CN110697853A

CN110697853A - 一种多相分离装置及多相分离系统

Info

Publication number: CN110697853A
Application number: CN201911013240.4A
Authority: CN
Inventors: 王贵宾; 何庆生; 刘献玲; 李永辉
Original assignee: China Petrochemical Corp; Sinopec Engineering Group Co Ltd
Current assignee: China Petrochemical Corp; Sinopec Engineering Group Co Ltd
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: CN110697853B

Abstract

本申请涉及环保设备领域，尤其涉及一种多相分离装置及多相分离系统。该分离装置包括罐体，以及由上至下设置在罐体的内部空间的进料分布器和混合分布器；罐体上设置有分离罐出气口、分离罐出液口、出渣口和回流出口；在进料分布器与出渣口之间的罐体的内部空间中设置至少一组第一旋转叶轮，并在进料分布器和所述混合分布器之间设置至少一组第二旋转叶轮；进料分布器上设置有与罐体外部连通的进料口，混合分布器上设置有与罐体外部连通的回流入口。该分离系统包括所述的多相分离装置，以及空气压缩机、加药罐、加药泵、循环泵和气液混合罐。通过设置旋转叶轮和气液混合罐，能够减少死区，加强气液固相的分离效果，并降低分离时间30％以上。

Description

一种多相分离装置及多相分离系统

技术领域

本申请涉及环保设备领域，尤其涉及一种多相分离装置及多相分离系统。

背景技术

炼油污水和化工污水中一般含有少量的油类、无机盐类、硫化物、酚、悬浮颗粒物、各种有机物以及投加的化学药剂等，成分较复杂，性质多变，具有大分子有机物含量高、固体悬浮物多等特点。现有的分离工艺存在停留及处理时间长和处理效率不高等缺点。

发明内容

基于此，本申请提供了一种多相分离装置，以在一定程度上降低分离时间，提高处理效率。

第一方面，本申请提供了一种多相分离装置，包括罐体，以及由上至下设置在所述罐体的内部空间的进料分布器和混合分布器；

所述罐体的顶部设置有分离罐出气口，所述罐体的底部设置分离罐出液口，所述罐体的侧壁上部设置出渣口，所述罐体的侧壁下部设置回流出口；

在所述进料分布器与所述出渣口之间的罐体的内部空间中设置至少一组第一旋转叶轮，并在所述进料分布器和所述混合分布器之间的罐体的内部空间中也设置至少一组第二旋转叶轮；

所述进料分布器上设置有与所述罐体外部连通的进料口，所述混合分布器上设置有与所述罐体外部连通的回流入口。

结合第一方面，本申请提供了第一方面的第一种可能的实施方式，在所述混合分布器与所述回流出口之间的罐体的内部空间中设置至少一组第三旋转叶轮。

更进一步的，所述旋转叶轮包括转轴，以及多个环绕所述转轴设置的旋转叶片。

结合第一方面，本申请提供了第一方面的第二种可能的实施方式，在所述第一旋转叶轮上方设置与所述罐体的内壁连接的出渣口围堰，所述出渣口围堰为纵截面为L形的板件，在所述出渣口围堰的立壁上设置多个围堰孔；在与所述出渣口围堰的立壁相对的罐体侧壁上设置所述出渣口。

结合第一方面，本申请提供了第一方面的第三种可能的实施方式，在所述混合分布器下方设置与所述罐体的内壁连接的回流出口挡堰，所述回流出口挡堰为纵截面为L形的板件；在与所述回流出口挡堰的立壁相对的罐体侧壁上设置所述回流出口。

结合第一方面，本申请提供了第一方面的第四种可能的实施方式，所述罐体的内部空间的顶部还设置有除雾器。

结合第一方面，本申请提供了第一方面的第五种可能的实施方式，所述混合分布器的内腔由隔板分隔为上层空间和下层空间；所述上层空间的壁面上密集设置有多个混合分布器上孔，所述下层空间与所述回流入口连通，所述隔板上设置有多个混合分布器内隔断面开孔；

