CN111533400A - 一种含油泥沙（砂）的三相分离设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含油泥沙(砂)的三相分离设备，包括搅拌反应罐，所述搅拌反应罐内设置有可自转的搅拌器，所述搅拌反应罐一侧设置有将含油泥沙送入的转子泵或绞龙输送机构，另一侧设置有将酸性药水送入搅拌反应罐的调制水箱；所述搅拌反应罐的斜上方设置有取油机构，所述取油机构包括齿轮泵、柔性的粘油软管和油罐，所述搅拌反应罐上端架设有两个啮合的齿轮，两个所述啮合的齿轮间穿设有柔性粘油的粘油软管，所述搅拌反应罐上方设置有带动两个齿轮反向自转的防爆电机；所述搅拌反应罐外下方设置有污水净化器，加药混凝气浮，去除水中浮油和悬浮物，所述污水净化器和搅拌反应罐中间偏下部位置连通，所述搅拌反应罐底部设置有排沙(砂)池，所述排沙(砂)池与搅拌反应罐的底端连通。
Description
技术领域
本发明涉及一种，更具体地说，它涉及一种含油泥沙(砂)的三相分离设备。
背景技术
目前，在国内外原油开发、生产、炼化、管道输送、运输各个环节上会产生大量的含油污泥沙，其成分复杂，含油、水及固体泥、沙量均较高，呈油、泥、砂、沙、水多相混合状态，属固体废弃物，不能直接利用。这些废弃物更不能随便排放，否则会造成严重的环境污染。
由于油田常年大量产生含油泥沙，且不断增加积累，长期堆放在露天环境中，无法处理，占用了大量土地资源，给环境造成直接污染，其中的石油类和有毒有害重金属等物质随着雨水的冲刷污染土壤和水源。这一问题已是该领域多年遗留的难题，目前仍没有行之有效的解决办法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种含油泥沙(砂)的三相分离设备，具有在常温下分离原油和泥沙的效果，费用低。
为实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：一种含油泥沙(砂)的三相分离设备，包括搅拌反应罐，所述搅拌反应罐内设置有可自转的搅拌器，所述搅拌反应罐一侧设置有将含油泥沙送入的转子泵或绞龙输送机构，另一侧设置有将酸性药水送入搅拌反应罐的调制水箱；
所述搅拌反应罐的斜上方设置有取油机构，所述取油机构包括齿轮泵、粘油软管和油罐，所述搅拌反应罐的上方架设有两个啮合的齿轮，两个所述啮合的齿轮间穿设有柔性粘油的粘油软管，所述搅拌反应罐的上方架设有带动两个齿轮反向自转的齿轮泵；
所述搅拌反应罐外下部设置有污水净化器，所述污水净化器和搅拌反应罐中间偏下部位置连通，所述搅拌反应罐下方设置有排沙(砂)池，所述排沙(砂)池与搅拌反应罐的底端连通。
通过采用上述技术方案，先将我们特制的酸性破乳、络合剂药水通过调制水箱调制成要求的酸度后经提升泵放入搅拌反应罐内，将含油泥砂采用转子泵或绞龙输送机构均匀输送到搅拌反应罐，边投油泥沙(砂)、边开启罐内搅拌器，搅拌器浆叶均匀布置，搅拌器电机变频控制，刚起动时慢速转动，逐渐增大到快速，使泥砂完全与酸性药水均匀混合，投料完，继续搅拌10分钟内，使含油泥(沙)砂与酸性药水的破乳、络合物的混合反应充分彻底，所有原油都跑到上部，泥砂中的金属的碳酸盐(如碳酸钙、碳酸铝、碳酸铁等)与酸反应，放出二氧化碳，让绝大部分原油与泥砂剥离时在气泡作用下上浮，同时形成金属阳离子的净水剂(如氯化铁、氯化铝、氯化钙、氯化镁等)，迅速使酸性药水PH值上升，静止10分钟，上段、中段、下端形成原油、清水、泥砂三相分离。