CN113135606A - 一种高温含油污水气浮气泡切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温含油污水气浮气泡切割装置，包括上下两段分别为预旋流段和气泡切割混合段，所述预旋流段包括预旋流筒，气泡切割混合段包括微孔管和位于微孔管外侧的气筒，所述气筒内壁和微孔管外壁之间形成密闭的压缩空气腔，所述气筒上设有进气口，预旋流筒和微孔管连通，所述预旋流筒上设有沿预旋流筒切线方向布置的进水口。本发明中采用微孔管作为气腔和水腔的隔断，并利用微孔管上的微孔，使压缩空气通过时形成微米气泡，并通过旋流切割气泡，加强气液混合效果，能够有效解决高水温条件下气浮微气泡问题。
Description
技术领域
本发明涉及气浮气泡切割领域，尤其涉及一种高温含油污水气浮气泡切割装置。
背景技术
国内油田稠油开采方式基本采用蒸汽吞吐驱油的方式，采出的稠油含大量的蒸汽冷凝水，经油水分离后产生高温采出水。某油田稠油采出水水温在95℃~140℃之间，含油≤200mg/L，SS≤200mg/L。根据污水水质情况，采用气浮技术进行除油，气浮工艺是利用系统产生的微气泡与目标去除物及其聚合体结合，形成夹气絮体，夹气絮体在浮力的作用下上浮到液相表面形成稳定的浮渣层，并最终伴随浮渣层的去除从液相主体中分离出来。
常规溶气气浮采用加压溶气系统产生微气泡，该系统主要由循环水泵、空气压缩机、压力溶气罐和释放器组成，系统利用空压机提供的压缩空气和高扬程水泵提供的循环水流在溶气罐内形成高压，使空气以溶解态气体分子和非溶解态微小气核的形式分散在过饱和溶气水中，过饱和溶气水在经过系统末端的释放器时以微气泡的形式释放。由于释放器内腔构造对过饱和溶气水的减压消能作用，使过饱和溶气水在通过释放器时，伴随着饱和溶气水自身势能的减小和局部流场环境压力的降低。当压力降到空气和水的分离压时，发生气穴效应，之前的溶解于水中的分子态空气以微气泡形式释放出来。
影响气浮运行效果的关键是溶气效果，而溶气效果最直接的影响因素就是气泡尺寸。在气浮工艺中，随着气泡尺寸的降低，气泡表面能随气泡尺寸的减小而快速增大，由于系统有使总能量降低的趋势，因而微气泡极易与含油污水中的油滴附着以降低表面能，气浮工艺中所使用的气泡尺寸只需能够有效抓取油滴即可。
随着气泡尺寸的增大同一尺寸油滴的回收效率快速下降，而越小的油滴在相同条件下回收效率越低，对于50μm 以上的油滴，100μm左右的气泡对其的回收效率几乎达到1，这表示100μm气泡与50μm 以上油滴极易碰撞粘附。对于10-50μm 尺寸的油滴，当气泡尺寸达到200μm 时，其回收效率已经降低到0.1的水平。由模拟结果可知，100μm左右的气泡可以对30μm 以上油滴取得较好的回收效率，同时保持5 mm/s左右的气泡上浮速度。
国内油田稠油采出水水温一般在95℃~140℃之间，空气在该温度范围内溶解度极低，常规溶气气浮采用加压溶气系统产生微气泡工艺完全不适用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温含油污水气浮气泡切割装置。
本发明的创新点在于本发明中采用微孔管作为气腔和水腔的隔断，并利用微孔管上的微孔，使压缩空气通过时形成微米气泡，并通过旋流切割气泡，加强气液混合效果，能够有效解决高水温条件下气浮微气泡问题。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：
一种高温含油污水气浮气泡切割装置，包括上下两段分别为预旋流段和气泡切割混合段，所述预旋流段包括预旋流筒，气泡切割混合段包括微孔管和位于微孔管外侧的气筒，所述气筒内壁和微孔管外壁之间形成密闭的压缩空气腔，所述气筒上设有进气口，预旋流筒和微孔管连通，所述预旋流筒上设有沿预旋流筒切线方向布置的进水口。
进一步地，所述预旋流筒外侧设有布水筒，所述布水筒内壁和预旋流筒外壁之间形成密闭的布水腔，所述布水筒上设有总进水口。使得进入预旋流筒内的水的流速更均匀，气泡切割混合段处的气液混合跟为均匀。
进一步地，所述预旋流段和气泡切割混合段活动连接。方便清洗微孔管。
进一步地，所述预旋流段和气泡切割混合段通过法兰连接。连接更为方便。