所述混合分布器内隔断面开孔的孔径大于所述混合分布器上孔的孔径。

第二方面，本申请提供了一种多相分离系统，包括所述的多相分离装置，以及空气压缩机、加药罐、加药泵、循环泵和气液混合罐；

所述气液混合罐用于产生微气泡；

所述多相分离装置的回流出口通过循环泵和管路与所述气液混合罐的液体入口连通，所述气液混合罐的出口通过管路与所述多相分离装置的回流入口连通；

所述空气压缩机的出口分别与所述加药罐的进气口、所述气液混合罐的气体入口连通；所述加药罐的出液口通过加药泵及管路与所述多相分离装置的回流入口连通。

结合第二方面，本申请提供了第二方面的第一种可能的实施方式，所述加药罐包括加药罐外筒和锥形内筒；

所述加药罐外筒的内底部设置进气喷嘴；

所述锥形内筒的大端朝上且敞开，所述锥形内筒的小端设置与所述进气喷嘴相对的开口。

结合第二方面，本申请提供了第二方面的第二种可能的实施方式，所述锥形内筒内设置有倒置的锥形导流件，所述锥形内筒与锥形导流件质检形成锥筒状的内隙。

本申请的技术效果为：

本申请提供的多相分离装置，设置了至少两组旋转叶轮，减少死区，能够加强气液固相的分离效果，并降低分离时间30％以上，从而提高了分离效率。

本申请提供的多相分离系统，采用气液混合罐来产生纳米级或微米级微气泡，从而可以强化污水、药液以及气体的混合，从而来提高分离效果，减少停留时间。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的多相分离装置的主视图；

图2为图1中旋转斜板的结构示意图；

图3(a)、(b)分别为图1中物料分布器的俯视图和主视图；

图4(a)、(b)、(c)分别为图1中混合分布器的主视图、俯视图以及A-A面视图；

图5(a)、(b)分别为图1中带孔围堰的主视图和俯视图；

图6为本申请实施例提供的多相分离系统的工艺流程示意图；

图7为图6中加药罐的结构示意图；

图8为图7中锥形内筒的结构示意图。

附图标记：

1-空气压缩机； 2-加药罐； 3-加药泵；

4-循环泵； 5-气液混合罐； 6-多相分离装置；

7-压力控制阀； 8-1-第一旋转叶轮； 8-2-第二旋转叶轮；

8-3-第三旋转叶轮； 9-混合分布器；

10-进料分布器； 11-进料口； 12-出渣口围堰；

13-出渣口； 14-回流入口； 15-回流出口；

16-回流出口挡堰； 17-旋转叶片； 18-转轴；

19-分布筒进料管； 20-进料分布器圆孔； 21-混合分布器上孔；

22-混合分布器内隔断面孔； 23-进气口；

24-进气喷嘴； 25-加药罐锥段； 26-加药罐外筒；

27-锥形内筒； 28-锥形导流件； 29-加药罐出液口；

30-分离罐出液口； 31-分离罐出气口； 32-除雾器；

33-围堰孔； 34-出渣口围堰内筒； 35-进料管。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1～图5所示，本申请实施例首先提供一种多相分离装置。

多相分离装置包括罐体，以及由上至下设置在罐体的内部空间的进料分布器10和混合分布器9。

罐体的顶部设置有分离罐出气口31，罐体的底部设置分离罐出液口30，罐体的侧壁上部设置出渣口13，罐体的侧壁下部设置回流出口15。

在进料分布器10与出渣口13之间的罐体的内部空间中设置一组第一旋转叶轮8-1(一组第一旋转叶轮包括4至16个第一旋转叶轮)，在进料分布器10和混合分布器9之间的罐体的内部空间中设置一组第二旋转叶轮8-2(一组第二旋转叶轮包括4至16个第二旋转叶轮)，在混合分布器9与回流出口15之间的罐体的内部空间中设置一组第三旋转叶轮8-3(一组第三旋转叶轮包括4至16个第三旋转叶轮)。

