CN109913263A - 一种废油的液-液-固三相分离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业废油液液固三相分离装置，包括油浴加热罐、旋流分离单元和去固单元；油浴加热罐中有若干旋流分离单元；旋流分离单元固定于油浴加热罐中；去固单元与旋流分离单元的底流管连接，去固单元用于分离从底流管流入的液体中的固体颗粒。去固外管通过设置于旋流分离单元的底流端；第二连接件设置于去固外管末端，去固内管设置于底流管的底流口处形成去固间隙；本发明提供液液固三相分离装置，针对工业废油乳化液的特点，克服常规分离过程的不足，在电场作用下乳化液滴快速聚结增大；实现液液固三相分离；既能实现工业废油乳化液的破乳脱水处理，也能实现固体颗粒物的分离，具有很好的应用前景和良好的经济价值和社会效益。

Description

一种废油的液-液-固三相分离装置
技术领域
本发明涉及废油处理技术领域，特别是一种废油的液-液-固三相分离装置。
背景技术
润滑油作为工业的血液广泛应用于机械、电力、运输及化工等领域，在储存、运输、加注及使用过程中容易形成工业废油。工业废油中含有大量杂质，包括：固体颗粒杂质、胶质和水，加剧了设备的腐蚀和磨损。在石油资源如此匮乏的今天，工业废油的资源化对于环境保护及国家战略有极其重要的现实意义。在众多的工业废油资源化工艺中，首要环节就是对其进行脱水净化以及去固处理。目前，固体颗粒的去除以过滤为主，然而过滤器使用时间过长会造成滤网阻塞，导致分离装置入口流量降低，影响分离效果。对于成分复杂的废油乳化液，单一的工艺方法或手段难以实现高效经济的脱水净化及去固处理。联合使用两种及以上工艺或操作单元可以大大提高工业废油的脱水净化及去固处理效率，是未来工业废油净化技术发展的主流。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工业废油液-液-固三相分离装置，该装置结合油浴加热、电场极化聚结和旋流离心分离和去固单元等多种工艺方法和操作单元，实现工业废油液-液-固三相低耗高效分离。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供的一种工业废油液-液-固三相分离装置，包括油浴加热罐、旋流分离单元和去固单元；所述油浴加热罐中设置有若干旋流分离单元，所述油浴加热罐的罐体上设置有支架钢板；所述旋流分离单元通过支架钢板固定于油浴加热罐中；所述去固单元与旋流分离单元的底流管连接，所述去固单元用于分离从底流管流入的液体中的固体颗粒。
进一步，所述去固单元包括第一连接件、去固外管、去固内管和第二连接件；所述去固外管通过所述第一连接件设置于旋流分离单元的底流管末端；所述第二连接件设置于去固外管末端，所述去固内管通过第二连接件设置于底流管的底流口处，以适于去固内管与底流管之间形成去固间隙；所述去固外管设置有排固口。
进一步，所述旋流分离单元包括溢流管、旋流腔段、双锥段和底流管；所述溢流管设置于旋流腔段的一端，所述旋流腔段的另一端设置双锥段，所述双锥段的另一端设置底流管，所述溢流管上设置有高压电源的正极，所述旋流腔筒壁设置负极，以适于在旋流腔中产生高压脉冲电场。
进一步，所述旋流分离单元包括溢流管管径调节机构，所述溢流管管径调节机构包括控制电机和旋转挡板，所述旋转挡板沿溢流管径向设置，所述旋转挡板通过传动单元与控制电机连接，以适于当控制电机转动时驱动旋转挡板改变溢流管当量直径。
进一步，所述去固间隙是指固内管和旋流分离单元底流管之间的间距；所述去固间隙的变化是通过改变去固内管和旋流分离单元底流管之间的间距来实现。
进一步，所述溢流管设置有溢流口，所述溢流口通过溢流口连接管连接；所述底流管设置有底流口，所述底流口通过底流口连接管连接；所述排固口通过排固口连接管连接；所述旋流腔段上设置有进油口，所述进油口通过进油口连接管连接；
所述油浴加热罐下方设置有总溢流口、总排固口、总底流口和总进油口；所述总溢流口与溢流口连接管连接；所述总排固口与排固口连接管连接；所述总底流口与底流口连接管连接；所述总进油口与进油口连接管连接。
进一步，所述油浴加热罐上设置有加热进油口。
进一步，所述油浴加热罐上设置有排气口，所述排气口设置有用于控制排气口流量的排气阀。
