CN113321266A - 一种油水双相流分离装置、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种油水双相流分离装置、系统及方法，所述油水双相流分离装置包括：进液管路，设置进液口；分液管路，所述油水混合液进入分液管路时，由于油液和水密度不同，油液上浮实现油水分离，分液管路设置出水口；出油管路，出油管路与分液管路连接，出油管路设置出油口，出油口高于出水口；所述恒压管路一端与出油管路连通，另一端与进液管路连通。分液管路根据油液和水密度不同的原理，油液上浮实现油水分离，恒压管路使进液管路、分液管路、出油管路和恒压管路形成连通器，使油水混合液向出油管路流动，从进液管路流入出油口流出即可完成油水分离，处理效率高，且出水管排出的水含油量小，可以直接排放，缩短处理周期。
Description
技术领域
本发明涉及石油处理技术领域，尤其涉及一种油水双相流分离装置、系统及方法。
背景技术
石油污染是指石油开采、运输、装卸、加工和使用过程中，由于泄漏和排放石油引起的污染，主要发生在海洋。石油漂浮在海面上，迅速扩散形成油膜，可通过扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等进行迁移、转化。油类可沾附在鱼鳃上，使鱼窒息，抑制水鸟产卵和孵化，破坏其羽毛的不透水性，降低水产品质量。油膜形成可阻碍水体的复氧作用，影响海洋浮游生物生长，破坏海洋生态平衡。
现有技术对海上石油泄漏的处理方法主要是将泄漏区的油水混合液进行收集，通过运输工具将混合液运回陆地，在陆地进行油水分离处理；因此，现有方式对油水混合液处理周期较长，处理效率较低，当大面积石油泄漏时难以快速处理。
因此，本领域亟需一种油水双相流分离装置、系统及方法。
因此，有鉴于此，提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油水双相流分离装置、系统及方法，延长弹簧使用寿命，保证减震装置的减震效果。
本发明提供了一种油水双相流分离装置，包括：
进液管路，所述进液管路设置有用于接入油水混合液的进液口；
分液管路，所述分液管路与进液管路相连接，所述油水混合液进入分液管路时，由于油液和水密度不同，油液上浮实现油水分离，所述分液管路设置有用于输出水的出水口；
出油管路，所述出油管路与分液管路相连接，所述出油管路设置有用于输出油液的出油口，所述出油口高度高于出水口；
恒压管路，所述恒压管路一端与出油管路相连通，另一端与进液管路相连通，用于平衡出油管路与进液管路之间的压力。
采用上述方案，所述分液管路根据油液和水密度不同的原理，油液液滴上浮实现油水分离，所述恒压管路一端与出油管路相连通，另一端与进液管路相连通，使进液管路、分液管路、出油管路和恒压管路形成连通器，在连通器作用下油水混合液会自动向出油管路流动，不需要外接动力，从进液管路流入出油口流出即可完成油水分离，处理效率较高，且出水管排出的水含油量较小，可以直接排放，缩短处理周期。
进一步地，所述进液口高度高于所述出油口，所述出油口高度高于所述出水口。
采用上述方案，所述出油口高度最高，且油水混合液从所述进液口进入，若液面高度与所述进液口相同或略低于进液口，在连通器作用下两侧液面高度相同，所述进液口高度高于所述出油口便于油液流出。
进一步地，所述出水口直径小于所述进液口直径。
采用上述方案，防止进入的液体全部由所述出水口排出，降低分液效果。
优选地，所述进液口直径＝出水口直径+出油口直径。
进一步地，所述进液口设置有用于控制进液口开闭的进液阀门，所述出水口设置有用于控制出水口开闭的出水阀门，所述出油口设置有用于控制出油口开闭的出油阀门。
采用上述方案，当刚开始向分液管路注入油水混合液时，且分液管路中没有液体，可以先将出水阀门关闭，防止未分液的液体直接流出，提高分液效率。
优选地，所述分液管路包括进液横管，所述进液管路连接在进液横管中段，所述油水混合液由所述进液管路和进液横管的连接位置向进液横管两端流动。
采用上述方案，所述进液管路连接在进液横管中段，所述进液横管能够延缓所述油水混合液的流动速度，为完成油水分离提供时间，提高分液效果。
优选地，所述分液管路还包括传输管，所述进液横管和传输管相连通，所述传输管由所述分液管路进液端向出液端延伸。
采用上述方案，所述传输管用于传输液体，接收所述进液横管传入的液体，并在传输过程中完成分液。
