CN115317958A - 一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油水分离相关技术领域，具体为一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置，包括若干间隔分布的聚结板，聚结板横截面和/或纵截面的上轮廓线为第一正弦曲线，下轮廓线为第二正弦曲线，第一正弦曲线的波高大于第二正弦曲线的波高，自基准面向波峰延伸的流道包括依次连接的浮升段、聚结段及逃逸段；本发明采用上下表面波高不同且周期一致的聚结板增加了油滴与板面碰撞聚结的几率，且在聚结板下表面的中间部位设有圆弧段，将相邻两个聚结板所形成的流道分为浮升段、聚结段及逃逸段，使油滴在浮升段加速上浮，通过聚结段增加小油滴停留时间便于其聚结变大，接着由逃逸段通过逃逸孔稳定上浮，实现油水分离，该装置占地面积小，分离效率高。

Description

一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置
技术领域
本发明涉及油水分离相关技术领域，具体为一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置。
背景技术
目前我国大多数油田已进入了开采的中后期，油田含水率逐步提高，必然导致含油污水量增加，产生大量的含油污水，不仅会污染环境，同时会造成资源浪费。为解决上述问题需要进一步提高油田污水处理设备的处理效率。
油田处理设备中处理含油污水的方法主要为物理法，物理法环保、节省成本，化学法会对采出液产生二次污染。优化油水分离器设备变得越来越重要，而聚结分离器处理量大、分离效率高等优点在油田水处理过程中被广泛使用。聚结板是聚结分离器的核心构件，也是聚结分离器研究的热点。油水混合液通过聚结板组成的流道时，混合液中的不同组分因其浮力差异而进行各自的流动，油相与聚结板碰撞和黏附，然后板上聚结，小油滴不断聚结成大油滴，进而从水相中分离出来。近些年来，波纹板聚结板由于其流道复杂聚结效率高、生产成本低、占地面积小等优点，受到各大企业的关注，市场需求大。
常用的波纹聚结板有单向波纹聚结板，双锥平行液-液聚结板等。现有的这些波纹聚结板，板通常上下表面均采用相同曲线，流道区域间距不变化，从而导致油滴与板碰撞概率低，油滴在表面浮升时速度较快，在板表面停留时间短，不易聚结。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有的波纹聚结板上下表面均采用相同曲线，流道区域间距不变化，从而导致油滴与板碰撞概率低，油滴在表面浮升时速度较快，在板表面停留时间短，不易聚结的问题，现提供一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置，包括若干沿竖直方向间隔分布的聚结板，每块聚结板均水平放置，且每块聚结板均为双维弦波形状，其纵向横向均为正弦波曲线，增加了油滴与板碰撞聚结的几率，聚结板横截面和/或纵截面的上轮廓线为第一正弦曲线，下轮廓线为第二正弦曲线，第一正弦曲线的波高大于第二正弦曲线的波高，第一正弦曲线的周期等于第二正弦曲线的周期，每块聚结板的波峰位置开设有逃逸孔，波谷位置开设有排污孔，若干聚结板的逃逸孔及排污孔分别一一对应；
相邻聚结板之间形成有供液体通过的波形流道，聚结板不同波高的上下表面形成了变距流道，增加了油滴与板碰撞聚结的几率，波形流道两端设有进液口及出液口，油水混合物从进液口流入，通过波形流道，油滴聚结由小变大后从逃逸孔上浮，杂质从底部排污孔排出，水从出液口流出最终实现油水分离。
进液口及出液口位于所对应流道的波峰及波谷的中间位置，进液口沿水平方向延伸形成有基准面，沿液体流动方向自基准面向波峰延伸的流道宽度因流道上表面曲线的波高小于流道下表面曲线的波高，使得流道宽度逐渐减小，且正弦波形的流道坡度逐渐变缓，该流道包括依次连接的浮升段、聚结段及逃逸段，所述浮升段与逃逸段的截面的上轮廓线为正弦曲线，所述截面的上轮廓线为向上凸出的圆弧线，油滴在浮升段加速上浮，通过聚结段的圆弧形状增加小油滴停留时间便于其聚结变大，接着由逃逸段通过逃逸孔稳定上浮。
上述技术方案采用上下表面波高不同且周期一致的聚结板增加了油滴与板面碰撞聚结的几率，且在聚结板下表面的中间部位设有圆弧段，将相邻两个聚结板所形成的流道分为浮升段、聚结段及逃逸段，使油滴在浮升段加速上浮，通过聚结段增加小油滴停留时间便于其聚结变大，接着由逃逸段通过逃逸孔稳定上浮，实现油水分离，该装置占地面积小，分离效率高。
进一步的，所述逃逸孔的截面积自下而上先逐渐减小再逐渐增大。
进一步的，所述逃逸孔为回转体，其母线为位于聚结板下轮廓线上的第一圆弧段、上轮廓线上的第二圆弧段及连接第一圆弧段及第二圆弧段的第三圆弧段，所述第一圆弧段的曲率小于第二圆弧段的曲率，第一圆弧段的弧长大于第二圆弧段的弧长，现有技术中在波峰处开孔多为竖直向下切孔，聚结板上下表面与开孔孔壁连接处近乎为直角，聚结的油滴在通过孔时易破碎，从而导致油水分离效率降低而圆弧结构表面平滑，可减少油滴破裂的情况。
