CN110028180A - 一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器及油水分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器及油水分离方法，所述油水分离器包括外筒体、中心筒、双层板螺旋体、中心混合室、锥形排油斗及泡沫收集器；外筒体与中心筒之间设有双层板螺旋体，中心筒的底部设中心混合室，外筒体的底部连接锥形排油斗；双层板螺旋体上方的外筒体上设焦化废水入口，中心筒的顶部设泡沫收集器，上部设出水管；中心混合室底部设压缩空气释放器和药剂入口管；双层板螺旋体是由上层板和下层板组成且带夹层的双层板结构，上层板设有滤油孔。本发明以切向螺旋布水及离心分离理论为基础，采用溶气气浮、混凝沉淀相结合的组合工艺对焦化废水进行油水分离，能够同时有效降低焦化废水中重焦油、轻油、乳化油的含量。

Description

一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器及油水分离方法

技术领域

本发明涉及焦化废水预处理技术领域，尤其涉及一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器及油水分离方法。

背景技术

目前，焦化废水预处理进水主要是蒸氨废水，蒸氨废水中含有大量的油。预处理工艺后常连接生化处理工艺及膜处理回用工艺。当进入生化处理阶段的焦化废水中含油量大于20mg/L时，会使生化处理过程受阻导致无法正常运行，而当进入膜处理回用阶段的焦化废水中含油量大于0.5mg/L时，膜系统就会污堵，也会影响正常运行。因此，除油效果的好坏对于焦化废水的后续处理十分重要。

目前普遍采用的除油装置是重力除油池，主要用于去除焦化废水中的重油；或者采用溶气气浮机去除轻油及乳化油。以上设备都存在除油效率低、占地面积大、无法自动除油等缺点。最新的组合除油技术为恒截面孔板式双螺旋油水分离器，该设备整合了重力除油以及气浮除油的优点，结构设计合理，与传统除油方式相比有非常大的优化与进步。

专利号为CN 107902721A的中国专利公开了一种“恒截面孔板式双螺旋油水分离器及油水分离方法”，恒截面孔板式双螺旋油水分离器中，分离器本体由筒体及锥形排油斗组成，筒体下部设混合室，混合室一侧的筒体上分别设焦化废水入口、压缩空气入口及药剂入口；筒体上部设刮油器，刮油器两侧的筒体上分别设出水口及轻油及浮渣排出口，刮油器中部设排气管，刮油器的下方设泡沫收集器；自上部出水口至筒体底部沿高向设螺旋板；锥形排油斗的底部出口连接螺旋输送机的入口，螺旋输送机的出口为重焦油排出口。该技术方案以重力分离与离心分离理论为基础，采用溶气气浮、旋流反应、斜板沉淀技术相结合的工艺对焦化废水进行油水分离，能够同时有效降低焦化废水中重焦油、轻油、乳化油的含量。但是，上述技术方案在实际运行中仍然存在以下缺陷：

焦化废水自下部进入油水分离器的混合室，压缩空气产生的微气泡和焦化废水混合后经螺旋板上升引流，焦化废水在离心力和重力作用下进行油水分离。由于焦化废水中的油所受作用力一部分为重力，方向向下，另一部分受压缩空气浮力的作用，方向向上，两部分作用力在一定程度上会相互抵消，使重油和轻油难以有效分离出来。另外焦化废水也很难完全按照预定轨迹沿螺旋板形成上升流，且容易形成短流，造成油水分离效果较差。

发明内容

本发明提供了一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器及油水分离方法，以切向螺旋布水及离心分离理论为基础，采用溶气气浮、混凝沉淀相结合的组合工艺对焦化废水进行油水分离，能够同时有效降低焦化废水中重焦油、轻油、乳化油的含量。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器，包括外筒体、中心筒、双层板螺旋体、中心混合室、锥形排油斗及泡沫收集器；所述中心筒设于外筒体的中部，外筒体与中心筒之间沿高向设有双层板螺旋体，中心筒的底部设中心混合室，外筒体的底部连接锥形排油斗；位于双层板螺旋体顶部上方的外筒体一侧设焦化废水入口，外筒体的顶部设排气管；中心筒的顶部设泡沫收集器，中心筒的上部一侧设出水管，出水管的出水口延伸到外筒体之外；中心混合室底部设压缩空气释放器和药剂入口管，压缩空气释放器连接压缩空气入口管，压缩空气入口管及药剂入口管分别穿出外筒体后与对应的压缩空气输送管道、药剂输送管道连接；所述双层板螺旋体是由上层板和下层板组成且带夹层的双层板结构，上层板设有滤油孔；所述锥形排油斗的底部设重焦油出口。

