CN112958597B - 一种油泥砂的泡洗筛分除油方法及除油设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油泥砂的泡洗筛分除油方法及除油设备和系统，对含有油泥砂和生产、生活垃圾的物料进行多级泡洗、筛分、和超声处理，所述除油设备包括卧式的滚筒和立式的分离罐，所述滚筒的内壁上设有从前至后的螺旋形的抄料板，所述滚筒的前部为泡洗段，后部为筛分段，所述泡洗段和筛分段通过锥段连接，所述筛分段的筒壁上密布有内外贯穿的通孔，所述筛分段插入所述分离罐，所述分离罐内设有从前至后倾斜向下的物料输送槽，位于筛分段的下方。所述除油系统包括前后依次连接的若干个所述除油设备。本发明针对物料中不同大小的固体物质分别进行不同的除油处理，可快速、有效的将油泥砂和生产、生活垃圾上附着的油污洗净并分别排放或收集。

Description

一种油泥砂的泡洗筛分除油方法及除油设备和系统

技术领域

本发明涉及一种油泥砂的泡洗筛分除油方法及除油设备和系统，属于石油化工技术领域。

背景技术

石油在开采和加工过程中都会产生大量的油泥砂，油田油泥中通常夹杂着大量的生活、生产垃圾，给油泥处理增加了难度，传统的一台设备无法同时起到对油泥的清洗和分离作用，对于生活、生产垃圾中较硬的如螺丝、钢筋、石块等和较软的如手套、蛇皮袋、荒草等，需要采用不同的设备进行多次清洗分离，效率较低，且在清洗过程中通常需要加入药剂，易对环境造成二次污染或增加后续处理工艺及设备。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种油泥砂的泡洗筛分除油方法及除油设备和系统，兼具油泥砂的泡洗、筛分和超声处理功能于一身，可将油泥砂及生产、生活垃圾上附着的油污洗净并分别排放或收集。

本发明实现上述目的的技术方案是：一种油泥砂的泡洗筛分除油方法，主要用于对含有油泥砂和生产、生活垃圾的物料进行除油处理，设有多级筛分处理，所述筛分处理包括以下步骤：

1）对物料进行泡洗；

2）对泡洗的物料进行筛分，第一级筛分处理所处理的物料为进料，任一下一级筛分处理所处理的物料为其上一级筛分处理的筛下物料，在将上一级筛分处理的筛下物料送入其下一级筛分处理的输送过程中，向所输送的物料施以超声波，使油从物料的表面剥离，并使物料、油和水三相分层，收集上层漂浮的油。

优选的，下一级筛分处理中使用的筛分装置的筛孔小于上一级筛分处理中使用的筛分装置的筛孔。

优选的，用于将上一级筛分处理的筛下物料送入其下一级筛分处理的输送通道上设置挡料板，通过调节挡料板高度控制物料的流动速度，进而控制物料受超声波的作用时间。

通常，挡料板的下端与物料输送通道的底部之间留有构成物料通道的间距，通过调节挡料板的高度可实现对该间距的调节，进而调节物料输送通道中的液位（物料顶面）高度水平，改变（降低）位于挡料板前方的物料输送通道中的物料流动速度，改善主要区域的层流状态。

优选的，在所述步骤1）中，对物料和泡洗水的混合体系（混合物）进行加热和搅拌。

所述加热可以采用通入蒸汽的方式，所述搅动采用滚筒翻转（旋转）、滚筒内设置螺旋形的抄料板和气力搅拌（例如，利用通入蒸汽的气力）等适宜方式。

优选的，在所述步骤2）中，对筛上物料进行淋洗除油。

一种油泥砂的泡洗筛分除油设备，包括卧式的滚筒和立式的分离罐，所述滚筒的内壁上设有从前至后的螺旋形的抄料板，所述滚筒的前部为泡洗段，后部为筛分段，所述泡洗段和筛分段通过锥段连接，所述筛分段的直径小于所述泡洗段的直径，所述筛分段的筒壁上密布有用作筛孔的内外贯穿的通孔，所述滚筒穿过所述分离罐的侧壁，与所述分离罐转动连接，所述筛分段位于所述分离罐内，所述滚筒设有用于驱动其转动的转动驱动机构，所述分离罐内设有物料输送槽，所述物料输送槽从前至后倾斜向下设置，位于所述筛分段的下方。

所述物料输送槽的位置和大小应保证筛分段落下的物料（筛下物料）全部落入物料输送槽内，且物料输送槽的后部应超过筛分段的后端，在水平投影方向上有一段超过筛分段的后部，以便于实现对所输送的全部物料都进行超声处理且使得剥离出来的油分悬浮于物流的上部，进而将浮油单独引出。

例如，所述物料输送槽进料端（前端）位于所述筛分段的前端的正下方，所述物料输送槽的宽度不小于所述筛分段的直径，其在水平面上的投影长度大于所述筛分段在水平面上的投影长度。

所述抄料板的螺旋旋向与所述滚筒的转动方向相同（在滚筒转动时将物料向前推的旋转方向），所述抄料板优选为角钢制成，所述角钢的一个直边的外缘固定连接在所述滚筒的内壁上，另一个直边的外缘朝向所述滚筒的转动方向。