进一步的，相邻两个聚结板的间距可针对不同的污水量来进行调节，从而可提高污水的处理效率。
进一步的，每个聚结板均固定在一方形框架内部，所述框架上对称开设有若干安装孔，若干框架上相对应的安装孔内插设有螺纹支撑架，每个安装孔的上表面及下表面均设有与螺纹支撑架螺纹连接的螺母，通过旋动螺母，可调节每个聚结板的高度，从而调节相邻两个聚结板之间的间距来进行不同污水量的处理。
进一步的，所述聚结板的横向延伸长度及纵向延伸长度均大于4.5个波长，且波长小于200mm，可提高油水分离效果。
进一步的，所述框架包括首尾相接的四块安装板，所述聚结板沿其纵向延伸的每个周期所对应的安装板上各开设有至少一个安装孔，从而使聚结板安装结构更为稳定。
进一步的，所述浮升段、聚结段及逃逸段在水平方向的延伸距离相等。
本发明的有益效果是：本发明采用上下表面波高不同且周期一致的聚结板增加了油滴与板面碰撞聚结的几率，且在聚结板下表面的中间部位设有圆弧段，将相邻两个聚结板所形成的流道分为浮升段、聚结段及逃逸段，使油滴在浮升段加速上浮，通过聚结段增加小油滴停留时间便于其聚结变大，接着由逃逸段通过逃逸孔稳定上浮，实现油水分离，该装置占地面积小，分离效率高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的三维示意图；
图2是图1中A部分的局部放大图；
图3是聚结板的三维示意图；
图4是聚结板的俯视图；
图5是本发明的原理图；
图6是本发明浮升段、聚结段及逃逸段的示意图；
图7是图5中B部分的局部放大图。
图中：
1、聚结板；101、逃逸孔；1011、第一圆弧段；1012、第二圆弧段；1013、第三圆弧段；102、排污孔；103、第一正弦曲线；104、第二正弦曲线；1041、圆弧线；2、流道；201、浮升段；202、聚结段；203、逃逸段；204、进液口；205、出液口；206、基准面；3、框架；301、安装孔；4、支撑架；5、螺母。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
实施例一：
如图1-图7所示，本发明是一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置，包括若干沿竖直方向间隔分布的聚结板1，每块聚结板1均水平放置，相邻聚结板1之间形成有供液体通过的流道2，且每块聚结板1均为双维弦波形状，其纵向横向均为正弦波曲线，因此增加了油滴与板碰撞聚结的几率，聚结板1的横向延伸长度及纵向延伸长度均大于4.5个波长，且波长小于200mm。每块聚结板1的波峰位置开设有逃逸孔101，波谷位置开设有排污孔102，若干聚结板1的逃逸孔101及排污孔102分别一一对应，相邻两个聚结板1上的若干逃逸孔101分别一一对应，且位于上方的聚结板1上的逃逸孔101和与其对应的位于下方的聚结板1上的逃逸孔101正对，相邻两个聚结板1上的若干排污孔102分别一一对应，且位于上方的聚结板1上的排污孔102和与其对应的位于下方的聚结板1上的排污孔102正对，逃逸孔101与排污孔102孔径均小于15mm。
聚结板1横截面和/或纵截面的上轮廓线为第一正弦曲线103，下轮廓线为第二正弦曲线104，第一正弦曲线103的波高大于第二正弦曲线104的波高，第一正弦曲线103的周期等于第二正弦曲线104的周期，聚结板1不同波高的上下表面形成了变距流道2，增加了油滴与板碰撞聚结的几率，波形流道2两端设有进液口204及出液口205，油水混合物从进液口204流入，通过波形流道2，油滴聚结由小变大后从逃逸孔101上浮，杂质从底部排污孔102排出，水从出液口205流出最终实现油水分离。
进液口204及出液口205位于所对应流道2的波峰和波谷的中间位置，进液口204沿水平方形延伸形成有基准面206，沿液体流动方向自基准面206向波峰延伸的流道2宽度因流道2上表面曲线(即为聚结板1的下表面)的波高小于流道2下表面曲线(即为聚结板1的上表面)的波高，使得流道2宽度逐渐减小，且正弦波形的流道2坡度逐渐变缓，该流道2包括依次连接的浮升段201、聚结段202及逃逸段203，所述浮升段201、聚结段202及逃逸段203在水平方向的延伸距离相等。所述浮升段201与逃逸段203的截面的上轮廓线为正弦曲线，并属于第二正弦曲线104的一部分，所述聚结段202截面的上轮廓线为向上凸出的圆弧线1041，该圆弧线1041相对第二正弦曲线104向上凸出；油滴在浮升段201加速上浮，通过聚结段202的圆弧形状增加小油滴停留时间便于其聚结变大，接着由逃逸段203通过逃逸孔101稳定上浮。
所述逃逸孔101的截面积自下而上先逐渐减小再逐渐增大，逃逸孔101为回转体，其母线为位于聚结板1下轮廓线上的第一圆弧段1011、上轮廓线上的第二圆弧段1012及连接第一圆弧段1011及第二圆弧段1012的第三圆弧段1013，所述第一圆弧段1011的曲率小于第二圆弧段1012的曲率，第一圆弧段1011的弧长大于第二圆弧段1012的弧长，现有技术中在波峰处开孔多为竖直向下切孔，聚结板1上下表面与开孔孔壁连接处近乎为直角，聚结的油滴在通过孔时易破碎，从而导致油水分离效率降低而圆弧结构表面平滑，可减少油滴破裂的情况。