将粘油软管放入搅拌反应罐的上层原油内，并使两个齿轮反转，吸满原油的粘油软管被拉到上部油罐内并穿过两个齿轮的间隙，粘油软管上的原油被挤出并滴落在收油漏斗上并流入油罐内，将原油都吸走后，再打开污水净化器的阀门，搅拌反应罐内的污水进入污水净化器中，再打开排沙(砂)池的阀门，泥沙落入排沙(砂)池内，直接外排或压滤后外运，实现了含油泥沙的三相分离和原油的回收，同时原油、污水合格处理和泥沙的重金属达到排放标准，实现了含油泥沙的可利用回收。经过搅拌和三相分离后，回收的原油纯度达到90％以上，可以直接与油田输油管道相连，直接外输。
作为优选，所述搅拌反应罐的数量至少为一个，相邻所述搅拌反应罐与排沙(砂)池及污水净化器并联。
通过采用上述技术方案，搅拌反应罐可以多个同时工作，进一步提高工作效率。
作为优选，位于搅拌反应罐内的粘油软管为环形。
通过采用上述技术方案，环形的粘油软管与原油的接触面积大，粘油软管由于自身密度小于原油，会浮在原油上，避免粘油软管接触污水，导致原油内掺水，同时也提高了粘油软管的吸油效率，提高工作效率。
作为优选，所述污水净化器内填充有ZQ除油悬浮物混凝剂、加药泵、耐腐蚀混凝气浮装置和刮沫机等。
通过采用上述技术方案，中间段污水因净水剂作用，变得比较洁净，排出罐体，进入中间水箱，此时，水的PH值应在3-4左右，添加少量ZQ混凝剂或PAC搅拌少许时间，再投入少许PAM；经几分钟的气浮反应，混凝产生的悬浮物絮体全部被刮出水体，再经斜管沉降，获得干净的清水，再次回用于调配酸性药水。
作为优选，所述搅拌反应罐外设置有用于生产酸性药水的离子膜脱碱脱酸装置，所述离子膜脱碱脱酸装置内设置有四个超声波发生器，所述离子膜脱碱脱酸装置内设置有两个将超声波发生器隔开的离子膜，两个所述离子膜分别是阴离子膜和阳离子膜，每个所述超声波发生器的正下方设置有储水罐，中间的所述储水罐存储送入离子膜脱碱脱酸装置的含盐水，两边的所述储水罐分别存储回收的酸液和碱液。
通过采用上述技术方案，装置由阴阳离子膜、电极、电源和超声波等构成，右边走盐水，上面进，下面含碱水出，左边走淡水，上面进，下面经阴离子膜脱出的盐酸、氯气酸性水流出。盐酸可以直接作为三相分离用的酸性药水，不需要一定要有废盐酸，提高了分离可实施性。
综上所述，本发明取得了以下效果：
1.借助酸性药水和搅拌器的配合，实现了含油泥沙的搅拌快速分离；
2.借助取油机构、污水处理器和排沙(砂)池的配合，实现了原油、污水和泥沙的分别处理。
附图说明
图1为本实施例中用于表现整体结构的示意图；
图2为本实施例中用于表现离子膜脱碱脱酸装置和离子膜配合关系的示意图。
图中，1、搅拌反应罐；11、搅拌器；2、转子泵或绞龙输送机构；3、取油机构；31、油罐；32、齿轮；33、粘油软管；4、污水净化器；5、排沙(砂)池；6、离子膜脱碱脱酸装置；61、超声波发生器；62、离子膜；63、储水罐。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例：一种含油泥沙(砂)的三相分离设备，如图1所示，包括搅拌反应罐1，搅拌反应罐1内设置有可自转的搅拌器11，搅拌反应罐1一侧设置有将含油泥沙送入的转子泵或绞龙输送机构2，另一侧设置有将酸性药水送入搅拌反应罐1的调制水箱，酸性药水为5％-10％的盐酸，根据油泥沙中含油比例选择酸液浓度。