所述通孔（筛分段的筛孔）优选为菱形孔，在所述筛分段的筒壁上纵横规则排列，进一步的，所述筛分段的筒壁上的任意相邻行的菱形孔错位排列，以提高开孔率。

所述转动驱动机构可以为托轮传动机构，所述托轮传动机构包括主动托轮、从动托轮和沿周向固定安装在所述滚筒的外壁上的环形轮，所述主动托轮和所述从动托轮的直径相同，二者的轮面相对，通过轴承等高安装在托轮支架上，所述主动托轮和所述从动托轮的轮面上均设有环形凹槽，所述环形凹槽的宽度与所述环形轮的轮面宽度相配合，所述环形轮的外缘座于所述主动托轮和所述从动托轮的环形凹槽内，所述主动托轮设有驱动其转动的电机。

所述转动驱动机构也可以为带轮传动机构或齿轮传动机构。

优选的，所述泡洗段设有第一蒸汽喷管，位于所述泡洗段内的所述第一蒸汽喷管上设有蒸汽喷嘴或蒸汽出口，用于向泡洗段的混合物料中通入蒸汽，实现对混合物料的加热和保温，所述第一蒸汽喷管可以从所述滚筒的后端穿过，伸入至所述泡洗段。

进一步的，所述第一蒸汽喷管包括第一蒸汽进管和若干个半圆形支管，所述第一蒸汽进管从所述滚筒的后端伸入至所述泡洗段内，若干个所述半圆形支管位于所述泡洗段内且位于所述第一蒸汽进管的下方，各所述半圆形支管所处的平面与所述滚筒的轴线垂直，各所述半圆形支管的两端分别通过直管连接所述第一蒸汽进管，所述半圆形支管与所述泡洗段的内壁之间留有间隙，所述蒸汽喷嘴或蒸汽出口的数量为多个，均匀分布在各所述半圆形支管的朝向所述第一蒸汽进管方向的管壁上。

优选的，所述筛分段设有冲洗水管，位于筛分段内的所述冲洗水管上设有冲洗水喷嘴或冲洗水出口，所述冲洗水管可以从所述滚筒的后端穿过，伸入至所述筛分段内。

所述冲洗水喷嘴或冲洗水出口的数量通常为多个，等间距均匀分布在所述冲洗水管的位于所述筛分段内的管段上。

优选的，所述分离罐内设有第二蒸汽喷管，位于所述筛分段的上方，所述第二蒸汽喷管上设有朝向所述筛分段的蒸汽喷嘴或蒸汽出口。

进一步的，所述第二蒸汽喷管包括第二蒸汽进管和若干个弧形支管，所述第二蒸汽进管从所述分离罐的外部伸入其内部，若干个所述弧形支管位于所述分离罐内且分别与所述第二蒸汽进管连接，各所述弧形支管所处的平面与所述滚筒的轴线垂直，所述弧形支管的弧度优选与所述筛分段的周向弧度相同，所述蒸汽喷嘴或蒸汽出口的数量为多个，均匀分布在各所述弧形支管的朝向所述筛分段方向的管壁上。

优选的，所述泡洗段的前端设有滚筒进料口，所述筛分段的后端设有锥形的滚筒出料口，所述分离罐的罐壁（通常为后壁）上设有向下开设的大颗粒物料出口，所述滚筒出料口位于所述大颗粒物料出口的正上方，所述分离罐的顶端设有排气口，底端设有排污口。

优选的，所述物料输送槽的槽底内侧设有一个或多个超声波振动棒，所述超声波振动棒沿所述物料输送槽的延伸方向，与所述物料输送槽的长度方向相同（基本相同或工艺相同），多个所述超声波振动棒沿所述物料输送槽的宽度方向等间距均匀分布。

优选的，所述物料输送槽设有挡料板，所述挡料板的宽度与所述物料输送槽的槽宽相配合（允许其在槽内的部分相对槽壁移动，且尽可能避免与槽壁之间的间隙过大，以实现对物料的有效阻挡），安装在所述分离罐的内壁上，位于所述物料输送槽槽底的上方，所述挡料板的板面（正面板面）朝向所述物料输送槽的槽内来料方向，其底端位于所述物料输送槽内，与所述物料输送槽的槽底之间留有构成物料通道的间隙，所述挡料板设有高度调节机构。

所述挡料板通常可以安装在（通常可以为竖向或者垂直于物料输送槽的延伸方向）所述分离罐的内壁上，位于所述物料输送槽槽底的上方，与所述分离罐移动配合。

所述高度调节机构可以包括垂直旋接在所述挡料板的板面上的锁紧螺栓，所述锁紧螺栓位于所述挡料板的背面板面上且伸出所述分离罐外，所述分离罐的罐壁上设有可供所述锁紧螺栓上下滑动的竖向滑槽（所述竖向滑槽的宽度大于所述锁紧螺栓的螺杆的直径，小于所述锁紧螺栓的头部的直径），通过在所述竖向滑槽内上下滑动所述锁紧螺栓即可调节所述挡料板的高度，所述挡料板的高度调节至合适位置后，旋紧所述锁紧螺栓实现对所述挡料板的固定。所述分离罐的内壁上可以设有对所述挡料板起导向作用的竖向导轨。所述高度调节机构也可以采用现有技术下任意适宜的手动或自动的高度调节机构，例如链传动机构或气缸传动机构。