第一旋转叶轮8-1、第二旋转叶轮8-2和第三旋转叶轮8-3的结构相同，均由转轴18和多个环绕转轴18设置的旋转叶片17组成。在三组旋转叶轮的作用下，将罐体的内部空间分隔成若干个混合区域。

进料分布器10上设置有与罐体外部连通的进料口11，混合分布器9上设置有与罐体外部连通的回流入口14。

在第一旋转叶轮8-1上方设置与罐体的内壁连接的出渣口围堰12。出渣口围堰12包括纵截面为L形的出渣口围堰内筒34，在所述出渣口围堰的立壁的下部位置设置多个均布的围堰孔33，单个围堰孔33的直径大于5mm，能够使得分离后的浮渣或其它固相进一步进行液固两相分离，提高分离效率；在与出渣口围堰12的立壁相对的罐体侧壁上设置出渣口13。

在混合分布器9下方设置与罐体的内壁连接的回流出口挡堰16，回流出口挡堰16同样为纵截面为L形的板件；在与回流出口挡堰16的立壁相对的罐体侧壁上设置回流出口15。

罐体的内部空间的顶部还设置有除雾器32。

在本实施例更优选的方案中，混合分布器9的内腔由隔板分隔为上层空间和下层空间；上层空间的壁面上密集设置有多个混合分布器上孔21，下层空间设置进料管35，并通过进料管35与回流入口14连通，隔板上设置有多个混合分布器内隔断面孔22。进料管35与混合分布器9的侧壁相切设置，使进入混合分布器9的流体在混合分布器9内旋转，以增加混合效果。

其中，混合分布器内隔断面孔22的孔径大于10mm，混合分布器上孔21的孔径大于5mm，且混合分布器内隔断面孔22的孔径大于混合分布器上孔21的孔径。

在本实施例更优选的方案中，进料分布器10为一圆筒形结构，在其侧壁密集分布若干个进料分布器圆孔20，并通过分布筒进料管19与进料口11连通。单个进料分布器圆孔20的直径大于5mm。

如图5～图8所示，本申请实施方式中还提供了一种多相分离系统，包括所述的多相分离装置6，以及空气压缩机1、加药罐2、加药泵3、循环泵4和气液混合罐5。

多相分离装置6的回流出口15通过循环泵4和管路与气液混合罐5的液体入口连通，气液混合罐5的出口通过管路与多相分离装置6的回流入口14连通；

空气压缩机1的出口分别与加药罐2的进气口23、气液混合罐5的气体入口连通；加药罐出液口29通过加药泵3及管路与多相分离装置6的回流入口14连通。

气液混合罐5用于产生纳米级或微米级的微气泡，以保证气液混合均匀；并在气液混合罐5的出口处设置压力控制阀7。

在本实施例更优选的方案中，加药罐2包括加药罐外筒26和锥形内筒27，加药罐外筒26上部为圆筒形，下部为渐缩的加药罐锥段25；加药罐外筒26的内底部设置进气喷嘴24，进气喷嘴24与进气口23连通。

锥形内筒27的大端朝上且敞开，锥形内筒27的小端设置与进气喷嘴24相对的开口。锥形内筒27内设置有倒置的锥形导流件28，锥形内筒27与锥形导流件28之间形成锥筒状的内隙。

在本实施例更优选的方案中，循环泵4可以采用离心泵、螺杆泵或涡流泵。

该系统工作时，待处理物料由进料口11进入多相分离装置6，在进料分布器10的作用下，物料从进料分布器10上的进料分布器圆孔20流出并均匀分布到进料分布器10周围，完成进料过程。

进料充满多相分离装置6后，开启循环泵4；物料由回流出口挡堰16和回流出口15流出，经过循环泵4，进入气液混合罐5；气液混合罐5内的气相来自空气压缩机1，气液混合罐5内的压力由压力控制阀7来控制。系统正常运行时，气液混合罐5内的压力为0.2～0.5MPa，气相在气液混合罐5内形成微气泡。

