CN110042816B - 一种污油回收装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污油回收装置及方法，装置包括舱体、回收头和油污收集机构，所述舱体上设置小水线面输油杆，回收头通过柔性管和舱体连接，柔性管从小水线面输油杆下部通入舱体并与油污收集机构连接，油污收集机构包括聚结构件、稳流构件和集液构件，聚结构件一侧与柔性管连通，聚结构件另外一侧与稳流构件连通，稳流构件之间设有集液构件。本发明装置使小分子油滴聚结加快，分离速率成倍提升，使得效率和分离的质量达到一个理想的平衡点，提高了回收污油的纯度，可以保持装置优良的稳性和耐波性，在一定范围内可以自由移动，实现较大范围内的污油回收，回收投放都很方便，在油污收集处理领域具有广泛适用性。
Description
技术领域
本发明涉及油污收集分离技术领域，尤其是涉及到一种油污收集处理的回收装置。
背景技术
伴随全球石油消费需求的不断增加，海洋石油勘探和运输的规模逐渐扩大，海上钻井、采油、生产处理及海面船舶运输等作业活动频繁，众多石油生产、运输环节发生的意外事故造成海上溢油的可能性不断增大、危害性不断提高、社会影响不断扩大。国家海洋灾害统计公报的数据显示，近年来我国海洋溢油事故量平均每年都以超过200％的速度增长，经由各种途径进入海洋的石油烃年约600万吨。溢油事故一旦发生将对海洋环境和社会经济活动产生重大的长期影响。
近年来，中石油、中石化、中海油等大型石油企业相继建成一批专业的海上溢油应急环保船，但数量有限，一旦发生重特大海上油田溢油事故，往往没有有效的设备可以调用，这一点，在蓬莱19-3溢油事件中已经显现，海洋石油污染的日益加重，严重影响了沿海居民的生活和经济发展，也引起了社会各界的普遍关注。
通过分析近年来发生的较大海上平台溢油事故，可以看出溢油事故发生后能否迅速有效地采取应急措施，对于控制污染、应对危机和后果处理等都起着关键性的作用。专业溢油应急船舶和专业溢油回收装置是国际上公认的处理水上大规模溢油事故必不可少的重要保障和关键设备。
利用物理方法和机械装置，来清除或回收海面或海岸带的溢油污染，是目前最常用的处理方法。水面溢油回收的主要设备是溢油回收装置(撇油器)，溢油回收装置在水面收集浮油的过程就是进行油水分离的过程。各种类型的溢油回收装置在进行油水分离时，主要是利用油类的两种物理特性，一是利用材料的亲油性进行油水分离，二是利用油水比重的不同进行油水分离。但是单一分离不但效率低，而且单纯的物理分析法难以提高油污分离后的油品的纯度。
发明内容
针对现有技术中单一化学分离或者单一物理分离油污分离效率低，而且单纯的物理分析法难以提高油污分离后的油品的纯度的技术问题，本发明提供了一种污油回收装置及其方法，该装置半潜式结构形式，四根穿透水面的小水线面输油杆保证装置良好的耐波性能，具有特殊密度的浮萍状油水分离膜通过与柔性管连接，使污油吸入口浮于油水交界面，实现高效回收污油，降低能耗，通过仿浮萍回收头油水分离膜和2组聚结构件、2层微孔膜提高了回收污油的纯度，加装的喷水推进器，采用轴流式喷水推进机构可以进行较大范围的定点投放和回收，在母船上实现多点回收，在油污收集处理领域具有广泛适用性。
本发明的污油回收装置，包括舱体、回收头和油污收集机构，所述舱体上设置小水线面输油杆，回收头通过柔性管和舱体连接，柔性管从小水线面输油杆下部通入舱体并与油污收集机构连接，油污收集机构包括聚结构件、稳流构件和集液构件，聚结构件一侧与柔性管连通，聚结构件另外一侧与稳流构件连通，稳流构件之间设有集液构件。
本发明中，小水线面输油杆包括空心段和输油段，空心段位于输油段上方，空心段上端封闭，输油段内设置柔性管，柔性管端头设有回收头。
本发明中，油水分离膜面积大于上组装头和下组装头投影面积。
本发明中，油水分离膜密度大于油的密度小于水的密度，油水分离膜为聚乙烯油水分离膜。
本发明中，空心段长度是空心段直径的14倍以上,小水线面输油杆的直径小于等于球形舱体直径的十分之一。
本发明中，聚结构件为平行波纹板，稳流构件为稳流小孔，集液构件为两层微孔膜。