进一步，所述旋流分离单元通过两个支架钢板固定油浴加热罐中。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的液-液-固三相分离装置，针对工业废油乳化液的特点，克服常规分离过程的不足，通过外部油浴加热降低乳状油液粘度及其表面张力，在电场作用下乳化液滴快速聚结增大；在旋流离心场作用下实现液-液-固三相分离；既能实现工业废油乳化液的破乳脱水处理，也能实现固体颗粒物的分离，相比于传统方法大大缩短了破乳和去固时间，降低了油液净化能耗，具有很好的应用前景和良好的经济价值和社会效益。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为液-液-固三相分离装置。
图2为复合式双锥段双切向式旋流分离单元。
图3为去固单元。
图中，1、复合式双锥段双切向式旋流分离单元；2、溢流口连接管；3、加热油入口；4、排气口；5、排气阀；6、支架钢板1；7、支架钢板2；8、排固口连接管9、底流口连接管；10、总溢流口；11、总进油口；12、进油口连接管；13、排空口；14、油浴加热罐体；15、总排固口；16、总底流口；17、加热油出口；18、溢流口；19、铜制溢流管；20、溢流管管径调节机构21、密封圈；22、底流管间隙调节机构；23、底流口；24、绝缘套；25、法兰；26、进油口；27、排固口；28、去固内管；29、外螺纹接头1；30、外螺纹接头2；31、去固外管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图所示，本实施例提供的一种废油的液-液-固三相分离装置包括油浴加热罐、旋流分离单元和去固单元；所述油浴加热罐中设置有若干旋流分离单元，所述旋流分离单元通过两个支架钢板固定于油浴加热罐的罐体上；所述旋流分离单元设置有底流管，所述底流管的底流口设置有去固单元，所述底流管与去固单元之间采用螺纹连接。
所述去固单元包括第一连接件、去固外管、去固内管、第二连接件；所述去固外管通过所述第一连接件设置于旋流分离单元的底流管末端；所述第二连接件设置于去固外管末端，所述去固内管设置于第二连接件中间，用于固定去固内管，以适于去固内管与底流管之间形成去固间隙；所述去固外管设置有排固口；所述旋流分离单元包括溢流管管径调节机构，所述溢流管管径调节机构包括控制电机和旋转挡板，所述旋转挡板沿溢流管径向设置，所述旋转挡板通过传动单元与控制电机连接，以适于当控制电机转动时驱动旋转挡板改变溢流管当量直径；所述去固间隙是指固内管和旋流分离单元底流管之间的间距；所述去固间隙的变化是通过改变去固内管和旋流分离单元底流管之间的间距来实现。
所述旋流分离单元包括双锥段、底流管和溢流管；所述双锥段一端设置溢流管，所述双锥管的另一端设置底流管；所述溢流管上设置有高压电源的正极，所述双锥段为负极，以适于在双锥段内部腔体产生高压脉冲电场，以适于在溢流管外壁和直管段内壁之间区域内形成高压电场；
所述溢流管设置有溢流口，所述溢流口通过溢流口连接管连接；所述底流管设置有底流口，所述底流口通过底流口连接管连接；所述排固口通过排固口连接管连接；所述旋流腔段上设置有进油口，所述进油口通过进油口连接管连接；
所述油浴加热罐下方设置有总溢流口、总排固口、总底流口和总进油口；所述总溢流口与溢流口连接管连接；所述总排固口与排固口连接管连接；所述总底流口与底流口连接管连接；所述总进油口与进油口连接管连接。
本实施例提供的分离装置，为了满足三相分离装置的大流量处理要求，在油浴加热罐中安装多个旋流分离单元，并通过两个支架钢板固定。在罐体上方设置加热油入口，下方设置加热油出口和排空口。由于在破乳过程中可能会产生气体，增大罐体中的压强，影响破乳效果甚至损坏罐体，因此在罐体上方设置排气口和排气阀，并安装压力表。便于工作人员观察破乳过程中加热罐内压强大小，从而判断是否需要排气。
该装置以双切向入口双锥对称式旋流分离装置为本体结构，在装置溢流管上嵌入高压电极，在结构上形成高压脉冲电场和旋流离心场的耦合，乳化液进入电场后聚结增大，同时大液滴在离心场作用下发生分离，实现油水乳化液的破乳脱水处理；另外，在底流口安装去固单元除去工业废油中的固体颗粒，避免了安装前置过滤单元，实现工业废油快速高效经济的脱水净化及去固处理。
