管、分流管相连，不锈钢网外包覆一定厚度且具有一定强度的包覆材料，下面放置分离液收集箱，分流管两个或多个支管分别装有阀门，多级结构吸收棉通过法兰与分流管支管、排液管相连。
本发明一种连续自清洁油水分离装置，不锈钢网目数、包覆直径、包覆长度可以根据实际分离需要进行动态调节，以满足对不同处理量、不同分离相含量油水分离原液进行分离。
本发明一种连续自清洁油水分离装置，不锈钢网内置流体驱动转子，其外径尺寸根据不锈钢网包覆直径设计，比不锈钢网包覆内径略小，能够在不锈钢网内自由旋转，考虑到工业油水分离原液一般水质比较复杂，含有各种杂质甚至是化学药剂，转子应具有耐热性、耐腐蚀性以及较好的机械性能，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，为避免油滴粘附到转子上增加转动阻力，转子材料还应具有疏油性。
本发明一种连续自清洁油水分离装置，内置流体驱动转子外径沿流体流动方向递减，且单个转子的扭转角沿流体流动方向依次减小，流体流出方向最后一个转子末端装有电磁限位装置，与固定在钢丝绳上的电磁限位装置相配合，通过控制器控制转子沿钢丝绳轴向前后移动，使转子大外径端能够周期性移动刮擦到不锈钢网及包覆材料的每个位置。
本发明一种连续自清洁油水分离装置，流体流入方向第一个转子前端装有位置传感器。
本发明一种连续自清洁油水分离装置，不锈钢网外根据油水分离原液不同含量包覆有一定厚度且具有一定强度的超亲油超疏水或超亲水超疏油材料，如分离油水混合液中的油(水为主体)，采用超亲油超疏水材料；如分离油水混合液中的水(油为主体)，采用超亲水超疏油材料。
本发明一种连续自清洁油水分离装置，不锈钢网下置有分离液收集箱，用于收集包覆材料滤出的油或水。
本发明一种连续自清洁油水分离装置，分流管有两个或多个支管，每个支管装有阀门，通过调节阀门控制支管内流体的流量。
本发明一种连续自清洁油水分离装置，分流管支管与排液管间装有多级结构吸收棉，通过法兰分别与分流管支管、排液管相连。
本发明一种连续自清洁油水分离装置，多级结构吸收棉从流体入口到流体出口每级孔隙率依次降低。且吸收棉应具有一定的强度及耐腐蚀性。
由以上方案可知，本发明一种连续自清洁油水分离装置与现有技术相比有如下优点：
1、本发明突破传统油水分离方式，装置采用管式直连方式，结构设计简单，分离能耗低，简化了现有油水分离装置设计制造复杂程度，装置几何体积小、降低了装置制造成本。
2、本发明通过在不锈钢网内安装流体驱动转子，利用油水混合原液流动为转子提供动力，使转子绕中心轴转动，促进油水混合原液的周向和径向流动，增加其扰动程度，降低了油水混合液由于密度差异分层对分离效果的影响，提高了被分离相与不锈钢网外包覆材料的接触机会，从而提高分离效率，且转子转动对不锈钢网及外层包覆材料结垢有一定的刮擦作用，在油水混合原液扰流及转子刮擦双重作用下，降低了不锈钢网及外层包覆材料结垢的可能性，实现了不锈钢网及外层包覆材料的自清洁。
3、本发明内置流体驱动转子外径沿流体流动方向递减，且单个转子的扭转角沿流体流动方向依次减小，转子扭转角逐渐减小的结构设计使流体入口杂相含量相对较高处扰流剧烈，随着流体向前流动，杂项含量降低，扰流程度也随之降低。流体流出方向最后一个转子末端装有电磁限位装置，通过控制器控制转子沿钢丝绳轴向前后移动，使转子大外径端能够周期性移动刮擦到不锈钢网及包覆材料的每个位置，减小结垢。
4、本发明分流管支管分别与多级结构吸收棉相连，通过调节阀门控制支管内流体的流量，当某一支管多级结构吸收棉吸附饱和后，关闭对应的阀门，取下多级结构吸收棉，通过挤压、离心、反洗等方式处理后重复使用，降低了运行成本，且通过错开更换多级结构吸收棉的时间，实现装置的连续运行。
5、本发明后置吸收棉为多级结构，其孔隙率由流体入口到流体出口依次降低，多级结构不仅增加了吸收棉的最大饱和吸附量，前端大孔径还可以容纳油水分离原液中的杂质颗粒物，对分离原液起到一定净化作用，简化了分离液后处理难度，且提高了吸收棉的使用寿命。
6、本发明通过更换不同性质的包覆材料及后置多级结构吸收棉既可以分离油水混合液中的油(水为主体)又可以分离油水混合液中的水(油为主体)，实现了一种装置两种用途，装置采用双重分离方式，大大提高了分离精度，对环境保护，资源回收利用意义深远。