本发明中，微孔膜的孔径在10-100Lm之间，微膜上部设有电极传感器。
本发明中，舱体下部设有一对喷水推进器，舱体上部设有抓取环，舱体内部设有压载水舱。
本发明中，集液构件下部设有多孔罩，多孔罩下设有搅拌器，集液构件上部设有收油管，收油管从集液构件上部引出后在集液构件底部下连通到一起引出。
本发明中，搅拌器下设有排水管。
本发明中，排水管和收油管上都设有电磁阀，舱体底部设有总缆，总缆中设有电缆和排水管、收油管，电缆与搅拌器、集液构件中的电极传感器、电磁阀电性连接。
本发明中，喷水推进器为轴流式喷水推进器。
本发明中，回收头呈仿浮萍型，仿浮萍回收头包括上组装头、下组装头和油水分离膜，油水分离膜设置在上组装头和下组装头之间，上组装头和下组装头相适应扣接设置，上组装头上设置吸入口，下组装头和柔性管连接，柔性管和聚结构件之间设有微型水泵。
本发明污油回收装置的使用方法，包括投放、收集油污、转移和回收，所述使用方法包括如下步骤：
(1)投放：将装置投放于污油泄漏区域，回收头的油水分离膜处于水油交界面，大部分污油由于重力作用自动流入回收头中同时经过了油水分离膜的第一次水油分离。
(2)状态调整：部分污油由于粘性大等原因不能顺利流下时启动微型水泵将污油吸入，当回收头被异物堵塞时，反向启动微型水泵，将异物喷出，疏通输油管。
(3)收集油污：回收头进入的油污经过柔性管流入聚结构件，聚结构件由平行波纹板构成，油污经过平行波纹板聚结后通过稳流构件，稳流构件由稳流小孔和多孔罩构成，通过稳流构件的油污进入集液构件中，集液构件由搅拌器、多孔罩和两层水油分离膜构成，在集液构件中，油在上、水在下，堆积到电极传感器所在的高度，刺激电极传感器打开电磁阀，污油就会从集液构件上两个管道流流入收油管抽吸向母船，当底部的水积累到电极传感器程度，刺激电极传感器关闭电磁阀，并给母船一个信号排出从排出管排出多余的水。
(4)转移：装置两侧装有一对轴流式喷水推进器，母船通过总缆内的电缆通知装置自由移动，母船通过控制装置内部的压载水量结合小水线面输油杆控制装置的稳定。
(5)回收：完成一定区域内的污油回收后，移动至母船附近，由母船上的吊机挂住抓取环吊起。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的一种污油回收装置，聚结构件使小分子油滴聚结加快，聚集后大油滴分离速率成倍提升；稳流构件通过控制水油分离的速度和效率，使得效率和分离的质量达到一个理想的平衡点；集液构件利用内部的两层微孔膜，配合搅拌器和多孔罩可加快水油分离速度，2层微孔膜和回收头里的油水分离膜提高了回收污油的纯度，将材料分离和物理分离相结合进而提高了物理分离污油的纯度，而且压载水舱和小水线面杆使得装置具有小水线面和提高浮心的特性，可以保持装置优良的稳定性和耐波性，并且能提高海面污油回收的效率和质量同时减少能耗，一对轴流式喷水推进器，保证装置在一定范围内可以自由移动，实现较大范围内的污油回收，同时不会对总管造成伤害，回收投放都很方便，在吸入口被堵塞后能够借助微型水泵反向冲力打开堵塞，从而保证吸入口的通畅，仿浮萍回头头上组装头的吸入口口径尺寸适中，既保证了一般污油能顺利流入，也能避免较大的异物将吸入口堵塞，在油污收集处理领域具有广泛适用性。
附图说明
图1为本发明结构示意图一；
图2为本发明结构示意图二；
图3为本发明局部结构示意图一；
图4为本发明小水线面输油杆结构示意图；
图5为本发明回收头和柔性管结构示意图；
图6为本发明局部结构示意图二。
图1-6中，1-小水线面输油杆、2-回收头、3-柔性管、4-轴流式喷水推进器、5-总缆、6-舱体、7-抓取环、8-稳流小孔、9-电极传感器、10-微孔膜、11-多孔罩、12-搅拌器、13-微型水泵、14-平行波纹板、15-压载水舱、16-收油管、17-排水管、18-空心段、19-输油段、20-上组装头、21-下组装头、22-油水分离膜。
具体实施方式
下面结合附图1-6和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，但本发明装置不限于下述实施例。