所述中心筒与外筒体的轴线重合。

所述泡沫收集器设于中心筒的中部，泡沫收集器为上大下小的锥体结构，底部中心处连接轻油及浮渣排出管，轻油及浮渣排出管的出口延伸到外筒体之外。

所述双层板螺旋体的两侧分别与外筒体的内壁、中心筒的外壁固定连接，双层板螺旋体的底端与中心筒底部平齐，双层板螺旋体从所述焦化废水入口到所述中心筒底部围绕中心筒轴线呈螺旋型倾斜向下；双层板螺旋体与外筒体、中心筒共同组成供废水流动的螺旋通道；双层板螺旋体的上层板、下层板与外筒体内壁、中心筒外壁一起构成供重焦油流动的螺旋通道。

所述上层板、下层板均采用疏水材料制成。

所述滤油孔在上层板上密集排布，且自靠近中心筒一侧向靠近外筒体一侧方向，滤油孔的数量逐渐递增。

所述焦化废水入口的中心轴线平行于外筒体的切线方向。

所述锥形排油斗底部的重焦油出口处设有螺旋输送机。

基于所述一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器的油水分离方法，包括如下步骤：

1)焦化废水以设定流速自焦化废水入口沿切线方向进入中心筒，然后沿双层板螺旋体与外筒体、中心筒共同组成的螺旋通道向下流动；

2)在焦化废水沿螺旋通道流动过程中，在离心力作用下，密度较大的重焦油被甩到靠近外筒体一侧，同时重焦油在重力作用下在上层板顶部沉降并沿滤油孔进入夹层内，最终在两个作用力的共同作用下，重焦油在沿螺旋通道向下流动过程中从焦化废水中分离出来；分离沉降到夹层中的重焦油在自重作用下沿下层板向下流动，最终汇集到锥形排油斗内并沉降到底部，通过螺旋输送机排出；

3)分离出重焦油后的焦化废水沿上层板向下流入到锥形排油斗内，在供水压力的作用下，脱除重焦油的焦化废水折返向上自中心筒下端进入中心筒内；在中心筒内底部通入压缩空气及由凝聚剂、破乳剂组成的混合药剂，与折返向上的焦化废水充分混合并形成上升流；压缩空气在压缩空气释放器的作用下在焦化废水中产生微气泡，微气泡与在药剂作用下从焦化废水中分离出的轻油及油渣充分接触，使轻油及油渣粘附到微气泡上并随微气泡沿水流方向向上运动，最后在中心筒上部聚集形成轻油及油渣层，通过泡沫收集器排出；

4)中心筒上部已经除去轻油及油渣的焦化废水通过出水管排出，完成焦化废水的油水分离过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用双层筒体，且中心筒与外筒体同轴设置，将焦化废水的流入路径与流出路径有效隔离开来，可避免气浮除油与重力除油作用相互抵消，保障油水分离的效果；

2)设置双层板螺旋体，延长了焦化废水流动的路径，缩短了焦化废水中重焦油重力沉降的距离，有效提高重焦油分离效率；

3)通过双层板螺旋体，能够将沉降的重焦油过滤到夹层中，然后由下层板引导向下流动，避免了因水流紊流作用使沉降的重焦油再次返回水中的现象，提高了重焦油分离的可靠性；

4)焦化废水采用切向进水，充分利用离心力作用，可进一步提高废水中重焦油的分离效率。

附图说明

图1是本发明所述一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器的结构示意图。

图2是图1中的A-A视图。

图3是图1中的B-B视图。

图中：1.外筒体 2.中心筒 3.双层板螺旋体 31.上层板 32.下层板 33.滤油孔4.中心混合室 5.锥形排油斗 6.螺旋输送机 7.泡沫收集器 8.出水管 9.焦化废水入口 10.药剂入口管 11.压缩空气入口管 12.重焦油出口 13.轻油及浮渣排出管 14.排气管 15.压缩空气释放器 Ⅰ.上层水流区 Ⅱ.下层重油区