优选的，所述物料输送槽设有配套的收油槽，所述收油槽固定设于所述分离罐的内壁上，自上向下插入所述物料输送槽内，所述收油槽的底面与所述物料输送槽的槽底之间留有间距，所述收油槽的朝向所述物料输送槽的槽内来料方向的槽壁低于所述物料输送槽的侧壁。所述收油槽用于收集所述物料输送槽内输送的物料上的浮油，所述收油槽可以设有延伸至所述物料输送槽的外侧的出油管，用于将其内部收集的浮油导出。

所述收油槽通常可以设有高度调节机构或高度调节结构。所述收油槽的高度调节机构可以采用任意适宜的现有技术，例如，与前述挡料板的高度调节机构相同或相仿的高度调节机构。

一种油泥砂的泡洗筛分除油系统，包括前后（指工艺上的前后顺序或物料处理的前后顺序，各除油设备的空间布局可以依据实际需要设置）依次连接的若干个除油设备，所述除油设备采用本发明的任一种油泥砂的泡洗筛分除油设备，任意相邻的两个所述除油设备中，在前的除油设备的分离罐的后壁上设有纵向（前后向）接口，在后的除油设备的滚筒前端延伸至在前的除油设备的分离罐上的纵向接口内，与相应纵向接口旋转连接，在前的除油设备的物料输送槽的下端伸入在后的除油设备的滚筒进料口，在后的除油设备的滚筒的筛分段的通孔小于在前的除油设备的滚筒的筛分段的通孔，以实现多级筛分，系统的进料管的下端伸入位于最前的除油设备的滚筒进料口，系统的出料斗设置在位于最后的除油设备的分离罐的后下部，底端设有系统的排料口，位于最后的除油设备的物料输送槽的下端伸入系统的出料斗内。

系统的进料管的下端伸入位于最前的除油设备的滚筒进料口，所述进料管的前端连接消能箱，所述消能箱设有进料口，所述进料管的前端管壁上设有冲洗水进口。

系统的出料斗设置在位于最后的除油设备的分离罐的后下部，底端设有系统的排料口，位于最后的除油设备的物料输送槽的下端伸入系统的出料斗内。

本发明的有益效果是：

1、本发明的所述除油方法，利用固体粒子的比表面积大小与洗净难易程度相关的特点，针对物料中不同大小的固体物质分别进行不同的除油处理，可快速、有效的将油泥砂和生产、生活垃圾上附着的油污洗净，有效地解决了现有技术下混杂有生产、生活垃圾的油泥砂由于比表面积大小的不同难以将油污洗净并达到统一的清洗标准的问题。尤其是针对粒径小的物料（各级筛分处理中的筛下物料，通常为细小的油泥砂）进行多级泡洗、筛分和超声处理，可以有效的将细小的油泥砂上附着的油污洗净，使其达标排放，解决了细小的油泥砂上附着的油污难以清洗或分离的技术问题。

2、本发明的所述除油方法，利用超声波产生的“空化”效应对各级筛分处理中的筛下物料进行除油，一方面，当超声波作用于物料（油液固三相混合）时，反复交替的产生瞬时负压力和瞬时正压力，在产生负压的半周期内，液体中产生真空空穴，液体蒸汽或溶解于液体中的气体进入空穴，形成气泡，接着在正压力的半周期，气泡被压缩而破裂，瞬时产生强大的压力（高达上千个大气压）对物料中的固体形成冲击力；另一方面，超声波在密度不同的异相界面处会产生显著的反射作用，由于这个反射音差，使界面上的液体激烈的发生搅动，对物料中的固体形成强大的冲击力，这些冲击力强烈冲刷固体表面的油污，从而实现除油。采用超声波产生的“空化”效应除油，一方面可以有效的提高对物料（尤其是细小颗粒物料）的除油效果，另一方面可以替代传统除油技术中采用药剂对物料进行泡洗的环节，无需在物料的泡洗过程中加入药剂，实现绿色泡洗，避免对环境造成二次污染或增加后续处理工艺及设备，另外能够与前序加热形成的高温相配合，超声形成的大部分气泡能够直接与油分集团结合在一起，形成较好的气浮效果。

3、本发明的所述除油设备和系统兼具油泥砂的泡洗、筛分和超声处理功能于一身，在一台设备或一套系统（多级泡洗和多级筛分）内即可将油泥砂及生产、生活垃圾上附着的油污洗净并分别排出，使油泥砂及生产、生活垃圾的除油过程无需在不同设备之间转运，可有效减少除油工序、节约除油时间、降低除油能耗、提高除油效率。

4、所述除油设备的所述抄料板的设置，在所述滚筒的转动过程中，既可以推动物料前进，又可使物料在所述滚筒（主要指泡洗段）内的停留时间可控（通过调节所述滚筒的转速控制），还可以将物料抄起，从而提高物料的泡洗除油效果。

5、所述筛分段上的通孔采用菱形孔，可有效避免物料将所述通孔堵死的情况发生，即使物料堵塞所述通孔，由于所述通孔的菱形结构，菱形的四角处也会存在空隙，不影响所述筛分段内的冲洗水及油污流出或减小对于所述筛分段内的冲洗水及油污流出的影响。

6、所述除油设备可以通过所述第一蒸汽喷管向所述泡洗段内通入蒸汽，在物料的泡洗过程中既可以加热物料，又可以在蒸汽的喷射作用下翻滚物料，从而增大油固间的碰撞，促使油相从固体表面脱离，提高泡洗效果。