在本发明中，为了便于描述，对本发明装置中，各部件的相对位置关系的描述是根据附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等位置关系是依据附图1的布图方向来确定的。
本发明中所用到的回收头2、稳流小孔8、电极传感器9、微孔膜10、多孔罩11、搅拌器12、微型水泵13、平行波纹板14、收油管16、排水管17、电磁阀、柔性管3、小水线面输油杆1、轴流式喷水推进器4、总缆5、压载水舱15、上组装头20、下组装头21、油水分离膜22等都能通过市场途径购买或者定制获得。
实施例一：本发明的污油回收装置
本发明的污油回收装置，包括舱体6、回收头2和油污收集机构，所述舱体上设置小水线面输油杆1，回收头2通过柔性管3和舱体连接，柔性管3从小水线面输油杆1下部通入舱体6并与油污收集机构连接，油污收集机构包括聚结构件、稳流构件和集液构件，聚结构件一侧与柔性管3连通，聚结构件另外一侧与稳流构件连通，稳流构件之间设有集液构件。
本发明中，小水线面输油杆1包括空心段18和输油段19，空心段18位于输油段19上方，空心段18上端封闭，输油段19内设置柔性管3，柔性管3端头设有回收头2。
本发明中，油水分离膜22面积大于上组装头20和下组装头21投影面积。
本发明中，油水分离膜22密度大于油的密度小于水的密度，油水分离膜22为聚乙烯油水分离膜。
本发明中，空心段18长度是空心段直径的14倍以上,小水线面输油杆1的直径小于等于球形舱体6直径的十分之一。
本发明中，聚结构件为平行波纹板14，稳流构件为稳流小孔8，集液构件为两层微孔膜10。
本发明中，微孔膜10的孔径在10-100Lm之间，微孔膜10上部设有电极传感器9。
本发明中，舱体6下部设有一对喷水推进器，舱体6上部设有抓取环7，舱体6内部设有压载水舱15。
本发明中，集液构件下部设有多孔罩11，多孔罩11下设有搅拌器12，集液构件上部设有收油管16，收油管16从集液构件上部引出后在集液构件底部下连通到一起引出。
本发明中，搅拌器12下设有排水管17。
本发明中，排水管17和收油管16上都设有电磁阀，舱体6底部设有总缆5，总缆5中设有电缆和排水管17、收油管16，电缆与搅拌器12、集液构件中的电极传感器9、电磁阀电性连接。
本发明中，喷水推进器为轴流式喷水推进器4。
本发明中，回收头2呈仿浮萍型，仿浮萍回收头包括上组装头20、下组装头21和油水分离膜22，油水分离膜设置22在上组装头20和下组装头21之间，上组装头20和下组装头21相适应扣接设置，上组装头20上设置吸入口，下组装头21和柔性管3连接，柔性管3和聚结构件之间设有微型水泵13，微型水泵13、轴流式喷水推进器4、压载水舱15都通过总缆5中的电缆与母船连接。
本发明中，聚结构件之间通过稳流小孔8首尾连接，聚结构件通过稳流构件汇集后与集液构件底部连通。
实施例二：本发明的污油回收装置的使用方法
本发明污油回收装置的使用方法，包括投放、收集油污、转移和回收，所述使用方法包括如下步骤：
(1)投放：将装置投放于污油泄漏区域，回收头2的油水分离膜处于水油交界面，大部分污油由于重力作用自动流入回收头中同时经过了油水分离膜的第一次水油分离。
(2)状态调整：部分污油由于粘性大等原因不能顺利流下时启动微型水泵13将污油吸入，当回收头2被异物堵塞时，反向启动微型水泵13，将异物喷出，疏通输油管。
(3)收集油污：回收头2进入的油污经过柔性管3流入聚结构件，聚结构件由平行波纹板14构成，油污经过平行波纹板14聚结后通过稳流构件，稳流构件由稳流小孔8和多孔罩11构成，通过稳流构件的油污进入集液构件中，集液构件由搅拌器12、多孔罩11和两层微孔膜10构成，在集液构件中，油在上、水在下，堆积到电极传感器9所在的高度，刺激电极传感器9打开电磁阀，污油就会从集液构件上两个管道流流入收油管16抽吸向母船，当底部的水积累到电极传感器9程度，刺激电极传感器9关闭电磁阀，并给母船一个信号排出从排出管排出多余的水。
(4)转移：装置两侧装有一对轴流式喷水推进器4，母船通过总缆内的电缆通知装置自由移动，母船通过控制装置内部的压载水量结合小水线面输油杆1控制装置的稳定。
