CN109723045A - 用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，属于海洋石油回收工程领域，本装置具有上下封口桶状分离罐，分离罐内通过亲水纤维块由上至下分成至少三个腔室，分离罐内设同轴进液管，分离罐各腔室内进液管上设有甩出机构，且与甩出机构连接处开设有出水口，各腔室均设吸油管，分离罐最底端腔室底部连接出水管；甩出机构包括两同轴的内管和外管，内外管之间均布截面为弧面状的旋转叶，两旋转叶之间的内管上开设有条状槽口，槽口与出水口位置对应，内管通过轴承圈与进液管转动连接。本发明利用重力沉降法回收泄漏石油，有效降低回收石油含水率，将水、石油、气体快速分离，石油回收率高，处理效率快。

Description

用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置

技术领域

本发明属于海洋石油回收工程领域，具体涉及一种用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置。

背景技术

石油污染是指石油开采、运输、装卸、加工和使用过程中，由于泄漏和排放石油引起的污染，主要发生在海洋。石油漂浮在海面上，迅速扩散形成油膜，可通过扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等进行迁移、转化。海上石油钻探、开采已成为当今世界工业化生活的一部分。无论在开采能源过程中还是在海上石油运输的过程中都难免会出现一些意外泄漏等事故发生。面对这样一种情况不但会使海水受到石油污染，危害海洋生态环境，同时也造成了大量宝贵石油资源的浪费。 因此，制造一种可在海上回收泄漏石油的机械装置，已成为急需。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用重力沉降法回收泄漏石油，有效降低回收石油含水率，将水、石油、气体快速分离，石油回收率高，处理效率快的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，具有

上下封口桶状分离罐，分离罐内通过亲水纤维块由上至下分成至少三个腔室，分离罐内设同轴进液管，分离罐各腔室内进液管上设有甩出机构，且与甩出机构连接处开设有出水口，各腔室均设吸油管，分离罐最底端腔室底部连接出水管；

甩出机构包括两同轴的内管和外管，内外管之间均布截面为弧面状的旋转叶，两旋转叶之间的内管上开设有条状槽口，槽口与出水口位置对应，内管通过轴承圈与进液管转动连接。

本发明将海面泄漏被处理水抽取至分离罐最顶部腔室内使其受重力作用由上至下流动，经亲水纤维块将油水分离吸油管对分离石油吸取集中至积油罐中进行后续处理，而被处理水受重力作用下流至分离罐最底部处的水体中含油量极少后由出水管排出进行后续处理，本发明在被处理水进入分离罐时设置甩出机构目的是将被处理水从出水口喷出后喷力驱动甩出机构旋转来降低被处理水进入分离罐时对罐壁的冲击力，并在被处理水由槽口甩出过程中，水体沿截面为弧状的旋转叶流动并加快其流动速度甩至外管内壁上产生碰撞，在这一过程中可实现甩出的被处理水的之间形成一薄膜，形成内向外围油相、水相、固体颗粒的分层，气体在碰撞瞬间逸出，在被处理水进入分离罐时实现了初步分离效果，提高亲水纤维块对被处理水的分离效率，降低分离得到的回收石油含水率，经测试最终分离得到的回收石油含水率为8.5%。

在一些实施方式中，进液管内被处理水由分离罐底部向分离罐最高端腔室排出，分离罐最高端腔室内的进液管端部封口处理，侧面开设出水口。利用重力使被处理水从分离罐最顶端腔室由上至下流动进行油水分离，无需任何外加动力即可实现油水分离，有效降低能耗，将进液管端部进行封口处理一则可避免被处理水喷至排气管，二则避免被处理水喷出对分离罐顶壁造成冲击损伤。

在一些实施方式中，吸油管吸油口位于分离罐各腔室的中上部，吸油管与积油罐连接。利用重力沉降法分离被处理水，石油悬浮于水体上层，因此上吸油管设于分离罐中上部用于吸取被分离的石油以降低石油中的含水率。

在一些实施方式中，出水管连接一净化桶，出水管出水口位于净化桶侧面，净化桶的另一侧面连接有与出水管相对应设置的净化管。利用净化桶对分离获得的水体进行初步处理，降低水中的污染物含量由净化管排出进行后续在处理直至达到排放标准，以减小水体对海洋环境的污染。