进一步地，所述预旋流筒底部为渐缩形管口。可以稍稍增加微孔管处的流速，提高效率。
进一步地，所述气泡切割混合段下方还设有和微孔管连通的稳流腔。调整污水出水的水流流态，为后续气浮运行提供良好的工作条件。
进一步地，所述气筒顶部和底部均设有法兰，所述微孔管和气筒顶部及底部的法兰均活动连接。方便将微孔管拿出清洗或更换不同孔径的微孔管，过调节微孔孔径，来获取不同尺寸的气泡，从而提高气浮的处理效果。
进一步地，所述微孔管和气筒底部的法兰通过螺纹连接。
本发明的有益效果是 ：
1、本发明中采用微孔管作为气腔和水腔的隔断，并利用微孔管上的微孔，使压缩空气通过时形成微米气泡，并通过旋流切割气泡，加强气液混合效果，能够有效解决高水温条件下气浮微气泡问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为预旋流段处的截面图。
图3为气泡切割混合段出的截面图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：如图1、2、3所示，一种高温含油污水气浮气泡切割装置，包括上下两段分别为预旋流段1和气泡切割混合段2，预旋流段1和气泡切割混合段2活动连接，预旋流段1和气泡切割混合段2优选通过法兰连接；气泡切割混合段2下方还设有和微孔管4连通的稳流腔12。预旋流段1包括预旋流筒3，气泡切割混合段2包括微孔管4和位于微孔管4外侧的气筒5，气筒5内壁和微孔管4外壁之间形成密闭的压缩空气腔6，气筒5上设有进气口7，预旋流筒3和微孔管4连通，预旋流筒3底部为渐缩形管口。预旋流筒3上设有沿预旋流筒切线方向布置的进水口8。预旋流筒3外侧设有布水筒9，布水筒9内壁和预旋流筒3外壁之间形成密闭的布水腔10，布水筒9上设有总进水口11。气筒5顶部和底部均设有法兰13，微孔管4和气筒5顶部及底部的法兰13均活动连接，微孔管4和气筒5底部的法兰13优选通过螺纹连接。
工作时，带压高温含油污水先进入预旋流段，污水从总进水口11先进入布水腔10，经稳流调节水力条件后从旋流管切向进水口8进入，污水在预旋流筒3内形成旋流流态，污水在形成旋流后进入气泡切割混合段2，气泡切割混合段2由压缩空气腔6和微孔管4内的水腔组成，压缩空气腔6与水腔中间通过微孔管4进行隔断，形成旋流的污水在微孔管4内壁不断切割管壁，而压缩空气则由外而内的通过微孔管，旋流状态下的污水不断切割通过微孔管4的压缩空气，从而达到气液混合（即溶气）的效果。混合后的含油污水通过稳流腔12，调整污水出水的水流流态，为后续气浮运行提供良好的工作条件。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种高温含油污水气浮气泡切割装置，其特征在于，包括上下两段分别为预旋流段和气泡切割混合段，所述预旋流段包括预旋流筒，气泡切割混合段包括微孔管和位于微孔管外侧的气筒，所述气筒内壁和微孔管外壁之间形成密闭的压缩空气腔，所述气筒上设有进气口，预旋流筒和微孔管连通，所述预旋流筒上设有沿预旋流筒切线方向布置的进水口。
2.根据权利要求1所述的高温含油污水气浮气泡切割装置，其特征在于，所述预旋流筒外侧设有布水筒，所述布水筒内壁和预旋流筒外壁之间形成密闭的布水腔，所述布水筒上设有总进水口。
3.根据权利要求1所述的高温含油污水气浮气泡切割装置，其特征在于，所述预旋流段和气泡切割混合段活动连接。
4.根据权利要求3所述的高温含油污水气浮气泡切割装置，其特征在于，所述预旋流段和气泡切割混合段通过法兰连接。
5.根据权利要求1所述的高温含油污水气浮气泡切割装置，其特征在于，所述预旋流筒底部为渐缩形管口。
6.根据权利要求1所述的高温含油污水气浮气泡切割装置，其特征在于，所述气泡切割混合段下方还设有和微孔管连通的稳流腔。
7.根据权利要求1所述的高温含油污水气浮气泡切割装置，其特征在于，所述气筒顶部和底部均设有法兰，所述微孔管和气筒顶部及底部的法兰均活动连接。
8.根据权利要求7所述的高温含油污水气浮气泡切割装置，其特征在于，所述微孔管和气筒底部的法兰通过螺纹连接。
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