(5)回收：完成一定区域内的污油回收后，移动至母船附近，由母船上的吊机挂住抓取环7吊起。
实施例三：本发明的污油回收装置使用效果
将本发明污油回收装置和现在常用的撇油器同时使用，本发明的分离速率是现在常用的撇油器2倍以上；回收污油的纯度相比现在常用的撇油器回头的油污提升了10％以上，这是因为本发明将材料分离和物理分离相结合使得物理分离污油的纯度提高，而且压载水舱15和小水线面杆1使得装置具有小水线面和提高浮心的特性工作环境远比现在常用的撇油器要广，能够保持装置优良的稳性和耐波性，在大风环境中能够稳定回收油污。
综上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种污油回收装置，包括舱体、回收头和油污收集机构，其特征在于，所述舱体上设置小水线面输油杆，回收头通过柔性管和舱体连接，柔性管从小水线面输油杆下部通入舱体并与油污收集机构连接，油污收集机构包括聚结构件、稳流构件和集液构件，聚结构件一侧与柔性管连通，聚结构件另外一侧与稳流构件连通，稳流构件之间设有集液构件；集液构件下部设有多孔罩，多孔罩下设有搅拌器，集液构件上部设有收油管，收油管从集液构件上部引出后在集液构件底部下连通到一起引出。
2.如权利要求1所述的污油回收装置，其特征在于，所述聚结构件为平行波纹板，稳流构件为稳流小孔，稳流构件之间设有集液构件，集液构件的最后一层为两层微孔膜。
3.如权利要求2所述的污油回收装置，其特征在于，所述微孔膜的孔径在10-100Lm之间，微孔膜上部设有电极传感器。
4.如权利要求1所述的污油回收装置，其特征在于，所述舱体下部设有喷水推进器，舱体上部设有抓取环，舱体内部设有压载水舱。
5.如权利要求1所述的污油回收装置，其特征在于，所述搅拌器下设有排水管。
6.如权利要求5所述的污油回收装置，其特征在于，所述排水管和收油管上都设有电磁阀，舱体底部设有总缆，总缆中设有电缆和排水管、收油管，电缆与搅拌器、集液构件中的电极传感器、电磁阀电性连接。
7.如权利要求1所述的污油回收装置，其特征在于，所述小水线面输油杆包括空心段和输油段，空心段位于输油段上方，空心段上端封闭，输油段内设置柔性管，柔性管端头设有回收头。
8.如权利要求7所述的污油回收装置，其特征在于，所述回收头呈仿浮萍型，仿浮萍回收头包括上组装头、下组装头和油水分离膜，油水分离膜设置在上组装头和下组装头之间，上组装头和下组装头相适应扣接设置，上组装头上设置吸入口，下组装头和柔性管连接，污油回收头和聚结构件之间设有微型水泵。
9.如权利要求1-8任一项所述的污油回收装置的使用方法，包括投放、收集油污、转移和回收，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：
(1)投放：将装置投放于污油泄漏区域，回收头的油水分离膜处于水油交界面，大部分污油由于重力作用自动流入回收头中同时经过了油水分离膜的第一次水油分离；
(2)状态调整：部分污油由于粘性大原因不能顺利流下时启动微型水泵将污油吸入，当回收头被异物堵塞时，反向启动微型水泵，将异物喷出，疏通输油管；
(3)收集油污：回收头进入的油污经过柔性管流入聚结构件，聚结构件由平行波纹板构成，油污经过平行波纹板聚结后通过稳流构件，稳流构件由稳流小孔构成，通过稳流构件的油污进入集液构件中，集液构件由搅拌器、多孔罩和两层微孔膜构成，在集液构件中，油在上、水在下，堆积到电极传感器所在的高度，刺激电极传感器打开电磁阀，污油就会从集液构件上两个管道流入收油管抽吸到母船，当底部的水积累到电极传感器程度，刺激电极传感器关闭电磁阀，并给母船一个信号从排水管排出多余的水；
(4)转移：装置两侧装有一对轴流式喷水推进器，母船通过总缆内的电缆通知装置自由移动，母船通过控制装置内部的压载水量结合输油杆控制装置的稳定；
(5)回收：完成区域内的污油回收后，移动至母船附近，由母船上的吊机挂住抓取环吊起。
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