7、所述除油设备可以通过所述第二蒸汽喷管向所述筛分段的上方定时喷射蒸汽，加热冲洗所述筛分段，使所述筛分段上附着的油泥及堵塞所述通孔的物料脱落，保证所述筛分段的筛分效果。

8、所述除油系统可以对粒径小的物料进行二次或多次泡洗、筛分和超声处理（依据待处理的物料的实际情况设置系统内除油设备的数量），从而保证对物料中的不同大小固体物质的除油效果，保证排料合格达标，可将外排固体中的含油率处理至小于2%（wt）。

9、通过在物料输送槽的下部（通常优选为近下端区域）设置挡料板，对物料输送槽内的物料流形成有效的阻挡，通过控制挡料板与物料输送槽槽底之间的间距，控制了相应区域的过流面积，进而抬高了物料输送槽内的液位（物料流的顶面）的高度水平，有效地减缓了位于挡料板前方的物料流速；由于物料输送槽位于滚筒的筛分段的下方，筛下物全部跌落到物料输送槽内，与物料输送槽及其中的物料形成较强的碰撞和冲击作用，通过颗粒物（砂粒）的碰撞、振动和冲击换向使附着在颗粒表面的油分（特别是较大的聚合体或团聚物）得到有效剥离，为随后的超声波分离减小了油分分离负荷量特别是有效地减小了超声分离效果相对较差的较大聚合体的负荷量，有效地改善了分离效果；由于可以将流速控制在一定范围，能够快速消除因物料跌落导致的流动紊乱和湍流，保证了总体上良好的层流效果，为油分重力悬浮和超声气浮提供了有利条件，保证了在物料下滑流动过程中的油水分离效果，由于液位高于挡料板的下端边缘，使悬浮在物料上部的油分无法从挡料板下方的通道流出，可以在物料输送槽的相应部分开设油分溢流通道，例如能够收集、容纳和输送油分的收油槽等，以便将油分单独引出，实现油分与其他物料（水和颗粒物的混合物）的分离。

附图说明

图1是本发明的所述除油设备的一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明的所述泡洗段的一种实施方式的横截面示意图；

图3是本发明的所述第一蒸汽喷管的一种实施方式的主视图；

图4是本发明的所述分离罐的一种实施方式的轴截面示意图；

图5是本发明的所述物料输送槽的一种实施方式的俯视图；

图6是本发明的所述除油系统的一种实施方式的结构示意图；

图7是本发明的所述除油系统的进料端的一种实施方式的局部结构示意图；

图8是本发明的所述消能箱的一种实施方式的俯视图。

具体实施方式

本发明公开了一种油泥砂的泡洗筛分除油方法，对含有油泥砂和生产、生活垃圾的物料进行多级泡洗、筛分处理，处理过程包括：

1）对物料进行泡洗；

2）对泡洗的物料进行筛分；

3）对筛下物料进行下一级泡洗、筛分处理，直至达到处理要求；

4）在将筛下物料、油和水的混合物输送去下一级泡洗、筛分处理的过程中，向混合物中通入超声波，使油从物料的表面剥离，并使物料、油和水三相分层，收集上层漂浮的油。

下一级筛分处理中使用的筛分装置的筛孔优选小于上一级筛分处理中使用的筛分装置的筛孔，以使各级筛分处理中的筛下物料的颗粒大小不同，便于针对不同颗粒大小的物料进行不同级别及方式的除油处理。

在所述步骤4）中，优选通过控制物料层的输送速度以及阻挡油层和水层的输送来调节超声波对混合物的作用时间，从而根据物料层的不同情况（颗粒大小以及含油率等情况）保证超声波对混合物的作用时间，实现最优的除油效果。

在所述步骤1）中，优选向物料和泡洗水中通入蒸汽，通过蒸汽加热物料和泡洗水，并翻滚物料、搅动泡洗水，以提高泡洗效果。在所述步骤2）中，优选对筛上物料进行淋洗除油，进一步保证筛上物料的除油效果和出料达标。

参见图1-5，本发明还公开了一种油泥砂的泡洗筛分除油设备，主要用于对油田的油泥砂及生产、生活垃圾进行泡洗和筛分，将其上附着的油污洗净并分别排出，包括横向的滚筒1和竖向的分离罐2，所述滚筒呈筒状结构，内壁覆盖有卷制的耐磨钢板或者所述滚筒采用耐磨钢板卷制而成，以提高结构强度和耐腐蚀性，所述滚筒的内壁上从前至后设有螺旋形的抄料板3，所述滚筒包括位于前端的泡洗段4和位于后端的筛分段5，所述泡洗段用于对物料进行泡洗，所述筛分段用于对物料进行筛分，将物料中的小颗粒筛出，所述筛分段的直径小于所述泡洗段的直径，二者之间通过锥段过渡连接（所述滚筒可以是一体成型结构，也可以由多段焊接而成），所述筛分段的筒壁上密布有内外贯穿的通孔6，所述锥段和所述筛分段插入所述分离罐（通常插入所述分离罐的上部）并与所述分离罐之间转动配合连接（例如，可以通过轴承连接），所述滚筒设有转动驱动机构，用于驱动所述滚筒转动，所述分离罐内设有物料输送槽7，位于所述筛分段的正下方，从前至后倾斜向下设置，其进料端位于所述筛分段的前端的正下方，出料端伸出所述分离罐或位于所述分离罐内，所述物料输送槽用于接收从所述筛分段内筛落的小颗粒物料并传输，所述物料输送槽的宽度不小于所述筛分段的直径，其在水平面上的投影长度大于所述筛分段在水平面上的投影长度，以便可以接收到从所述筛分段内筛落的全部小颗粒物料。