更优选地，所述传输管为U型。
采用上述方案，U型的所述传输管本身在管路各个位置有高度差，便于油滴上浮，便于完成分液，提高油水分离效率。
优选地，U型的所述传输管设置有至少两条，所述分液管路包括中间横管，所述中间横管用于连通至少两条所述传输管。
采用上述方案，所述中间横管能够延长油水混合液的停留时间，提高分液效果。
优选地，所述分液管路还包括出液横管，所述出液横管与所述传输管相连接用于排出传输管中的液体。
采用上述方案，便于液体排出。
优选地，所述分液管路设置有至少两个分液层，每个所述分液层均设置有进液横管、传输管、中间横管和出液横管，所述分液层之间通过纵向管路相连通。
采用上述方案，设置有多个分液层，进一步增大高度差，便于油滴上浮到高度较高的分液层。
优选地，所述出油管路和出水口分别与处于不同高度分液层的出液横管相连接，所述出油管路连接的分液层高于出水口连接的分液层。
采用上述方案，所述出油管路和出水口分别与不同分液层相连接，防止已经完成分液的油液和水再次混合，进一步提高油水分液效果。
本发明提供了一种油水双相流分离系统，包括：储液仓、储油仓和上述的油水双相流分离装置，所述储液仓设置有过滤网，用于防止大块垃圾进入油水双相流分离装置，所述储液仓底部设置有出液管，所述储液仓底部高度高于所述进液口，所述出液管与所述进液口相连通，所述储油仓与所述出油口相连通，用于接收从所述出油口输出的油液。
采用上述方案，所述储液仓用于储存油水混合液，并对油水混合液进行初步过滤，所述储油仓与所述出油口相连通，便于对分离出的油液进行储存。
进一步地，所述储液仓还设置有抽液泵，所述抽液泵用于将外部的油水混合液抽入储液仓。
进一步地，所述出水口还设置有出水泵，用于排水。
采用上述方案，所述油水双相流分离系统能够应用于海洋石油泄漏的净化，所述抽液泵将大海中的油水混合液抽入储液仓，将储液仓中的油水混合液输入油水双相流分离装置进行油水分离处理，将分离出的油液输入储油仓进行储存，将分离出的水通过出水口可以直接排入大海，快速完成对泄露石油的处理。
本发明提供了一种应用于上述油水双相流分离系统的油水双相流分离方法，所述油水双相流分离方法的步骤包括：使用抽液泵将油水混合液抽入储液仓，使油水混合液进入分液管路，开启进液阀门，同时关闭出水阀门和出油阀门，当分液管路中液位漫过出油口下沿时，同时开启出水阀门和出油阀门，所述储油仓接收出油口输出的油液并保存，通过所述出水口排出分离出的水。
采用上述方案，所述油水双相流分离方法可以应用在用于海水净化，所述油水双相流分离系统可以安转与船舱中，只要所述抽液泵一直开启，则所述油水双相流分离系统能够不间断工作完成净化，当发生大面积石油泄漏时，便于快速完成净化工作。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的油水双相流分离装置，所述分液管路根据油液和水密度不同的原理，油液液滴上浮实现油水分离，所述恒压管路一端与出油管路相连通，另一端与进液管路相连通，使进液管路、分液管路、出油管路和恒压管路形成连通器，在连通器作用下油水混合液会自动向出油管路流动，不需要外接动力，从进液管路流入出油口流出即可完成油水分离，处理效率较高，且出水管排出的水含油量较小，可以直接排放，缩短处理周期；
2、本发明的油水双相流分离装置，U型的所述传输管本身在管路各个位置有高度差，便于油滴上浮，便于完成分液，提高油水分离效率；
3、本发明的油水双相流分离装置，所述出油管路和出水口分别与不同分液层相连接，防止已经完成分液的油液和水再次混合，进一步提高油水分液效果；
4、本发明的油水双相流分离系统，所述油水双相流分离系统能够应用于海洋石油泄漏的净化，所述抽液泵将大海中的油水混合液抽入储液仓，将储液仓中的油水混合液输入油水双相流分离装置进行油水分离处理，将分离出的油液输入储油仓进行储存，将分离出的水通过出水口可以直接排入大海，快速完成对泄露石油的处理；
5、本发明的油水双相流分离方法，所述油水双相流分离方法可以应用在用于海水净化，所述油水双相流分离系统可以安转与船舱中，只要所述抽液泵一直开启，则所述油水双相流分离系统能够不间断工作完成净化，当发生大面积石油泄漏时，便于快速完成净化工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明油水双相流分离装置一种实施方式的立体结构示意图；