本实施例提供的复合式双切向入口双锥段旋流分离单元包括溢流管铜制电极、高压脉冲电源、底流管去固单元溢流管管径调节机构和底流管间隙调节机构。为了保证两个切向式进油口流量一致，在复合式双切向入口双锥段旋流分离单元的供油管路上设置了三通管。旋流分离装置中铜制溢流管接高压电源正极，旋流装置筒身接地作为负极，从而在旋流分离装置腔体部分产生高压脉冲电场。工业废油进入装置后，在油浴加热条件下迅速升温，降低了乳化液的粘度及表面张力。与此同时，乳化液滴在电场作用下发生变形，增大了乳化液滴之间的碰撞频率及界面膜破裂概率，使得乳化液滴快速聚结增大，便于旋流脱水过程的进行。在旋流离心场作用下，水从油液中分离出来聚集于旋流分离单元壁面附近，向下旋流进入到旋流分离单元底流管中；油液聚集在装置轴心区域，形成反向流从装置溢流口流出，分离出来的水中夹杂大量固体颗粒物向下流入旋流分离单元底流管中。为了实现固-液分离，对旋流分离单元底流口进行了改造，加装了去固单元，在离心力作用下固体颗粒从水中分离出来，由去固口排出，水从去固内管中排出，完成工业废油液-液-固三相分离过程。此外，旋流分离单元设有顶端溢流管管径调节机构和尾部底流管间隙调节机构，可根据分离装置操作参数和油-水-固三相特性进行调节，使得分离效果最佳。其中，溢流管管径调节机构包括控制电机和可旋转挡板，利用电机驱动可旋转挡板至合适位置从而改变溢流管当量直径；底流管间隙则是由底流管在去固单元中的伸入长度决定。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种工业废油液-液-固三相分离装置，其特征在于：包括油浴加热罐、旋流分离单元和去固单元；所述油浴加热罐中设置有若干旋流分离单元，所述油浴加热罐的罐体上设置有支架钢板；所述旋流分离单元通过支架钢板固定于油浴加热罐中；所述去固单元与旋流分离单元的底流管连接，所述去固单元用于分离从底流管流入的液体中的固体颗粒。
2.如权利要求1所述的工业废油液-液-固三相分离装置，其特征在于：所述去固单元包括第一连接件、去固外管、去固内管和第二连接件；所述去固外管通过所述第一连接件设置于旋流分离单元的底流管末端；所述第二连接件设置于去固外管末端，所述去固内管通过第二连接件设置于底流管的底流口处，以适于去固内管与底流管之间形成去固间隙；所述去固外管设置有排固口。
3.如权利要求1所述的工业废油液-液-固三相分离装置，其特征在于：所述旋流分离单元包括溢流管、旋流腔段、双锥段和底流管；所述溢流管设置于旋流腔段的一端，所述旋流腔段的另一端设置双锥段，所述双锥段的另一端设置底流管，所述溢流管上设置有高压电源的正极，所述旋流腔筒壁设置负极，以适于在旋流腔中产生高压脉冲电场。
4.如权利要求3所述的工业废油液-液-固三相分离装置，其特征在于：所述旋流分离单元包括溢流管管径调节机构，所述溢流管管径调节机构包括控制电机和旋转挡板，所述旋转挡板沿溢流管径向设置，所述旋转挡板通过传动单元与控制电机连接，以适于当控制电机转动时驱动旋转挡板改变溢流管当量直径。
5.如权利要求2所述的工业废油液-液-固三相分离装置，其特征在于：所述去固间隙是指固内管和旋流分离单元底流管之间的间距；所述去固间隙的变化是通过改变去固内管和旋流分离单元底流管之间的间距来实现。
6.如权利要求3所述的工业废油液-液-固三相分离装置，其特征在于：所述溢流管设置有溢流口，所述溢流口通过溢流口连接管连接；所述底流管设置有底流口，所述底流口通过底流口连接管连接；所述排固口通过排固口连接管连接；所述旋流腔段上设置有进油口，所述进油口通过进油口连接管连接。
7.如权利要求3所述的工业废油液-液-固三相分离装置，其特征在于：所述油浴加热罐下方设置有总溢流口、总排固口、总底流口和总进油口；所述总溢流口与溢流口连接管连接；所述总排固口与排固口连接管连接；所述总底流口与底流口连接管连接；所述总进油口与进油口连接管连接。
8.如权利要求1所述的工业废油液-液-固三相分离装置，其特征在于：所述油浴加热罐上设置有排气口，所述排气口设置有用于控制排气口流量的排气阀。
9.如权利要求1所述的工业废油液-液-固三相分离装置，其特征在于：所述旋流分离单元通过两个支架钢板固定油浴加热罐中。
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