经溶气后的物料进行加药工序，加药罐2内加有絮凝剂或助凝剂，空气由空气压缩机1输送至进气口23，并由进气喷嘴24进入加药罐2内的锥形内筒27，在锥形导流件28的作用下，空气带动加药罐2内液体进行循环流化，保证加药罐2内药剂浓度均匀。

药剂经过加药罐出液口29，在加药泵3的作用下，进入压力控制阀7后部。经溶气和加药后的物料进入多相分离装置6内的混合分布器9的下层空间，气液固三相在混合分布器9的下层空间内进行旋流混合，使得药剂在物料内混合均匀，混合后的物料由混合分布器9的混合分布器内隔断面孔22流至上层空间，并由混合分布器9外壁上的混合分布器上孔21均匀流出混合分布器9。

流出混合分布器9的物料在微气泡的作用下，固相和微气泡向多相分离装置6的上部运动，分离后的液相向多相分离装置6的下部运动，在第一旋转叶轮8-1、第二旋转叶轮8-2和第三旋转叶轮8-3的作用下，气液固三相的分离速度被加快。固相含有部分液相的物料由出渣口13流出，分离后的液相由分离罐出液口30流出，气相由经过除雾器32后由分离罐出气口31排出。

与现有技术相比，本实施例提供的多相分离系统具备以下技术效果：

本分离系统体积小，占地面积省；

气液固分离效果好，经测算可以降低分离时间30％，减少死区；

采用微气泡强化分离技术，分离效果好，停留时间短；

该系统实现密闭分离，不会对环境造成二次污染；

该系统可以实现自动化运行，自动排渣，操作简单；

该加药罐内增设流化曝气内件，提高药剂混合效果，保证药剂浓度均匀。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种多相分离装置，其特征在于，包括罐体，以及由上至下设置在所述罐体的内部空间的进料分布器和混合分布器；

在所述进料分布器与所述出渣口之间的所述罐体的内部空间中设置至少一组第一旋转叶轮，并在所述进料分布器和所述混合分布器之间的所述罐体的内部空间中也设置至少一组第二旋转叶轮；

2.根据权利要求1所述的多相分离装置，其特征在于，在所述混合分布器与所述回流出口之间的罐体的内部空间中设置至少一组第三旋转叶轮。

3.根据权利要求1或2所述的多相分离装置，其特征在于，所述旋转叶轮包括转轴，以及多个环绕所述转轴设置的旋转叶片。

4.根据权利要求1所述的多相分离装置，其特征在于，在所述第一旋转叶轮上方设置有与所述罐体的内壁连接的出渣口围堰，所述出渣口围堰为纵截面为L形的板件，在所述出渣口围堰的立壁上设置多个围堰孔；在与所述出渣口围堰的立壁相对的罐体侧壁上设置所述出渣口。

5.根据权利要求1所述的多相分离装置，其特征在于，在所述混合分布器下方设置与所述罐体的内壁连接的回流出口挡堰，所述回流出口挡堰为纵截面为L形的板件；在与所述回流出口挡堰的立壁相对的罐体侧壁上设置所述回流出口。

6.根据权利要求1所述的多相分离装置，其特征在于，所述罐体的内部空间的顶部还设置有除雾器。

7.根据权利要求1所述的多相分离装置，其特征在于，所述混合分布器的内腔由隔板分隔为上层空间和下层空间；所述上层空间的壁面上密集设置有多个混合分布器上孔，所述下层空间与所述回流入口连通，所述隔板上设置有多个混合分布器内隔断面开孔；

8.一种多相分离系统，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的多相分离装置，以及空气压缩机、加药罐、加药泵、循环泵和气液混合罐；

所述气液混合罐用于产生微气泡；

9.根据权利要求8所述的多相分离系统，其特征在于，所述加药罐包括加药罐外筒和锥形内筒；

所述加药罐外筒的内底部设置进气喷嘴；

10.根据权利要求9所述的多相分离系统，其特征在于，所述锥形内筒内设置有倒置的锥形导流件，所述锥形内筒与锥形导流件质检形成锥筒状的内隙。