图2为本发明油水双相流分离装置一种实施方式的正视结构示意图；
图3为本发明油水双相流分离装置另一种实施方式的立体结构示意图；
图4为本发明油水双相流分离装置另一种实施方式的正视结构示意图；
图5为本发明油水双相流分离装置又一种实施方式的立体结构示意图；
图6为本发明油水双相流分离装置又一种实施方式的正视结构示意图；
图7为本发明油水双相流分离系统一种实施方式的示意图。
附图标记说明
通过上述附图标记说明，结合本发明的实施例，可以更加清楚的理解和说明本发明的技术方案。
1、进液管路；11、进液口；111、进液阀门；2、分液管路；21、出水口；211、出水阀门；22、进液横管；23、传输管；24、出液横管；25、排水口；251、排水阀门；26、中间横管；3、出油管路；31、出油口；311、出油阀门；4、恒压管路；5、分液层；51、纵向管路；6、储液仓；61、过滤网；62、出液管；63、抽液泵；7、储油仓；
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
如图1、2所示，本发明提供了一种油水双相流分离装置，包括：
进液管路1，所述进液管路1设置有用于接入油水混合液的进液口11；
分液管路2，所述分液管路2与进液管路1相连接，所述油水混合液进入分液管路2时，由于油液和水密度不同，油液上浮实现油水分离，所述分液管路2设置有用于输出水的出水口21；
出油管路3，所述出油管路3与分液管路2相连接，所述出油管路3设置有用于输出油液的出油口31，所述出油口31高度高于出水口21；
恒压管路4，所述恒压管路4一端与出油管路3相连通，另一端与进液管路1相连通，用于平衡出油管路3与进液管路1之间的压力。
采用上述方案，所述分液管路2根据油液和水密度不同的原理，油液液滴上浮实现油水分离，所述恒压管路4一端与出油管路3相连通，另一端与进液管路1相连通，使进液管路1、分液管路2、出油管路3和恒压管路4形成连通器，在连通器作用下油水混合液会自动向出油管路3流动，不需要外接动力，从进液管路1流入出油口31流出即可完成油水分离，处理效率较高，且出水管排出的水含油量较小，可以直接排放，缩短处理周期。
采用上述方案，利用连通器原理能够提高液体的流动速度，进而提高油水分离速度。
所述油水混合液即为待分离的含有油液和水的液体。
在具体实施过程中，所述分液管路2和出油管路3内部均设置有液位传感器，优选在所述出油口31处设置有液位传感器。
在具体实施过程中，所述进液口11高度高于所述出油口31，所述出油口31高度高于所述出水口21。
采用上述方案，所述出油口31高度最高，且油水混合液从所述进液口11进入，若液面高度与所述进液口11相同或略低于进液口11，在连通器作用下两侧液面高度相同，所述进液口11高度高于所述出油口31便于油液流出。
在具体实施过程中，所述出水口21直径小于所述进液口11直径。
采用上述方案，防止进入的液体全部由所述出水口21排出，降低分液效果。
在本发明一个优选的实施方式中，所述进液口11直径＝出水口21直径+出油口31直径。
在具体实施过程中，所述进液口11设置有用于控制进液口11开闭的进液阀门111，所述出水口21设置有用于控制出水口21开闭的出水阀门211，所述出油口31设置有用于控制出油口31开闭的出油阀门311。
在具体实施过程中，本申请中的阀门均可以为球阀或者蝶阀等。
采用上述方案，当刚开始向分液管路2注入油水混合液时，且分液管路2中没有液体，可以先将出水阀门211关闭，防止未分液的液体直接流出，提高分液效率。
如图3、4所示，在本发明一个优选的实施方式中，所述分液管路2包括进液横管22，所述进液管路1连接在进液横管22中段，所述油水混合液由所述进液管路1和进液横管22的连接位置向进液横管22两端流动。
采用上述方案，所述进液管路1连接在进液横管22中段，所述进液横管22能够延缓所述油水混合液的流动速度，为完成油水分离提供时间，提高分液效果。
如图3、4所示，在具体实施过程中，所述分液管路2还包括传输管23，所述进液横管22和传输管23相连通，所述传输管23由所述分液管路2进液端向出液端延伸。
采用上述方案，所述传输管23用于传输液体，接收所述进液横管22传入的液体，并在传输过程中完成分液。
在具体实施过程中，所述传输管23可以U型、W型或者V型等。
