CN113413646B - 一种用于固液分离的超重力装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于固液分离的超重力装置，包括：超重力混合部和超重力分离部，所述超重力混合部包括转子组件；所述超重力分离部包括旋转组件和分离挡片，所述旋转组件包括旋转轴以及围绕所述旋转轴螺旋的螺旋离心片，所述分离挡片与所述螺旋离心片的外侧边沿贴合设置；本发明利用超重力技术，固液混合物料在超重力混合部内进行强化混合，然后再超重力分离部将固液混合物料进行固液分离，解决了目前工业上固液处理过程中活性剂溶液与固液体系混合的不均匀性导致处理结果的较差的问题，同时，本发明将超重力混合部和超重力分离部集成在一个超重力装置内，节约了设备占地面积，简化了操作流程，具有较高的工业应用价值。

Description

一种用于固液分离的超重力装置

技术领域

本发明涉及固液物料混合与分离技术领域，更具体的，涉及一种用于固液分离的超重力装置。

背景技术

在原油的开采、运输储存以及炼制过程中都会产生大量的含油污泥。且在原油的炼制过程，尤其是催化裂化过程会产生大量的油浆。据统计，每年全国新增油泥630万吨左右，历史存留油泥更达14300万吨，我国目前油泥处置缺口约270万吨/年。但实际上，我国危废核准产能利用率仅有30％，实际缺口大约在530万吨/年，实际处置率仅为17.45％。而油浆作为催化裂化最重要的低附加值副产物,占据催化裂化产品总量的3％～7％，年产量可达900～1200万吨。两者如不进行有效处理将造成资源的极大浪费。

含油污泥成分复杂，性质多样，是一种十分稳定的乳膏状体系，主要是由乳状液(水包油(O/W)或油包水(W/O)型)以及悬浮固体组成。FCC油浆中通常含有大量的催化剂粉末(500μɡ/L～1000μɡ/L)，粒径小于80μm，其中大部分的微粒粒径小于20μm。可见两者具有相同的特点就是在油中含有大量的固体颗粒。因此如何将油泥和油浆中的油与其中的固体颗粒分离就成为了解决油泥油浆再利用的关键问题。

当前处理含油污泥以及催化裂化油浆最主要的方法就是含油污泥的热化学清洗法以及油浆的助剂沉降法。热化学清洗法的原理主要是向油泥中添加活性剂溶液作为清洗剂，反复洗涤，使其充分混合，破坏水油、油泥表面的粘附性，实现分离。而助剂沉降法的原理就是向油浆中添加沉降剂溶液，使得固体粒子从油相中分离并聚结、絮凝，从而使其中的固体颗粒沉降分离出来。两者都需要向体系中加入添加剂，使添加剂与油泥油浆充分混合，从而使活性剂溶液分散于油泥油浆体系中并充分作用于固体颗粒表面，实现油固的分离。

而应用热化学清洗法以及助剂沉降法处理油泥油浆所用的核心混合设备均为搅拌釜，由于油泥与油浆为高粘性体系，在处理高粘体系混合问题上搅拌釜的混合效果较差，致使出现混合不均匀等问题，且耗能较大、设备体积大、不能连续化处理也成为现有处理设备的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于固液分离的超重力装置，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种用于固液分离的超重力装置，包括：

超重力混合部，所述超重力混合部包括转子组件，所述转子组件用于混合并分散所述固液混合物料；

超重力分离部，所述超重力分离部包括旋转组件和分离挡片，所述旋转组件包括旋转轴以及围绕所述旋转轴螺旋的螺旋离心片，所述分离挡片与所述螺旋离心片的外侧边沿贴合设置，所述分离挡片的表面形成多个孔道，所述孔道的孔径小于所述固液混合物料中的固体物料的直径。