相邻两个聚结板1的间距可调节，每个聚结板1均固定在一方形框架3内部，框架3上对称开设有若干安装孔301，若干框架3上相对应的安装孔301内插设有螺纹支撑架4，每个安装孔301的上表面及下表面均设有与螺纹支撑架4螺纹连接的螺母5，通过旋动螺母5，可调节每个聚结板1的高度，从而调节相邻两个聚结板1之间的间距来进行不同污水量的处理，提高污水的处理效率。
所述框架3包括首尾相接的四块安装板，其中两块安装板与聚结板1纵向固定，另两块安装板与聚结板1横向固定，为了不影响油水混合物的进入，支撑架4沿聚结板1的纵向分布，聚结板1沿纵向延伸的每个周期所对应的安装板上各开设有至少一个安装孔301，即聚结板1纵向上的每个波长范围内都在两块对称的安装板上各开设有至少一个安装孔301，从而使聚结板1安装结构更为稳定。
本发明的工作原理及使用流程：
油水混合物从进液口204进入流道2，依次通过浮升段201、聚结段202及逃逸段203，油滴在浮升段201加速上浮，通过聚结段202的圆弧形状增加小油滴停留时间便于其聚结变大，接着由逃逸段203通过逃逸孔101稳定上浮，杂质由波谷的排污孔102排出，水从出液口205流出，实现油水分离，通过旋动螺母5，可调节每个聚结板1的高度，从而调节相邻两个聚结板1之间的间距即流道2的宽度来进行不同污水量的处理，提高污水的处理效率。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置，其特征在于：包括若干沿竖直方向间隔分布的聚结板(1)，所述聚结板(1)横截面和/或纵截面的上轮廓线为第一正弦曲线(103)，下轮廓线为第二正弦曲线(104)，第一正弦曲线(103)的波高大于第二正弦曲线(104)的波高，第一正弦曲线(103)的周期等于第二正弦曲线(104)的周期，每块聚结板(1)的波峰位置均开设有逃逸孔(101)，波谷位置均开设有排污孔(102)，若干聚结板(1)的逃逸孔(101)及排污孔(102)分别一一对应；
相邻聚结板(1)之间形成有供液体通过的波形流道(2)，波形流道(2)两端设有进液口(204)及出液口(205)，且进液口(204)位于对应流道(2)的波峰和波谷的中间位置，进液口(204)沿水平方向延伸形成有基准面(206)，沿液体流动方向自基准面(206)向波峰延伸的流道(2)包括依次连接的浮升段(201)、聚结段(202)及逃逸段(203)，所述浮升段(201)与逃逸段(203)截面的上轮廓线为正弦曲线，所述聚结段(202)截面的上轮廓线为向上凸出的圆弧线(1041)。
2.根据权利要求1所述的一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置，其特征在于：所述逃逸孔(101)的截面积自下而上先逐渐减小再逐渐增大。
3.根据权利要求2所述的一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置，其特征在于：所述逃逸孔(101)为回转体，其母线为位于聚结板(1)下轮廓线上的第一圆弧段(1011)、上轮廓线上的第二圆弧段(1012)及连接第一圆弧段(1011)及第二圆弧段(1012)的第三圆弧段(1013)，所述第一圆弧段(1011)的曲率小于第二圆弧段(1012)的曲率，第一圆弧段(1011)的弧长大于第二圆弧段(1012)的弧长。
4.根据权利要求1所述的一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置，其特征在于：相邻两个聚结板(1)之间的间距可调节。
5.根据权利要求4所述的一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置，其特征在于：每个聚结板(1)均固定在一方形框架(3)内部，所述框架(3)上对称开设有若干安装孔(301)，若干框架(3)上相对应的安装孔(301)内插设有螺纹支撑架(4)，每个安装孔(301)的上表面及下表面均设有与支撑架(4)螺纹连接的螺母(5)。
6.根据权利要求1所述的一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置，其特征在于：所述聚结板(1)的横向延伸长度及纵向延伸长度均大于4.5个波长，且波长小于200mm。
7.根据权利要求5所述的一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置，其特征在于：所述框架(3)包括首尾相接的四块安装板，所述聚结板(1)沿纵向延伸的每个周期所对应的安装板上各开设有至少一个安装孔(301)。
8.根据权利要求1所述的一种三段式油水分离双维弦波聚结板组装置，其特征在于：所述浮升段(201)、聚结段(202)及逃逸段(203)在水平方向的延伸距离相等。
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