如图1、3、5所示，在本发明一个优选的实施方式中，所述传输管23为U型。
采用上述方案，U型的所述传输管23本身在管路各个位置有高度差，便于油滴上浮，便于完成分液，提高油水分离效率。
如图3、4所示，在本发明一个优选的实施方式中，U型的所述传输管23设置有至少两条，所述分液管路2包括中间横管26，所述中间横管26用于连通至少两条所述传输管23。
在本发明一个可选的实施方式中，所述传输管23设置有两条，两条所述传输管23分别与进液横管22两端相连接。
采用上述方案，所述中间横管26能够延长油水混合液的停留时间，提高分液效果。
在具体实施过程中，所述传输管23还可以设置有3、4、5条等，当所述传输管23数量大于2时，多条所述传输管23平行设置，多条所述传输管23端部均与所述进液横管22相连接。
采用上述方案，多条所述传输管23能提高所述分液管路2的容纳量，能够一次性处理大量油水混合液，提高分液效率。
如图3、4所示，在具体实施过程中，所述分液管路2还包括出液横管24，所述出液横管24与所述传输管23相连接用于排出传输管23中的液体。
采用上述方案，便于液体排出。
如图5、6所示，在本发明一个优选的实施方式中，所述分液管路2设置有至少两个分液层5，每个所述分液层5均设置有进液横管22、传输管23、中间横管和出液横管24，所述分液层5之间通过纵向管路51相连通。
采用上述方案，设置有多个分液层5，进一步增大高度差，便于油滴上浮到高度较高的分液层5。
在本发明一个优选的实施方式中，所述出油管路3和出水口21分别与处于不同高度分液层5的出液横管24相连接，所述出油管路3连接的分液层5高于出水口21连接的分液层5。
采用上述方案，所述出油管路3和出水口21分别与不同分液层5相连接，防止已经完成分液的油液和水再次混合，进一步提高油水分液效果。
如图1、3、5所示，在本发明一个优选的实施方式中，若所述分液管路2设置有一个分液层5，所述出水口21与出液横管24相连接；则若所述分液管路2设置有两个分液层5，两个分液层5所处高度不同，则所述出水口21与较低的分液层5相连接；若所述分液管路2设置有两个以上分液层5，多个分液层5所处高度不同，则所述出水口21与最低的分液层5相连接。
如图1、3、5所示，在具体实施过程中，所述分液管路2底部设置有排水口25，所述排水口25设置有排水阀门251，当油水双相流分离装置停止工作时，所述排水阀门251打开，防止所述分液管路2内部存水，腐蚀管路。
所述排水阀门251设置有排水泵。
在具体实施过程中，当所述进液阀门111打开时，排水阀门251关闭。
如图7所示，本发明提供了一种油水双相流分离系统，包括：储液仓6、储油仓7和上述的油水双相流分离装置，所述储液仓6设置有过滤网61，用于防止大块垃圾进入油水双相流分离装置，所述储液仓6底部设置有出液管62，所述储液仓6底部高度高于所述进液口11，所述出液管62与所述进液口11相连通，所述储油仓7与所述出油口31相连通，用于接收从所述出油口31输出的油液。
采用上述方案，所述储液仓6用于储存油水混合液，并对油水混合液进行初步过滤，所述储油仓7与所述出油口31相连通，便于对分离出的油液进行储存。
在具体实施过程中，所述过滤网61覆盖所述储液仓6底面，设置于储液仓6内部，保证进入油水双相流分离装置的液体均通过过滤网61进行过滤。
如图7所示，在具体实施过程中，所述储液仓6还设置有抽液泵63，所述抽液泵63用于将外部的油水混合液抽入储液仓6。
在具体实施过程中，所述出水口21还设置有出水泵，用于排水。
所述油水双相流分离系统能够安装于船舱中，所述出水泵将分离出的水排放到海中，所述出水泵能够抵抗海水压力，防止液体回流。
采用上述方案，所述油水双相流分离系统能够应用于海洋石油泄漏的净化，所述抽液泵63将大海中的油水混合液抽入储液仓6，将储液仓6中的油水混合液输入油水双相流分离装置进行油水分离处理，将分离出的油液输入储油仓7进行储存，将分离出的水通过出水口21可以直接排入大海，快速完成对泄露石油的处理。
本发明提供了一种应用于上述油水双相流分离系统的油水双相流分离方法，所述油水双相流分离方法的步骤包括：使用抽液泵将油水混合液抽入储液仓，使油水混合液进入分液管路，开启进液阀门，同时关闭出水阀门和出油阀门，当分液管路中液位漫过出油口下沿时，同时开启出水阀门和出油阀门，所述储油仓接收出油口输出的油液并保存，通过所述出水口排出分离出的水。