搅拌反应罐1的斜上方设置有取油机构3，取油机构3包括油罐31、齿轮泵和粘油软管33，搅拌反应罐1的上方架设有两个啮合的齿轮32，两个啮合的齿轮32间穿设有柔性粘油的粘油软管33，搅拌反应罐1的上方架设有带动两个齿轮32反向自转的齿轮泵，齿轮32和搅拌反应罐1之间设置有接油用的漏斗，所述漏斗连通油罐31。拌反应罐外设置有污水净化器4，污水净化器4和搅拌反应罐1中间偏下部位置连通，搅拌反应罐1下方设置有排沙(砂)池5，排沙(砂)池5与搅拌反应罐1的底端连通。
先将我们特制的酸性破乳、络合剂药水放入反应罐内，将含油泥砂采用绞龙输送机构2或转子泵均匀输送到搅拌反应罐1，边投油泥砂(沙)、边开启罐内搅拌器11，搅拌器11浆叶均匀布置，搅拌器11电机变频控制，刚起动时慢速转动，逐渐增大到快速，使泥砂完全与酸性药水均匀混合，投料完，继续搅拌10分钟内，使含油泥砂与酸性药水的破乳、络合物的混合反应充分彻底，所有原油都跑到上部，泥砂中的金属的碳酸盐(如碳酸钙、碳酸铝、碳酸铁等)与酸反应，放出二氧化碳，让绝大部分原油与泥砂剥离时在气泡作用下上浮，同时形成金属阳离子的净水剂(如氯化铁、氯化铝、氯化钙、氯化镁等)，静止10分钟，上段、中段、下端形成原油、清水、泥砂三相分离。将粘油软管33放入搅拌反应罐1的上层原油内，并使两个齿轮32反转，吸满原油的粘油软管33被拉到上部并穿过两个齿轮32的间隙，粘油软管33上的原油被挤出并滴落在收油漏斗上并流入油罐31内，将原油都吸走后，再打开污水净化器4的阀门，搅拌反应罐1内的清水进入污水净化器4中，再打开排沙(砂)池5的阀门，泥沙落入排沙(砂)池5内，实现了含油泥沙的三相分离和原油的回收，同时原油、污水和泥沙达到排放标准，实现了含油泥沙的可利用回收。经过搅拌和三相分离后，回收的原油纯度达到90％以上，可以直接与油田输油管道相连，直接外输。
搅拌反应罐1的数量至少为一个，相邻搅拌反应罐1与排沙(砂)池5及污水净化器4并联。搅拌反应罐1可以多个同时工作，进一步提高工作效率。
如图1所示，位于搅拌反应罐1内的粘油软管33为环形。环形的粘油软管33与原油的接触面积大，粘油软管33由于自身密度小于原油，会浮在原油上，避免粘油软管33接触污水，导致原油内掺水，同时也提高了粘油软管33的吸油效率，提高工作效率。
酸性药水与含油泥沙的质量比为50:50，根据实际情况，可以做相应调整。
污水净化器4内填充有ZQ除油悬浮物混凝剂、加药泵、耐腐蚀混凝气浮装置和刮沫机等。中间段污水因净水剂作用，变得比较洁净，排出罐体，进入中间水箱，此时，水的PH值应在3-4左右，添加少量ZQ混凝剂或PAC搅拌少许时间，再投入少许PAM；经几分钟的气浮反应，混凝产生的悬浮物絮体全部被刮出水体，再经斜管沉降，获得干净的清水，再次回用于调配酸性药水。
如图2所示，搅拌反应罐1外设置有用于生产酸性药水的离子膜脱碱脱酸装置6，离子膜脱碱脱酸装置6内设置有四个超声波发生器61，离子膜脱碱脱酸装置6内设置有将两个超声波发生器61隔开的离子膜62，超声波发生器61的正下方设置有储水罐63。我们采用电化学理论研发的污水脱碱、脱氯离子膜处理装置，能方便把含盐废水以液碱、盐酸、氯气的方式分离出来，该液碱、盐酸、氯气可以直接回用于本工艺中，节约了生产成本，真正做到节能减排。装置由阴阳离子膜、电机、直流和超声波发生器构成。