所述抄料板的螺旋旋向与所述滚筒的转动方向相同，以便在所述滚筒的转动过程中推动物料前进。通过调节所述滚筒的转速可以使物料在所述滚筒（主要指所述泡洗段）内的停留时间可控，从而可根据物料的性质控制对物料的泡洗时间，保证泡洗除油效果。

所述抄料板优选为角钢，所述角钢的一个直边的外缘固定连接在所述滚筒的内壁上，另一个直边的外缘朝向所述滚筒的转动方向。如此设置，在所述滚筒的转动过程中，所述抄料板在土洞物料前进的同时，可以将物料抄起，提高泡洗除油效果。

所述通孔优选为菱形孔，在所述筛分段的筒壁上纵横规则排列。所述筛分段的筒壁上的任意相邻行的菱形孔优选错位排列，即所述筛分段的筒壁上的任意相邻行的任意相邻的两个菱形孔的相邻边平行相对，以提高开孔率，进而提高所述筛分段对物料的筛分效率。

所述转动驱动机构可以为托轮传动机构8，所述托轮传动机构包括主动托轮、从动托轮和沿周向固定安装在所述滚筒的外壁上的环形轮，所述主动托轮和所述从动托轮的直径相同，二者的轮面相对，通过轴承等高安装在托轮支架上，所述主动托轮和所述从动托轮的轮面上均设有环形凹槽，所述环形凹槽的宽度与所述环形轮的轮面宽度相配合，所述环形轮的外缘座于所述主动托轮和所述从动托轮的环形凹槽内，所述主动托轮设有驱动其转动的电机，所述电机优选为变频电机。通过所述变频电机带动所述主动托轮转动，通过所述主动托轮与所述环形轮之间的摩擦力，带动所述环形轮和所述滚筒转动，所述从动托轮对所述环形轮和所述滚筒起到辅助支撑作用，所述滚筒的转速通常控制在3-10r/min。

所述滚筒还可以设有承托机构9，所述承托机构可以与所述托轮传动机构采用相同的结构，不区分主动托轮和从动托轮，不设有电机。所述承托机构与所述托轮传动机构之间留有间距，主要起到对所述滚筒的支撑和辅助转动作用。

通过更换所述托轮传动机构和/或所述承托机构的不同大小的托轮（包括主动托轮和从动托轮），或者通过调节所述托轮传动机构和/或所述承托机构的托轮支架的高度，可以调节所述滚筒的轴向倾斜角度，使所述滚筒的后端低于前端，从前向后自上向下倾斜，有助于物料在其内部的传输，倾斜角度通常控制在5°以内。当然，也可以通过调节所述滚筒的轴向倾斜角度，使所述滚筒的后端高于前端，从后向前自上向下倾斜，从而减缓物料从所述泡洗段向所述筛分段内的传输速度，增加物料在所述泡洗段内的泡洗时间，倾斜角度通常也控制在5°以内。

依据所述滚筒的长度可以设置一个或若干个所述承托机构。

所述转动驱动机构也可以采用带轮传动机构、齿轮传动机构或其他现有技术下适宜的转动传动机构。

所述滚筒优选设有从其后端（通常指滚筒出料口）伸入至所述泡洗段内的第一蒸汽喷管，所述第一蒸汽喷管位于所述泡洗段内的管段上设有蒸汽喷嘴或蒸汽出口。

所述第一蒸汽喷管可以包括第一蒸汽进管10和若干个半圆形支管11，所述第一蒸汽进管从所述滚筒的后端沿与所述滚筒的轴线平行的方向伸入至所述泡洗段内，若干个所述半圆形支管位于所述泡洗段内（通常位于所述泡洗段内的后部）且位于所述第一蒸汽进管的下方，各所述半圆形支管所处的平面与所述滚筒的轴线垂直，各所述半圆形支管的两端分别通过直管连接所述第一蒸汽进管，所述半圆形支管的半圆形直径小于所述滚筒的直径，半圆形的弧度优选与所述滚筒的周向弧度相同，并与所述泡洗段的内壁之间留有间隙（通过合理的装配，避开与所述抄料板的干涉），所述蒸汽喷嘴或蒸汽出口12的数量为多个，均匀分布在各所述半圆形支管的朝向所述第一蒸汽进管方向的管壁上，若干个所述半圆形支管优选在所述第一蒸汽进管上等间距排列，各所述半圆形支管上的所述蒸汽喷嘴或蒸汽出口的数量优选相同。所述第一蒸汽进管的进口端通常伸出所述分离罐。通过所述第一蒸汽喷管可以向所述泡洗段内通入蒸汽，在物料的泡洗过程中既可以加热物料，又可以在蒸汽的喷射作用下翻滚物料，从而增大油固间的碰撞，促使油相从固体表面脱离，提高泡洗效果。