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说明：

如图1所示，本发明所述一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器，包括外筒体1、中心筒2、双层板螺旋体3、中心混合室4、锥形排油斗5及泡沫收集器7；所述中心筒2设于外筒体1的中部，外筒体1与中心筒2之间沿高向设有双层板螺旋体3，中心筒2的底部设中心混合室4，外筒1体的底部连接锥形排油斗5；位于双层板螺旋体3顶部上方的外筒体1一侧设焦化废水入口9，外筒体1的顶部设排气管14；中心筒2的顶部设泡沫收集器7，中心筒2的上部一侧设出水管8，出水管8的出水口延伸到外筒体1之外；中心混合室4底部设压缩空气释放器15和药剂入口管10，压缩空气释放器15连接压缩空气入口管11，压缩空气入口管11及药剂入口管10分别穿出外筒体1后与对应的压缩空气输送管道、药剂输送管道连接；如图3所示，所述双层板螺旋体3是由上层板31和下层板32组成且带夹层的双层板结构，上层板31设有滤油孔33；所述锥形排油斗5的底部设重焦油出口12。

所述中心筒2与外筒体1的轴线重合。

所述泡沫收集器7设于中心筒2的中部，泡沫收集器7为上大下小的锥体结构，底部中心处连接轻油及浮渣排出管13，轻油及浮渣排出管13的出口延伸到外筒体1之外。

所述双层板螺旋体3的两侧分别与外筒体1的内壁、中心筒2的外壁固定连接，双层板螺旋体3的底端与中心筒2底部平齐，双层板螺旋体3从所述焦化废水入口9到所述中心筒2底部围绕中心筒2轴线呈螺旋型倾斜向下；双层板螺旋体3与外筒体1、中心筒2共同组成供废水流动的螺旋通道；双层板螺旋体3的上层板31、下层板32与外筒体1内壁、中心筒2外壁一起构成供重焦油流动的螺旋通道。

所述上层板31、下层板32均采用疏水材料制成。

所述滤油孔33在上层板31上密集排布，且自靠近中心筒2一侧向靠近外筒体1一侧方向，滤油孔33的数量逐渐递增。

如图2所示，所述焦化废水入口9的中心轴线平行于外筒体1的切线方向。

所述锥形排油斗5底部的重焦油出口处设有螺旋输送机6。

基于所述一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器的油水分离方法，包括如下步骤：

1)焦化废水以设定流速自焦化废水入口9沿切线方向进入中心筒2，然后沿双层板螺旋体3与外筒体1、中心筒2共同组成的螺旋通道向下流动；

2)在焦化废水沿螺旋通道流动过程中，在离心力作用下，密度较大的重焦油被甩到靠近外筒体1一侧，同时重焦油在重力作用下在上层板31顶部沉降并沿滤油孔33进入夹层内，最终在两个作用力的共同作用下，重焦油在沿螺旋通道向下流动过程中从焦化废水中分离出来；分离沉降到夹层中的重焦油在自重作用下沿下层板32向下流动(图3中所示下层重油区Ⅱ)，最终汇集到锥形排油斗5内并沉降到底部，通过螺旋输送机6排出；

3)分离出重焦油后的焦化废水沿上层板31向下(图3中所示上层水流区Ⅰ)流入到锥形排油斗5内，在供水压力的作用下，脱除重焦油的焦化废水折返向上自中心筒2下端进入中心筒2内；在中心筒2内底部通入压缩空气及由凝聚剂、破乳剂组成的混合药剂，与折返向上的焦化废水充分混合并形成上升流；压缩空气在压缩空气释放器15的作用下在焦化废水中产生微气泡，微气泡与在药剂作用下从焦化废水中分离出的轻油及油渣充分接触，使轻油及油渣粘附到微气泡上并随微气泡沿水流方向向上运动，最后在中心筒2上部聚集形成轻油及油渣层，通过泡沫收集器7排出；