在一些实施方式中，净化桶轴心具有一可旋转转轴，转轴侧面对称设置旋转板，旋转板端部连接海绵块，海绵块与净化桶内壁存在间隙；利用出水管的出水冲击力驱动旋转板旋转使水体在净化桶内不断产生旋转作用，水体在净化桶内不断旋转的过程中受出水管出水口的冲击力作用不断加速旋转速度，旋转水流速度与水压不断变化，在这一过程中净化桶内水体空气融入高速旋转水体相应产生一定气泡，在这些气泡破碎过程中产生自由基并氧化分解对长链大分子石油碳氢化合物和芳香族化合物分解成小分子化合物，实现降低排出水中的石油碳氢化合物和芳香族化合物含量降低。水流在流至海绵块时由海绵块对大颗粒物进行吸附同时海绵块对净化桶的桶壁起到清洁作用。

在一些实施方式中，出水管高度位置高于净化管，便于旋转水流在流至低处时从净化管中排出，水体在净化桶内停留30秒以上的时间才可开启净化管的阀门将水体排出。净化管罐壁底部具有一沉降槽，用于水体流经净化管时，水中的较重的颗粒物在沉降槽中产生沉降，提高水质。

在一些实施方式中，分离罐顶部具有一排气管，排气管进气口位于分离罐内，出气口位于分离罐外部，用于排出在油水分离过中分离罐内的气体。

在一些实施方式中，进液管连接有一水泵，水泵具有一抽水管，在发生石油泄漏时，利用水泵和抽水管对海面的海水进行抽取进入分离罐内进行油水分离。

在一些实施方式中，抽水管端部连接一浮块，浮块侧壁具有凸起，抽水管进水口与浮块底面平齐，且抽水管进水口上设有网板，浮块的设计可保持抽水管的进水口始终保持在水面，进而对水体上层含有较多泄漏石油的水体进行抽取，从源头上提高石油回收效率，浮块侧方的凸起可降低物体撞击浮块的冲击力，网板用于防止吸取水生物进入抽水管内。

在一些实施方式中，亲水纤维块由亲水纤维构成，该亲水纤维设有筛眼，筛眼为2-70微米。利用亲水纤维的亲水性实现被处理水中的油滴快速聚集成大油滴、浮油，分离罐内的亲水纤维块由上至下的筛眼依次减小以实现多级分离。

在一些实施方式中，分离罐上下端为半球状，用于扩大分离罐的容量。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明将海面泄漏被处理水抽取至分离罐最顶部腔室内使其受重力作用由上至下流动，经亲水纤维块将油水分离吸油管对分离石油吸取集中至积油罐中进行后续处理，而被处理水受重力作用下流至分离罐最底部处的水体中含油量极少后由出水管排出进行后续处理，最终分离得到的回收石油含水率为8.5%。

本发明通过上述技术方案提供的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，弥补了现有技术的不足，设计合理。

附图说明

图1为本发明用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置的示意图；

图2为本发明的净化桶内部示意图；

图3为本发明的甩出机构结构示意图；

图4为本发明的浮块剖视图；

图5为本发明实施例2提供的另一种技术方案示意图；

图6为本发明的装置使用前所使用的围栏示意图。

附图标记说明：1.浮块；101.网板；2.抽水管；3.水泵；4.积油罐；5.吸油管；6.分离罐；7.排气管；8.出水口；9.甩出机构；901.外管；902.轴承圈；903.旋转叶；904.槽口；905.内管；10.亲水纤维块；10a.弧形滤板；11.进液管；12.出水管；13.净化桶；131.桶体；132.海绵块；133.旋转板；134.转轴；14.净化管；141.沉降槽。

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。

实施例1：

参见图1-4所示，用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，具有

上下封口桶状分离罐6，分离罐6内通过亲水纤维块10由上至下分成至少三个腔室，分离罐6内设同轴进液管11，分离罐6各腔室内进液管11上设有甩出机构9，且与甩出机构9连接处开设有出水口8，各腔室均设吸油管5，分离罐6最底端腔室底部连接出水管12；

甩出机构9包括两同轴的内管905和外管901，内外管之间均布截面为弧面状的旋转叶903，两旋转叶903之间的内管905上开设有条状槽口904，槽口904与出水口8位置对应，内管905通过轴承圈902与进液管11转动连接。