所述滚筒优选设有从其后端（通常指滚筒出料口）沿与所述滚筒的轴线平行的方向伸入至所述筛分段内的冲洗水管13，所述冲洗水管位于所述筛分段内的管段上设有冲洗水喷嘴或冲洗水出口14。所述冲洗水喷嘴或冲洗水出口的数量通常为多个，等间距均匀分布在所述冲洗水管的位于所述筛分段内的管段上，所述冲洗水管的进水端通常伸出所述分离罐。通过所述冲洗水管可以向所述筛分段内通入冲洗水，对所述筛分段内的物料（尤其是筛上物料）进行进一步的清洗，保证出料达标，所述冲洗水的温度通常为60-95℃。

所述分离罐内优选设有第二蒸汽喷管，位于所述筛分段的上方，所述第二蒸汽喷管上设有朝向所述筛分段的蒸汽喷嘴或蒸汽出口。

所述第二蒸汽喷管可以包括第二蒸汽进管15和若干个弧形支管16，所述第二蒸汽进管从所述分离罐的外部沿与所述滚筒的轴线平行的方向伸入其内部，若干个所述弧形支管位于所述分离罐内（所述筛分段的上方）且分别与所述第二蒸汽进管连接，各所述弧形支管所处的平面与所述滚筒的轴线垂直，所述弧形支管的弧度优选与所述筛分段的周向弧度相同，所述蒸汽喷嘴或蒸汽出口17的数量为多个，均匀分布在各所述弧形支管的朝向所述筛分段方向的管壁上，若干个所述弧形支管优选在所述第二蒸汽进管上等间距排列，以增大与所述筛分段的作用面积，各所述弧形支管上的所述蒸汽喷嘴或蒸汽出口的数量优选相同。通过所述第二蒸汽喷管可以向所述筛分段的上方定时喷射蒸汽，加热冲洗所述筛分段，使所述筛分段上附着的油泥及堵塞所述通孔的物料脱落，保证所述筛分段的筛分效果。

所述第一蒸汽喷管和所述第二蒸汽喷管可以采用相同的蒸气源，蒸汽的压力优选为0.3-0.6Mpa，温度优选为143-168℃，以保证加热和清洗效果。

所述泡洗段的前端设有滚筒进料口，所述筛分段的后端设有锥形（从前至后内径渐缩）的滚筒出料口，所述分离罐的罐壁上设有向下开设的大颗粒物料出口18，所述大颗粒物料出口可以先向所述分离罐的外部伸出再向下开口，所述滚筒出料口位于所述大颗粒物料出口的正上方，用于排出所述滚筒内的大颗粒物料，所述滚筒出料口采用锥形口可以起到进一步收水的作用，避免所述筛分段的挂壁水跟随大颗粒物料排出，保证大颗粒物料排料的干度。小颗粒物料经所述筛分段的通孔筛出落至所述物料输送槽内，所述分离罐的顶端设有排气口19，用于排气，排出的气体（含油气）可以收集后进行后续处理，底端设有排污口20，用于排出所述物料输送槽的漏料，及清洁设备时的洗下的污物。为了保证所述泡洗段的底部能有一定高度的存水对物料进行泡洗，所述滚筒进料口可以设置成自后向前内径渐缩的锥形口，或者所述滚筒进料口的内侧设有环形的挡板。

所述物料输送槽通常包括槽底和沿所述槽底的长度方向固定设于其左右两侧的竖向槽壁，所述槽底的内侧优选设有多个超声波振动棒21，所述超声波振动棒的轴向与所述物料输送槽的长度方向相同，多个所述超声波振动棒沿所述物料输送槽的宽度方向等间距均匀分布。所述超声波振动棒的长度可以与所述物料输送槽的长度相同，也可以与所述物料输送槽的长度不同，当与所述物料输送槽的长度不同时，任意相邻的两个所述超声波振动棒沿所述物料输送槽的长度方向错位设置。所述超声波振动棒产生的超声波频率优选为40kHz，功率优选为50W，以达到最优的“空化”除油效果。

所述物料输送槽优选设有挡料板22，所述挡料板的宽度与所述物料输送槽的槽宽相配合，竖向设于所述分离罐的内壁上，位于所述物料输送槽的上方，所述挡料板的板面（正面板面）朝向所述物料输送槽的槽内来料方向，其底端自上向下插入所述物料输送槽内，所述挡料板设有高度调节机构。通过调节所述挡料板的高度，可以调节所述挡料板的底端与所述物料输送槽的槽底之间的间距，从而调节所述物料输送槽内位于底层的物料层的出料流速（所述挡料板通常插入物料层），使物料层均匀流出，并阻挡油层和水层的流出，保证超声波对物料的作用时间，保证“空化”效应的除油效果。

所述高度调节机构可以包括垂直旋接在所述挡料板的板面上的锁紧螺栓，所述锁紧螺栓位于所述挡料板的背面板面上且伸出所述分离罐外，所述分离罐的罐壁上设有可供所述锁紧螺栓上下滑动的竖向滑槽（所述竖向滑槽的宽度大于所述锁紧螺栓的螺杆的直径，小于所述锁紧螺栓的头部的直径），通过在所述竖向滑槽内上下滑动所述锁紧螺栓即可调节所述挡料板的高度，所述挡料板的高度调节至合适位置后，旋紧所述锁紧螺栓实现对所述挡料板的固定。所述分离罐的内壁上可以设有对所述挡料板起导向作用的竖向导轨。所述高度调节机构也可以采用现有技术下任意适宜的手动或自动的高度调节机构，例如链传动机构或气缸传动机构。