4)中心筒2上部已经除去轻油及油渣的焦化废水通过出水管8排出，完成焦化废水的油水分离过程。

完成油水分离过程的焦化废水的重油去除率≥99％，轻油去除率≥99％，乳化油去除率为80～90％，溶解油去除率为40～50％；当焦化废水进水的含油量≥50mg/L时,出水含油量＜5mg/L。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器，其特征在于，包括外筒体、中心筒、双层板螺旋体、中心混合室、锥形排油斗及泡沫收集器；所述中心筒设于外筒体的中部，外筒体与中心筒之间沿高向设有双层板螺旋体，中心筒的底部设中心混合室，外筒体的底部连接锥形排油斗；位于双层板螺旋体顶部上方的外筒体一侧设焦化废水入口，外筒体的顶部设排气管；中心筒的顶部设泡沫收集器，中心筒的上部一侧设出水管，出水管的出水口延伸到外筒体之外；中心混合室底部设压缩空气释放器和药剂入口管，压缩空气释放器连接压缩空气入口管，压缩空气入口管及药剂入口管分别穿出外筒体后与对应的压缩空气输送管道、药剂输送管道连接；所述双层板螺旋体是由上层板和下层板组成且带夹层的双层板结构，上层板设有滤油孔；所述锥形排油斗的底部设重焦油出口。

2.根据权利要求1所述的一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器，其特征在于，所述中心筒与外筒体的轴线重合。

3.根据权利要求1所述的一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器，其特征在于，所述泡沫收集器设于中心筒的中部，泡沫收集器为上大下小的锥体结构，底部中心处连接轻油及浮渣排出管，轻油及浮渣排出管的出口延伸到外筒体之外。

4.根据权利要求1所述的一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器，其特征在于，所述双层板螺旋体的两侧分别与外筒体的内壁、中心筒的外壁固定连接，双层板螺旋体的底端与中心筒底部平齐，双层板螺旋体从所述焦化废水入口到所述中心筒底部围绕中心筒轴线呈螺旋型倾斜向下；双层板螺旋体与外筒体、中心筒共同组成供废水流动的螺旋通道；双层板螺旋体的上层板、下层板与外筒体内壁、中心筒外壁一起构成供重焦油流动的螺旋通道。

5.根据权利要求1或4所述的一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器，其特征在于，所述上层板、下层板均采用疏水材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器，其特征在于，所述滤油孔在上层板上密集排布，且自靠近中心筒一侧向靠近外筒体一侧方向，滤油孔的数量逐渐递增。

7.根据权利要求1所述的一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器，其特征在于，所述焦化废水入口的中心轴线平行于外筒体的切线方向。

8.根据权利要求1所述的一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器，其特征在于，所述锥形排油斗底部的重焦油出口处设有螺旋输送机。

9.基于权利要求1所述一种中心筒式双层板螺旋通道油水分离器的油水分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)焦化废水以设定流速自焦化废水入口沿切线方向进入中心筒，然后沿双层板螺旋体与外筒体、中心筒共同组成的螺旋通道向下流动；

2)在焦化废水沿螺旋通道流动过程中，在离心力作用下，密度较大的重焦油被甩到靠近外筒体一侧，同时重焦油在重力作用下在上层板顶部沉降并沿滤油孔进入夹层内，最终在两个作用力的共同作用下，重焦油在沿螺旋通道向下流动过程中从焦化废水中分离出来；分离沉降到夹层中的重焦油在自重作用下沿下层板向下流动，最终汇集到锥形排油斗内并沉降到底部，通过螺旋输送机排出；

3)分离出重焦油后的焦化废水沿上层板向下流入到锥形排油斗内，在供水压力的作用下，脱除重焦油的焦化废水折返向上自中心筒下端进入中心筒内；在中心筒内底部通入压缩空气及由凝聚剂、破乳剂组成的混合药剂，与折返向上的焦化废水充分混合并形成上升流；压缩空气在压缩空气释放器的作用下在焦化废水中产生微气泡，微气泡与在药剂作用下从焦化废水中分离出的轻油及油渣充分接触，使轻油及油渣粘附到微气泡上并随微气泡沿水流方向向上运动，最后在中心筒上部聚集形成轻油及油渣层，通过泡沫收集器排出；

4)中心筒上部已经除去轻油及油渣的焦化废水通过出水管排出，完成焦化废水的油水分离过程。