在优选的实施方式中，所述转子组件和所述螺旋离心片与同一旋转轴藕接。

在优选的实施方式中，所述旋转组件还包括轴套，所述螺旋离心片与所述轴套结合固定，所述轴套与旋转轴结合固定。

在优选的实施方式中，所述旋转组件还包括限位件，所述限位件位于所述轴套两端。

在优选的实施方式中，所述分离挡片包括第一筒体、第二筒体和滤布，所述滤布位于第一筒体和第二筒体之间。

在优选的实施方式中，所述第一筒体和第二筒体同心设置，且第二筒体直径大于第一筒体直径。

在优选的实施方式中，所述第一筒体和第二筒体侧壁设置有多个通孔。

在优选的实施方式中，所述转子组件包括转子腔和转子，所述转子腔为中空圆筒腔体，所述转子呈同心圆排列，分布在转子腔周侧。

在优选的实施方式中，超重力混合部还包括分布器，所述分布器位于转子腔内，所述分布器入料口与混合物料管道连接。

在优选的实施方式中，还包括导流板，所述导流板一端与超重力装置内壁结合固定，另一端与分离挡片结合固定。

本发明的有益效果

本发明提供了一种用于固液分离的超重力装置，包括：超重力混合部，所述超重力混合部包括转子组件，所述转子组件用于混合并分散所述固液混合物料；超重力分离部，所述超重力分离部包括旋转组件和分离挡片，所述旋转组件包括旋转轴以及围绕所述旋转轴螺旋的螺旋离心片，所述分离挡片与所述螺旋离心片的外侧边沿贴合设置，所述分离挡片的表面形成多个孔道，所述孔道的孔径小于所述固液混合物料中的固体物料的直径；本发明利用超重力技术，固液混合物料在超重力混合部内进行强化混合，然后再超重力分离部将固液混合物料进行固液分离，解决了目前工业上固液处理过程中活性剂溶液与固液体系混合的不均匀性导致处理结果的较差的问题，通过螺旋离心片和分离挡片设置，不仅使固液混合物料具有加速运动动能进而固液分离，而且被分离的固体物料在螺旋离心片作用下被送出装置，同时，本发明将超重力混合部和超重力分离部集成在一个超重力装置内，节约了设备占地面积，简化了操作流程，具有较高的工业应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，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是本发明实施例提供的超重力装置结构示意图。

附图说明：1、转子组件；2、旋转组件；3、分离挡片；4、固体物料出口；5、液体物料出口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

以下公开内容提供了许多用于实现本发明的不同特征的不同实施方式或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施方式，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施方式；同样的，以下描述中，第一部件和第二部件的“耦接”，可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施方式，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施方式。

而且，为便于描述，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅设置为描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为了便于理解本申请提供的技术方案，下面先对本申请技术方案的研究背景进行简单说明。

目前油固(包括油泥分离以及油浆脱固)处理的装置和工艺技术能耗较大，设备体积较大，在处理又将这种高粘体系时混合效果并不理想，实验小试效果还可以，但是逐步放大的过程效果较差，其主要原因搅拌釜在处理油浆这种粘性体系时桨叶间的物料、浆叶与器壁之间的物料很难得到充分混合，以及搅拌混合时间长、能耗较高等问题，存在一些缺陷，性能较差；超重力旋转床本身就具有的高速剪切作用以快速均匀的混合能力使其在处理油浆这种粘性体系液液混合时存在巨大优势。

请参阅图1，本发明一实施例提供一种用于固液分离的超重力装置，包括：

超重力混合部，超重力混合部包括转子组件1，转子组件1用于混合并分散固液混合物料；

超重力分离部，超重力分离部包括旋转组件2和分离挡片3，旋转组件2包括旋转轴以及围绕旋转轴螺旋的螺旋离心片，分离挡片3与螺旋离心片的外侧边沿贴合设置，分离挡片3的表面形成多个孔道，孔道的孔径小于固液混合物料中的固体物料的直径。

具体地，液固混合物和药剂组成的固液混合物料进入超重力混合部，被高速旋转的转子组件1快速分散成小的固液混合物料，此过程可实现药剂在液固混合物中的均匀快速分散，使液体中的固体颗粒絮凝、长大；在离心力作用下，分散后的固液混合物料从转子组件1外缘甩出，固液混合物料进入超重力分离部，固液混合物料随着旋转组件2的螺旋离心片运动而运动，并在离心力的作用下被加速，经过分离挡片3过滤后，液体通过分离挡片3，并有液体物料出口5排出；固体被截留在分离挡片3上，进而实现了固液分离；同时螺旋离心片可以起到刮刀的作用，将被截留的固体输送出装置，并有固体物料出口4排出。

从上述示例可以知晓，本实施例提供的一种用于固液分离的超重力装置，包括：超重力混合部，超重力混合部包括转子组件1，转子组件1用于混合并分散固液混合物料；超重力分离部，超重力分离部包括旋转组件2和分离挡片3，旋转组件2包括旋转轴以及围绕旋转轴螺旋的螺旋离心片，分离挡片3与螺旋离心片的外侧边沿贴合设置，分离挡片3的表面形成多个孔道，孔道的孔径小于固液混合物料中的固体物料的直径；本发明利用超重力技术，固液混合物料在超重力混合部内进行强化混合，然后再超重力分离部将固液混合物料进行固液分离，解决了目前工业上固液处理过程中活性剂溶液与固液体系混合的不均匀性导致处理结果的较差的问题，通过螺旋离心片和分离挡片3设置，不仅使固液混合物料具有加速运动动能进而固液分离，而且被分离的固体物料在螺旋离心片作用下被送出装置，同时，本发明将超重力混合部和超重力分离部集成在一个超重力装置内，节约了设备占地面积，简化了操作流程，具有较高的工业应用价值。

在一些实施例中，转子组件1和螺旋离心片与同一旋转轴藕接。

具体地，转子组件1位于旋转组件2上方，转子组件1与旋转轴结合固定，螺旋离心片与旋转轴结合固定，旋转轴与一电机连接，电机带动旋转轴转动，进而使转子组件1和螺旋离心转动，为了达到预期超重力离心效果，旋转轴转速为700-900rpm。

在一些实施例中，旋转组件2还包括轴套，螺旋离心片与轴套结合固定，轴套与旋转轴结合固定。

进一步地，旋转组件2还包括限位件，限位件位于轴套两端。

具体地，螺旋离心片与轴套为可拆卸连接，轴套通过限位件固定在旋转轴上，通过轴套设置，可以增加螺旋离心片的稳定性，同时，由于轴套直径大于旋转轴直径，提高了螺旋离心片转动的线速度，增加固液混合物料离心速度，有利于提高固液分离效率。