所述物料输送槽优选设有收油槽23，所述收油槽固定设于所述分离罐的内壁上，自上向下插入所述物料输送槽内，所述收油槽的底面与所述物料输送槽的槽底之间留有间距，不影响物料传输，所述收油槽的朝向所述物料输送槽的槽内来料方向的槽壁低于所述物料输送槽的侧壁。所述收油槽用于收集所述物料输送槽内输送的物料上的浮油，所述收油槽可以设有延伸至所述物料输送槽的外侧的出油管，用于将其内部收集的浮油导出，可以导出至所述分离罐内，从所述排污口排出。

所述除油设备的工作方式为：物料和其泡洗用水从所述滚筒进料口进入所述泡洗段，物料在所述泡洗段内进行泡洗，泡洗过程中，物料在所述抄料板的作用下向后传输并抄起，同时通过所述第一蒸汽喷管向所述泡洗段内通入蒸汽加热并翻滚物料，泡洗后的物料输送至所述筛分段内进行固液分离，在所述抄料板的作用下，大颗粒物料（包括大颗粒砂、石块、生产及生活垃圾等）从所述滚筒出料口排出所述滚筒，落入所述分离罐的大颗粒物料出口排出，小颗粒物料及水、油从所述筛分段的通孔筛出落入所述物料输送槽内，通过所述物料输送槽传输至下一级除油设备或后序处理设备（现有技术下，油泥砂除油后的后序处理设备，不在本发明的保护范围内）进行处理，所述筛分段对物料的筛分过程中，通过所述冲洗水管向所述筛分段内通入冲洗水，对所述筛分段内的物料（尤其是筛上物料）进行进一步清洗，保证出料达标，在所述物料输送槽输送物料的过程中通过所述超声波振动棒产生超声波，利用超声波的“空化”效应对物料进行进一步除油，定时通过所述第二蒸汽喷管通入蒸汽对所述筛分段进行清洗和清堵。物料经泡洗、筛分后的油污、废水、油气等从相应的排放口排出收集进行后续处理。

参见图6和图7，本发明还公开了一种油泥砂的泡洗筛分除油系统，包括从前至后依次连接的若干个除油设备，所述除油设备采用本发明的任一种油泥砂的泡洗筛分除油设备，任意相邻的两个所述除油设备中，位于后面的除油设备的泡洗段的前端自后向前插入位于前面的除油设备的分离罐内（通常插入位于前面的除油设备的分离罐的下部），并与位于前面的除油设备的分离罐转动配合连接（例如，可以通过轴承连接），位于后面的除油设备的泡洗段低于位于前面的除油设备的筛分段，位于前面的除油设备的物料输送槽的出料端插入位于后面的除油设备的滚筒进料口（采用自后向前内径渐缩的锥形口），若干个所述除油设备中，位于最后面的除油设备的物料输送槽的出料端伸出其所在的分离罐，或者位于最后面的除油设备的分离罐的底端还设有排料口24，其物料输送槽的出料端位于所述排料口的上方，用于排出除油后的小颗粒物料。

任意相邻的两个所述除油设备中，位于后面的除油设备的筛分段上的通孔小于位于前面的除油设备的筛分段上的通孔，以实现多级筛分。例如，以所述除油系统包括两个所述除油设备为例，位于前面的除油设备的筛分段上的菱形孔的长对角线长10mm，位于后面的除油设备的筛分段上的菱形孔的长对角线长3mm。

若干个所述除油设备中，位于最前面的除油设备设有进料管25，所述进料管从前向后倾斜向下插入滚筒进料口，滚筒进料口与插入的所述进料管之间可以设有迷宫型挡圈26，防止物料从滚筒进料口回返溢出，所述进料管的前端可以通过法兰连接消能箱27，所述消能箱设有进料口28，油田的油泥砂及生产、生活垃圾从所述进料口进入所述除油系统，所述消能箱用于消除来料的动能，使物料在所述滚筒内的停留时间可控，保证泡洗、筛分效果。所述进料管的前端管壁上设有冲洗水进口29，用于向所述泡洗段内通入泡洗用水，消除动能的来料可以在冲洗水的作用下滑入所述泡洗段内。

参见图8，所述消能箱包括圆柱状的壳体，所述壳体的顶面上开设有长条形的插口，所述插口内滑动插接有挡板30，所述进料口开设在所述壳体的侧壁上，所述进料口的轴线与所述挡板垂直，所述壳体的底端敞口，作为所述消能箱的出料口。所述挡板用于从所述进料口的垂直方向阻挡进料，消除动能，采用拔插式结构，便于在所述挡板损坏后快速更换，通常可在3-5分钟内完成更换操作，所述壳体的底端通过法兰与所述进料管的进料端连接，方便所述消能箱的拆卸更换。

以除油系统包括两个除油设备为例，所述除油系统的操作方法为：在从消能箱的进料口通入物料之前，启动两个除油设备的滚筒的转动驱动机构，通过进料管上的冲洗水口通入冲洗水，通过两个除油设备的冲洗水管通入冲洗水，通过两个除油设备的第一蒸汽喷管通入蒸汽，观察系统运行平稳后，从消能箱的进料口通入物料，调整位于前面的除油设备的挡料板，使位于前面的除油设备的物料输送槽内的物料均匀流出，调整位于后面的除油设备的挡料板，使位于后面的除油设备的物料输送槽内的物料均匀流出，两个物料输送槽内的浮油通过各自的收油槽收集排出，经泡洗、筛分后的大颗粒物料、小颗粒物料、油污、废水、油气等从相应的出口排出收集进行后续处理。每天通过两个除油设备的第二蒸汽喷管通入约半小时蒸汽，对各自的筛分段进行清洗和清堵，每周更换一次消能箱的挡板，保证消能效果。