脱酸根的原理如下:右边走盐水，上面进，下面含碱水出；左边走淡水，上面进，下面经阴离子膜脱出的盐酸、氯气酸性水流出。
脱碱的原理如下:上面进，下面经阳离子膜来的阳离子与电解水获得的OH形成的碱液流出。
超声波发生器对离子膜进行清洗。盐水中的氯离子等酸根离子在电场作用下，穿过阴离子膜进入左边酸室，跟水中氢离子结合成为盐酸。除酸后的碱性水中的钠等阳离子在电场作用下，穿过阳离子膜进入左边碱室；为考虑防腐性，超声波振板用钛板构成，输出超声波，又是直流电源极板。该技术属于现有技术，详细请见专利号为ZL201720641954.X的发明。
工作过程：
(一).①10％HCL；②含油泥沙(砂)；③搅拌(变频)先慢后快，5min；
(二).①罐内表面油被软管吸走，吸走后进油罐；②污水排入污水净化器，加药混凝气浮，去除悬浮物，离子膜脱酸脱碱，酸回收，碱回收。处理后，清水进入调制水箱，加入酸，调制10％HCL；③沙(砂)罐底部的开口打开，排出干净的砂(沙)进入压滤机，将水排走。
Claims (6)
1.一种含油泥沙(砂)的三相分离设备，其特征在于：包括搅拌反应罐(1)，所述搅拌反应罐(1)内设置有可自转的搅拌器(11)，所述搅拌反应罐(1)一侧设置有将含油泥沙送入的转子泵或绞龙输送机构(2)，另一侧设置有将酸性药水送入搅拌反应罐(1)的调制水箱；
所述搅拌反应罐(1)的斜上方设置有取油机构(3)，所述取油机构(3)包括齿轮泵、粘油软管(33)和油罐(31)，所述搅拌反应罐(1)的上方架设有两个啮合的齿轮(32)，两个所述啮合的齿轮(32)间穿设有柔性粘油的粘油软管(33)，所述搅拌反应罐(1)的上方架设有带动两个齿轮(32)反向自转的齿轮泵；
所述搅拌反应罐(1)外设置有污水净化器(4)，所述污水净化器(4)和搅拌反应罐(1)中间偏下方位置连通，所述搅拌反应罐(1)下方设置有排沙(砂)池(5)，所述排沙(砂)池(5)与搅拌反应罐(1)的底端连通。
2.根据权利要求1所述的一种含油泥沙(砂)的三相分离设备，其特征在于：所述搅拌反应罐(1)的数量至少为一个，相邻所述搅拌反应罐(1)与排沙(砂)池(5)及污水净化器(4)并联。
3.根据权利要求2所述的一种含油泥沙(砂)的三相分离设备，其特征在于：位于所述搅拌反应罐(1)内的粘油软管(33)为环形。
4.根据权利要求3所述的一种含油泥沙(砂)的三相分离设备，其特征在于：所述酸性药水与含油泥沙的质量比为50:50，根据含油比率相应变化。
5.根据权利要求4所述的一种含油泥沙(砂)的三相分离设备，其特征在于：所述污水净化器(4)内填充有ZQ除油悬浮物混凝剂、加药泵、耐腐蚀混凝气浮装置和刮沫机等。
6.根据权利要求5所述的一种含油泥沙(砂)的三相分离设备，其特征在于：所述搅拌反应罐(1)外设置有用于生产酸性药水的离子膜脱碱脱酸装置(6)，所述离子膜脱碱脱酸装置(6)内设置有四个超声波发生器(61)，所述离子膜脱碱脱酸装置(6)内设置有将两个超声波发生器(61)隔开的离子膜(62)，每个所述超声波发生器(61)的正下方设置有储水罐(63)，中间的所述储水罐(63)存储送入离子膜脱碱脱酸装置(6)的含盐水，两边的所述储水罐(63)分别存储回收的酸性药水和碱性药水。
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