在一些实施例中，分离挡片3包括第一筒体、第二筒体和滤布，滤布位于第一筒体和第二筒体之间。

进一步地，第一筒体和第二筒体同心设置，且第二筒体直径大于第一筒体直径。

进一步地，第一筒体和第二筒体侧壁设置有多个通孔。

具体地，第一筒体和第二筒体采用不锈钢材料，可以起到支撑作用，第一筒体和第二筒体侧壁有多个通孔，方便液体通过，此外，第一筒体和第二筒体设置的滤布可以有效地对固液进行分离。

需要说明的是，第一筒体和第二筒体也可以用其他支撑件代替，比如档杆，本发明在此不做限定。

在一些实施例中，转子组件1包括转子腔和转子，转子腔为中空圆筒腔体，转子呈同心圆排列，分布在转子腔周侧。

进一步地，超重力混合部还包括分布器，分布器位于转子腔内，分布器入料口与混合物料管道连接。

可以理解，本申请在使用时，絮凝剂和固液混合物组成的固液混合物料通过管道输送至分布器中，进而流入转子腔内，转子在旋转轴的带动下高速旋转，产生强大的离心力，转子腔内的固液混合物料在离心力的作用下被甩出，通过转子不断分散，提高絮凝剂和固液混合物的传质效果。之后在超重力分离部的螺旋离心片下顺次流动，由于所述分离挡片与所述螺旋离心片的外侧边沿贴合设置，进而固液混合物中的液体可以在分离挡片表面的孔道甩出，而固相组分按照螺旋离心片的螺旋方向逐渐沉积到分离部下方，进而实现了固液分离。可以看出，本申请提供了一种全新的可以内置在超重力反应器内，并且复用旋转轴的方式，巧妙地结合了超重力反应器的结构特性的固液分离方式，通过超重力耦合固液分离，可以降低固液分离的能耗(复用了旋转轴)

需要说明的是，转子可以是丝网构造或定转子构造，转子构成何种构造不会形成实质性的影响，在不影响本发明的主体构思的前提下，本领域技术人员有能力在不付出创造性劳动的基础上，可以进行其他构造的选取。

在一些实施例中，超重力装置还包括导流板，导流板一端与超重力装置内壁结合固定，另一端与分离挡片3结合固定。

具体地，导流板位于超重力混合部和超重力分离部之间，导流板上方为超重力混合部，导流板从上到下为缩径结构，下端与分离挡片3的顶部结合固定，进而使超重力混合部甩出的固液混合物料在自身重力作用下流入超重力分离部，超重力分离部导流板下方，分离挡片3将导流板下方分为固体物料腔和液体物料腔，固体物料腔底部设置有固体物料出口4，分离后的固体物料从固体物料出口4排出，液体物料腔底部设置有液体物料出口5，分离后的液体物料从液体物料出口5排出。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施方式的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。

此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施方式的实施方式而已，并不用于限制本说明书实施方式。对于本领域技术人员来说，本说明书实施方式可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施方式的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施方式的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种用于固液分离的超重力装置，其特征在于，包括：

超重力混合部，所述超重力混合部包括转子组件，所述转子组件用于混合并分散固液混合物料，所述转子组件包括转子腔和转子，所述转子腔为中空圆筒腔体，所述转子呈同心圆排列，分布在转子腔周侧；

超重力分离部，所述超重力分离部包括旋转组件和分离挡片，所述旋转组件包括旋转轴、轴套、限位件以及围绕所述旋转轴螺旋的螺旋离心片，所述分离挡片与所述螺旋离心片的外侧边沿贴合设置，所述分离挡片的表面形成多个孔道，所述孔道的孔径小于所述固液混合物料中的固体物料的直径，所述旋转轴转速为700-900rpm，所述螺旋离心片与所述轴套结合固定，所述轴套与所述旋转轴结合固定，所述限位件位于所述轴套两端，所述螺旋离心片与所述轴套为可拆卸连接，所述轴套通过所述限位件固定在所述旋转轴上，所述转子组件和所述螺旋离心片与同一旋转轴耦接。

2.根据权利要求1所述的超重力装置，其特征在于，所述分离挡片包括第一筒体、第二筒体和滤布，所述滤布位于第一筒体和第二筒体之间。

3.根据权利要求2所述的超重力装置，其特征在于，所述第一筒体和第二筒体同心设置，且第二筒体直径大于第一筒体直径。

4.根据权利要求2所述的超重力装置，其特征在于，所述第一筒体和第二筒体侧壁设置有多个通孔。

5.根据权利要求4所述的超重力装置，其特征在于，超重力混合部还包括分布器，所述分布器位于转子腔内，所述分布器入料口与混合物料管道连接。

6.根据权利要求1所述的超重力装置，其特征在于，还包括导流板，所述导流板一端与超重力装置内壁结合固定，另一端与分离挡片结合固定。

Images