Claims (9)

1.一种油泥砂的泡洗筛分除油设备，其特征在于包括卧式的滚筒和立式的分离罐，所述滚筒的内壁上设有从前至后的螺旋形的抄料板，所述滚筒的前部为泡洗段，后部为筛分段，所述泡洗段和筛分段通过锥段连接，所述筛分段的直径小于所述泡洗段的直径，所述筛分段的筒壁上密布有用作筛孔的内外贯穿的通孔，所述筛分段的后端设有锥形的滚筒出料口，所述分离罐的后壁上设有向下开设的大颗粒物料出口，所述滚筒出料口位于所述大颗粒物料出口的正上方，所述滚筒穿过所述分离罐的侧壁，与所述分离罐转动连接，所述筛分段位于所述分离罐内，所述滚筒设有用于驱动其转动的转动驱动机构，所述分离罐内设有物料输送槽，所述物料输送槽从前至后倾斜向下设置，位于所述筛分段的下方，所述物料输送槽的槽底内侧设有一个或多个超声波振动棒，所述超声波振动棒沿所述物料输送槽的延伸方向，所述物料输送槽设有挡料板，所述挡料板位于所述物料输送槽槽底的上方，所述挡料板的板面朝向所述物料输送槽的槽内来料方向，其底端位于所述物料输送槽内，与所述物料输送槽的槽底之间留有构成物料通道的间隙，物料输送槽的相应部分开设油分溢流通道，以便将油分单独引出，所述泡洗段设有第一蒸汽喷管，位于泡洗段内的所述第一蒸汽喷管上设有蒸汽喷嘴或蒸汽出口，所述筛分段设有冲洗水管，位于筛分段内的所述冲洗水管上设有冲洗水喷嘴或冲洗水出口，所述分离罐内设有位于所述筛分段上方的第二蒸汽喷管，所述第二蒸汽喷管上设有朝向所述筛分段的蒸汽喷嘴或蒸汽出口。

2.如权利要求1所述的油泥砂的泡洗筛分除油设备，其特征在于所述泡洗段的前端设有滚筒进料口，所述分离罐的顶端设有排气口，底端设有排污口。

3.如权利要求1或2所述的油泥砂的泡洗筛分除油设备，其特征在于所述超声波振动棒与所述物料输送槽的长度方向相同，多个所述超声波振动棒沿所述物料输送槽的宽度方向等间距均匀分布，所述挡料板的宽度与所述物料输送槽的槽宽相配合，安装在所述分离罐的内壁上，所述挡料板设有高度调节机构。

4.一种油泥砂的泡洗筛分除油系统，其特征在于包括前后依次连接的若干个除油设备，所述除油设备采用权利要求1-3中任一项所述的油泥砂的泡洗筛分除油设备，任意相邻的两个所述除油设备中，在前的除油设备的分离罐的后壁上设有纵向接口，在后的除油设备的滚筒前端延伸至在前的除油设备的分离罐上的纵向接口内，与相应纵向接口旋转连接，在前的除油设备的物料输送槽的下端伸入在后的除油设备的滚筒进料口，在后的除油设备的滚筒的筛分段的通孔小于在前的除油设备的滚筒的筛分段的通孔，位于最前面的除油设备设有进料管，所述进料管的下端伸入位于最前的除油设备的滚筒进料口，系统的出料斗设置在位于最后的除油设备的分离罐的后下部，底端设有系统的排料口，位于最后的除油设备的物料输送槽的下端伸入系统的出料斗内。

5.如权利要求4所述的油泥砂的泡洗筛分除油系统，其特征在于所述进料管从前向后倾斜设置，其前端连接消能箱，所述消能箱设有进料口，所述进料管的前端管壁上设有冲洗水进口。

6.一种油泥砂的泡洗筛分除油方法，其特征在于采用权利要求4或5所述的油泥砂的泡洗筛分除油系统进行油泥砂的泡洗筛分除油，设有多级筛分处理，所述筛分处理包括以下步骤：

1）对物料进行泡洗；

2）对泡洗的物料进行筛分，第一级筛分处理所处理的物料为进料，任一下一级筛分处理所处理的物料为其上一级筛分处理的筛下物料，在将上一级筛分处理的筛下物料送入其下一级筛分处理的输送过程中，向所输送的物料施以超声波，使油从物料的表面剥离，并使物料、油和水三相分层，收集上层漂浮的油。

7.如权利要求6所述的油泥砂的泡洗筛分除油方法，其特征在于下一级筛分处理中使用的筛分装置的筛孔小于上一级筛分处理中使用的筛分装置的筛孔。

8.如权利要求7所述的油泥砂的泡洗筛分除油方法，其特征在于在用于将上一级筛分处理的筛下物料送入其下一级筛分处理的物料输送通道上设置挡料板，通过调节挡料板高度控制物料的流动速度，进而控制物料受超声波的作用时间。

9.如权利要求8所述的油泥砂的泡洗筛分除油方法，其特征在于在所述步骤1）中，对物料和泡洗水的混合体系进行加热和搅拌，在所述步骤2）中，对筛上物料进行淋洗除油。

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