附图说明
图1为本发明一种连续自清洁油水分离装置结构示意图。
图2为本发明一种连续自清洁油水分离装置径向剖视图。
图3为本发明一种连续自清洁油水分离装置内安装流体驱动转子示意图。
图中：1-支架，2-进液管，3-法兰，4-包覆材料，5-分流管，6-阀门，7-多级结构吸收棉，8-排液管，9-分离液收集箱，10-不锈钢网，11-流体驱动转子，12-钢丝绳，13-位置传感器，14-控制器，15-固定件，16-电磁限位装置。
具体实施方式
本发明一种高效连续自清洁油水分离装置，主要包括支架1、进液管2、法兰3、包覆材料4、分流管5、阀门6、多级结构吸收棉7、排液管8、分离液收集箱9、不锈钢网10、流体驱动转子11、钢丝绳12、位置传感器13、控制器14、电磁限位装置16、和固定件15，如图1和图2所示。不锈钢网10通过法兰3与进液管2、分流管5相连，不锈钢网10外包覆一定厚度且具有一定强度的包覆材料4，下面放置分离液收集箱9，分流管5两个(或多个)支管分别装有阀门6，多级结构吸收棉7通过法兰3与分流管支管、排液管8相连。
以分离水中的油为例(水为主体)，如图3所示。当油水混合液流经不锈钢网内部时，在流体力的作用下内置流体驱动转子11绕中心轴钢丝绳12转动，促进油水混合原液的周向和径向流动，增加其扰动程度，油被不断的吸附到不锈钢网外超亲油超疏水包覆材料中，随着吸附的不断进行，吸附的油在重力作用下掉落到不锈钢网下分离液收集箱9。根据分离原液杂质含量，电磁限位装置16通过控制器14周期性接通电源，两个相配合的电磁限位装置16产生排斥力使组合转子11周期性前后移动，移动距离略大于为单个转子的长度，保证转子大外径端刮擦到不锈钢网及包覆材料的每个位置，减小结垢。通过不锈钢网后含油量很少的混合液经过分流管分别通过多级结构吸油疏水棉，进行二次除油，当某一支管多级结构吸油疏水棉吸附饱和后，关闭对应的阀门6，取下多级结构吸油疏水棉，通过挤压、离心、反洗等方式处理后重复使用，降低了运行成本，通过错开更换多级结构吸油疏水棉的时间，实现装置的连续高效运行。
当分离油中的水(油为主体)时，只需要更换不锈钢往外包覆材料为超亲水超疏油材料，后置多级结构吸收棉为吸水疏油棉即可。
Claims (7)
1.一种连续自清洁油水分离装置，其特征在于：主要由支架、进液管、法兰、包覆材料、分流管、阀门、多级结构吸收棉、排液管、分离液收集箱、不锈钢网、流体驱动转子、钢丝绳、位置传感器、控制器、电磁限位装置和固定件组成，不锈钢网做成与法兰相配合的桶状，两端与法兰焊接在一起后分别与进液管、分流管相连，不锈钢网外包覆一定厚度且具有一定强度的包覆材料，下面放置分离液收集箱，分流管两个或多个支管分别装有阀门，多级结构吸收棉通过法兰与分流管支管、排液管相连；不锈钢网内置流体驱动转子，流体驱动转子由固定件限制在钢丝绳的某段范围内，其外径尺寸根据不锈钢网包覆直径设计，比不锈钢网包覆内径略小，能够在不锈钢网内自由旋转。
2.根据权利要求1所述的一种连续自清洁油水分离装置，其特征在于：内置流体驱动转子外径沿流体流动方向递减，且单个转子的扭转角沿流体流动方向依次减小。
3.根据权利要求2所述的一种连续自清洁油水分离装置，其特征在于：流体流出方向最后一个转子末端装有电磁限位装置，与固定在钢丝绳上的电磁限位装置相配合，通过控制器控制转子沿钢丝绳轴向前后移动，使转子大外径端能够周期性移动刮擦到不锈钢网及包覆材料的每个位置。
4.根据权利要求3所述的一种连续自清洁油水分离装置，其特征在于：流体流入方向第一个转子前端装有位置传感器。
5.根据权利要求1所述的一种连续自清洁油水分离装置，其特征在于：分流管有两个或多个支管，每个支管装有阀门，通过调节阀门控制支管内流体的流量。
6.根据权利要求1所述的一种连续自清洁油水分离装置，其特征在于：分流管支管与排液管间装有多级结构吸收棉，通过法兰分别与分流管支管、排液管相连。
7.根据权利要求6所述的一种连续自清洁油水分离装置，其特征在于：多级结构吸收棉从流体入口到流体出口每级孔隙率依次降低。
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