本发明将海面泄漏被处理水抽取至分离罐6最顶部腔室内使其受重力作用由上至下流动，经亲水纤维块10将油水分离吸油管5对分离石油吸取集中至积油罐4中进行后续处理，而被处理水受重力作用下流至分离罐6最底部处的水体中含油量极少后由出水管12排出进行后续处理，本发明在被处理水进入分离罐6时设置甩出机构9目的是将被处理水从出水口8喷出后喷力驱动甩出机构9旋转来降低被处理水进入分离罐6时对罐壁的冲击力，并在被处理水8由槽口904甩出过程中，水体沿截面为弧状的旋转叶903流动并加快其流动速度甩至外管901内壁上产生碰撞，在这一过程中可实现甩出的被处理水的之间形成一薄膜，形成内向外围油相、水相、固体颗粒的分层，气体在碰撞瞬间逸出，在被处理水进入分离罐6时实现了初步分离效果，提高亲水纤维块10对被处理水的分离效率，降低分离得到的回收石油含水率，经测试最终分离得到的回收石油含水率为8.5%。

进液管11内被处理水由分离罐6底部向分离罐6最高端腔室排出，分离罐6最高端腔室内的进液管11端部封口处理，侧面开设出水口8。利用重力使被处理水从分离罐6最顶端腔室由上至下流动进行油水分离，无需任何外加动力即可实现油水分离，有效降低能耗，将进液管11端部进行封口处理一则可避免被处理水喷至排气管7，二则避免被处理水喷出对分离罐6顶壁造成冲击损伤。

吸油管5吸油口位于分离罐6各腔室的中上部，吸油管5与积油罐连接。利用重力沉降法分离被处理水，石油悬浮于水体上层，因此上吸油管5设于分离罐6中上部用于吸取被分离的石油以降低石油中的含水率。

出水管12连接一净化桶13，出水管12出水口位于净化桶13侧面，净化桶13的另一侧面连接有与出水管12相对应设置的净化管14。利用净化桶13对分离获得的水体进行初步处理，降低水中的污染物含量由净化管14排出进行后续在处理直至达到排放标准，以减小水体对海洋环境的污染。

净化桶13轴心具有一可旋转转轴134，转轴134侧面对称设置旋转板134，旋转板134端部连接海绵块132，海绵块132与净化桶13内壁存在间隙；利用出水管12的出水冲击力驱动旋转板134旋转使水体在净化桶13内不断产生旋转作用，水体在净化桶13内不断旋转的过程中受出水管12出水口的冲击力作用不断加速旋转速度，旋转水流速度与水压不断变化，在这一过程中净化桶13内水体空气融入高速旋转水体相应产生一定气泡，在这些气泡破碎过程中产生自由基并氧化分解对长链大分子石油碳氢化合物和芳香族化合物分解成小分子化合物，实现降低排出水中的石油碳氢化合物和芳香族化合物含量降低。水流在流至海绵块132时由海绵块132对大颗粒物进行吸附同时海绵块132对净化桶13的桶壁起到清洁作用。

出水管12高度位置高于净化管14，便于旋转水流在流至低处时从净化管14中排出，水体在净化桶13内停留30秒以上的时间才可开启净化管14的阀门将水体排出。净化管14罐壁底部具有一沉降槽141，用于水体流经净化管14时，水中的较重的颗粒物在沉降槽141中产生沉降，提高水质。

分离罐6顶部具有一排气管7，排气管7进气口位于分离罐6内，出气口位于分离罐6外部，用于排出在油水分离过中分离罐6内的气体。

进液管11连接有一水泵3，水泵3具有一抽水管2，在发生石油泄漏时，利用水泵3和抽水管2对海面的海水进行抽取进入分离罐6内进行油水分离。

抽水管2端部连接一浮块1，浮块1侧壁具有凸起，抽水管2进水口与浮块1底面平齐，且抽水管2进水口上设有网板101。浮块1的设计可保持抽水管2的进水口始终保持在水面，进而对水体上层含有较多泄漏石油的水体进行抽取，从源头上提高石油回收效率，浮块1侧方的凸起可降低物体撞击浮块1的冲击力，网板101用于防止吸取水生物进入抽水管2内。

亲水纤维块10由亲水纤维构成，该亲水纤维设有筛眼，筛眼为2-70微米。利用亲水纤维的亲水性实现被处理水中的油滴快速聚集成大油滴、浮油，分离罐6内的亲水纤维块10由上至下的筛眼依次减小以实现多级分离。

分离罐6上下端为半球状，用于扩大分离罐6的容量。

实施例2：

本实施例提供另一种用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置技术方案，该技术方案在实施例1的基础上进一步增加如下技术方案：如图5所示，本发明的亲水纤维块10内设有一弧形滤板10a，该弧形滤板10a截面呈内凹状态，弧形滤板10a的网孔为100-200目。本发明利用弧形滤板10a对流经亲水纤维块10的被处理水起到引导作用使其在亲水纤维块10中沿弧形滤板10a流动至亲水纤维块10中心处向下流动，相应的提高亲水纤维块10中心压力提高水体通过亲水纤维的通过率以降低亲水纤维块10的堵塞几率。