采用上述方案，所述油水双相流分离方法可以应用在用于海水净化，所述油水双相流分离系统可以安转与船舱中，只要所述抽液泵一直开启，则所述油水双相流分离系统能够不间断工作完成净化，当发生大面积石油泄漏时，便于快速完成净化工作。
在具体实施过程中，所述油水双相流分离方法的步骤还包括，当所述进液口有液体进入时，所述排水阀门关闭，当所述进液口不再有液体进入，且所述出油口没有液体流出时，打开所述排水阀门，排出底部弯曲管路中的液体，防止积液损坏分液管路。
应当理解，本申请实施例中，从权、各个实施例、特征可以互相组合结合，都能实现解决前述技术问题。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种油水双相流分离装置，其特征在于，包括：
进液管路(1)，所述进液管路(1)设置有用于接入油水混合液的进液口(11)；
分液管路(2)，所述分液管路(2)与进液管路(1)相连接，所述油水混合液进入分液管路(2)时，由于油液和水密度不同，油液上浮实现油水分离，所述分液管路(2)设置有用于输出水的出水口(21)；
出油管路(3)，所述出油管路(3)与分液管路(2)相连接，所述出油管路(3)设置有用于输出油液的出油口(31)，所述出油口(31)高度高于出水口(21)；
恒压管路(4)，所述恒压管路(4)一端与出油管路(3)相连通，另一端与进液管路(1)相连通，用于平衡出油管路(3)与进液管路(1)之间的压力。
2.根据权利要求1所述的油水双相流分离装置，其特征在于：所述进液口(11)高度高于所述出油口(31)，所述出油口(31)高度高于所述出水口(21)。
3.根据权利要求2所述的油水双相流分离装置，其特征在于：所述进液口(11)设置有用于控制进液口(11)开闭的进液阀门(111)，所述出水口(21)设置有用于控制出水口(21)开闭的出水阀门(211)，所述出油口(31)设置有用于控制出油口(31)开闭的出油阀门(311)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的油水双相流分离装置，其特征在于：所述分液管路(2)包括进液横管(22)，所述进液管路(1)连接在进液横管(22)中段，所述油水混合液由所述进液管路(1)和进液横管(22)的连接位置向进液横管(22)两端流动。
5.根据权利要求4所述的油水双相流分离装置，其特征在于：所述分液管路(2)还包括传输管(23)，所述进液横管(22)和传输管(23)相连通，所述传输管(23)由所述分液管路(2)进液端向出液端延伸。
6.根据权利要求5所述的油水双相流分离装置，其特征在于：所述传输管(23)为U型，U型的所述传输管(23)设置有至少两条，所述分液管路(2)包括中间横管(26)，所述中间横管(26)用于连通至少两条所述传输管(23)。
7.根据权利要求6所述的油水双相流分离装置，其特征在于：所述分液管路(2)还包括出液横管(24)，所述出液横管(24)与所述传输管(23)相连接用于排出传输管(23)中的液体。
8.根据权利要求7所述的油水双相流分离装置，其特征在于：所述分液管路(2)设置有至少两个分液层(5)，每个所述分液层(5)均设置有进液横管(22)、传输管(23)、中间横管和出液横管(24)，所述分液层(5)之间通过纵向管路(51)相连通。
9.一种油水双相流分离系统，其特征在于：包括：储液仓(6)、储油仓(7)和如权利要求1-8任一项所述的油水双相流分离装置，所述储液仓(6)设置有过滤网(61)，用于防止大块垃圾进入油水双相流分离装置，所述储液仓(6)底部设置有出液管(62)，所述储液仓(6)底部高度高于所述进液口(11)，所述出液管(62)与所述进液口(11)相连通，所述储油仓(7)与所述出油口(31)相连通，用于接收从所述出油口(31)输出的油液。
10.一种应用于上述权利要求9的油水双相流分离系统的油水双相流分离方法，其特征在于：所述油水双相流分离方法的步骤包括：使用抽液泵将油水混合液抽入储液仓，使油水混合液进入分液管路，开启进液阀门，同时关闭出水阀门和出油阀门，当分液管路中液位漫过出油口下沿时，同时开启出水阀门和出油阀门，所述储油仓接收出油口输出的油液并保存，通过所述出水口排出分离出的水。
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