实施例3：

本发明的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置实际使用时：在海域出现石油泄漏的情况时，将塑料管绕泄漏范围内围起来并在衔接处用夹子封口，如图6所示，再利用水泵3、抽水管2和进液管11将海面上层含有较多泄漏石油的被处理水送入分离罐6内，海面泄漏被处理水抽取至分离罐6最顶部腔室内使其受重力作用由上至下流动，经亲水纤维块10将油水分离吸油管5对分离石油吸取集中至积油罐4中进行后续处理，而被处理水受重力作用下流至分离罐6最底部处的水体中含油量极少后由出水管12排出进行后续处理。

实施例4：

油水分离试验：分离对象：柴油体积分数为 10%的乳状液；

分离装置1：采用现有的板组式分离芯体进行油水分离；

分离装置2：采用实施例1的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置进行油水分离；

分离装置3：采用实施例2的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置进行油水分离。

分离结果：

分离装置1：柴油含水率42%，石油烃小于等于24.7mg/L;

分离装置2：柴油含水率8.7%，石油烃小于等于20.3mg/L;

分离装置3：柴油含水率8.2%，石油烃小于等于20.1mg/L;

本发明中所采用的现有技术应为本领域技术人员所知晓，例如亲水纤维、旋流分离法等，在此不作详细赘述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，具有

上下封口桶状分离罐（6），所述分离罐（6）内通过亲水纤维块（10）由上至下分成至少三个腔室，所述分离罐（6）内设同轴进液管（11），所述分离罐（6）各腔室内进液管（11）上设有甩出机构（9），且与甩出机构（9）连接处开设有出水口（8），所述各腔室均设吸油管（5），所述分离罐（6）最底端腔室底部连接出水管（12）；

所述用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置特征在于：

所述甩出机构（9）包括两同轴的内管（905）和外管（901），所述内外管之间均布截面为弧面状的旋转叶（903），两旋转叶（903）之间的内管（905）上开设有条状槽口（904），所述槽口（904）与出水口（8）位置对应，所述内管（905）通过轴承圈（902）与进液管（11）转动连接。

2.根据权利要求1所述的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，其特征在于：所述进液管（11）内被处理水由分离罐（6）底部向分离罐（6）最高端腔室排出，分离罐（6）最高端腔室内的进液管（11）端部封口处理，侧面开设出水口（8）。

3.根据权利要求1所述的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，其特征在于：所述吸油管（5）吸油口位于分离罐（6）各腔室的中上部，所述吸油管（5）与积油罐连接。

4.根据权利要求1所述的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，其特征在于：所述出水管（12）连接一净化桶（13），所述出水管（12）出水口位于净化桶（13）侧面，所述净化桶（13）的另一侧面连接有与出水管（12）相对应设置的净化管（14）。

5.根据权利要求4所述的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，其特征在于：

优选的，所述净化桶（13）轴心具有一可旋转转轴（134），所述转轴（134）侧面对称设置旋转板（134），所述旋转板（134）端部连接海绵块（132），所述海绵块（132）与净化桶（13）内壁存在间隙；

优选的，所述出水管（12）高度位置高于净化管（14），所述净化管（14）罐壁底部具有一沉降槽（141）。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，其特征在于：所述分离罐（6）顶部具有一排气管（7），所述排气管（7）进气口位于分离罐（6）内，出气口位于分离罐（6）外部。

7.根据权利要求1-5任一权利要求所述的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，其特征在于：所述进液管（11）连接有一水泵（3），所述水泵（3）具有一抽水管（2）。

8.根据权利要求7所述的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，其特征在于：所述抽水管（2）端部连接一浮块（1），浮块（1）侧壁具有凸起，所述抽水管（2）进水口与浮块（1）底面平齐，且抽水管（2）进水口上设有网板（101）。

9.根据权利要求1-5任一权利要求所述的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，其特征在于：所述亲水纤维块（10）由亲水纤维构成，该亲水纤维设有筛眼，所述筛眼为2-70微米。

10.根据权利要求1-5任一权利要求所述的用于回收海运事故后海底泄漏石油的装置，其特征在于：所述分离罐（6）上下端为半球状。