CN115463454B - 一种带进料器的沉降分离罐 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油化工生产、生物能源、特别涉及废矿物油等资源再生设备技术领域，具体涉及一种带进料器的沉降分离罐，包括卧式布置的罐体，罐体内设有溢流挡板，将罐体的内腔分隔出顶部连通的第一沉降腔室和第二沉降腔室，第一沉降腔室设有进料器，第一沉降腔室的底部设有重相出口；第二沉降腔室的底部设有轻相出口；罐体的顶部设有气相排放口；进料器包括插入第一沉降腔室的入料管体，入料管体包括插入液下的下管段和位于液位上方的上管段，上管段沿长度方向设有呈舌形的多个气相出口，各个气相出口的顶部设有朝上管段内部延伸并向下倾斜的挡液板。进料后气体因向上流动从气相出口逸出，可缩小分离罐的规格或相同规格下大幅提高分离效率，减少设备成本。
Description
技术领域
本发明涉及资源再生设备技术领域，具体涉及石油化工生产、生物能源、废油资源再生生产设备，特别是废矿物油等资源再生生产过程的油、水及气相、液相混合的分离设备，尤其涉及一种带进料器的沉降分离罐。
背景技术
在石油化工生产、生物能源、污水处理及废油资源再生生产等过程中，常常需要对汽、液相共存且密度、组分不同混合物进行分离，如废矿物油等资源再生生产过程蒸馏、蒸发后的油、水，油、气分离；环保中污水处理过程中蒸发、汽提后的油、污分离等。
混合物分离通常采用沉降方法，一般沉降分离设备采用分离罐。为避免静电产生，混合物的入口设置为插入液位下部方式或下部进入方式的液下进料。该方式进料后气体在罐体内因向上流动逸出对液体的沉降段产生搅动，而混合物因物料组成的差异（特别是废油再生的原料组成差异极大）且工况（温度、压力）等不同，致使其进料时气体量有时很大，对液体产生严重搅动致使油、水不能有效地沉降分离而需设置多级分离罐（段），增大了成本。由上可知，现有技术的进料器在进料时避免静电、以及液下进料避免搅动这两方面难以两全其美。
发明内容
针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种带进料器的沉降分离罐。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
提供一种带进料器的沉降分离罐，包括卧式布置的罐体，所述罐体内设有溢流挡板，从而将所述罐体的内腔分隔出顶部相互连通的第一沉降腔室和第二沉降腔室，所述第一沉降腔室设有进料器，所述第一沉降腔室的底部设有重相出口；所述第二沉降腔室的底部设有轻相出口；所述罐体的顶部设有气相排放口；
所述进料器包括从罐体顶部竖向插入第一沉降腔室的入料管体，入料管体包括插入液下的下管段和位于液位上方的上管段，所述上管段沿长度方向设有呈舌形的多个气相出口，各个所述气相出口的顶部设有朝所述上管段内部延伸并向下倾斜的挡液板。
作为进一步方案，所述第二沉降腔室的底部设有二次沉降罐，二次沉降罐的底部亦设有重相出口。
作为进一步方案，多个所述气相出口分布在所述上管段的相对的两侧部。
作为进一步方案，相对的两个气相出口相互对齐布置或错位布置。
作为进一步方案，所述气相出口的高度H与宽度L比例为1:2~3。
作为进一步方案，所述挡液板与所述上管段的管壁之间的夹角M为15º~40º。
作为进一步方案，所述挡液板的倾斜角度以及所述气相出口的数量满足：多个所述挡液板与所述入料管体内壁围成的气体出口的总面积不小于所述入料管体的径向截面面积；多个所述挡液板与所述入料管体内壁围成的气体出口的总面积等于所述入料管体的径向截面面积前提下，所述夹角M趋向15°。
作为进一步方案，所述入料管体的下端部设有用于将其固定的支撑模块。
作为进一步方案，所述支撑模块与入料管体焊接固定或通过螺栓连接。
作为进一步方案，所述入料管体与罐体的进口管之间焊接或通过设置法兰连接。
本发明的一种带进料器的沉降分离罐，使用时入料管体的上端与外围的物料进口管连接，原料混合物中的气液相进入到入料管体，液相中的油、水在第一沉降腔室进行沉降，其中作为重相的水和作为轻相的油沉降分层，底部的水相从重相出口排出，而上部的油相则从溢流挡板的顶部溢到第二沉降腔室，从轻相出口排出，实现轻重相的沉降分离。
其中原料混合物中包含大量的气相，进料后气体因进料器下部的液封作用从入料管体的气相出口逸出，进入到罐体的顶部，进而从气相排放口排出。进料器在满足原来进料的基本需求基础上，兼具有效分离原料混合物中的气液相功能，无需在前端额外设置气液分离罐。避免气体从入料管体下端逸出对液体产生严重搅动致使油水不能有效地沉降分离而需设置多级分离罐（段）。特别在废油再生生产等中小型生产装置，因原料组成差异极大、温度、压力等不同的工况下，可缩小分离罐的规格或相同规格下大幅提高分离效率，减少设备投资。与现有技术相比，在满足防止进料过程飞溅产生静电的情况下，能够避免大量气体进入沉降罐液相对油、水分离的扰动，大幅提高沉降效率。
附图说明
图1为实施例中的一种带进料器的沉降分离罐的结构示意图。
图2为实施例中的进料器的结构示意图。
图3为图2中A向视角的结构示意图。
图4为图2的B-B视角的结构示意图。
图5为图3中C处的放大示意图
附图标记：
入料管体1、气相出口11、挡液板12；
支撑模块2；
罐体3、溢流挡板4、第一沉降腔室5、第二沉降腔室6、重相出口7、轻相出口8、气相排放口9、二次沉降罐10、界位计开口31，液位计开口32。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。
本实施例的一种带进料器的沉降分离罐，如图1至图5所示，包括卧式布置的罐体3，所述罐体3内焊接固定有溢流挡板4，从而将所述罐体3的内腔分隔出顶部相互连通的第一沉降腔室5和第二沉降腔室6，所述第一沉降腔室5设有进料器，所述第一沉降腔室5的底部设有重相出口7，所述第二沉降腔室6的底部设有轻相出口8，所述罐体3的顶部设有气相排放口9。使用时进料器的上端与外围的物料进口管连接，原料混合物中的气液相进入入料管体1，液相中的油、水在第一沉降腔室5进行沉降，其中作为重相的水和作为轻相的油之间沉降分层，图1中的虚线Y则为油水界面示意，底部的水相从重相出口7排出，而上部的油相则从溢流挡板4的顶部溢到第二沉降腔室6，从轻相出口8排出，实现轻重相的沉降分离，图1中的虚线U则为油气界面示意。所述第二沉降腔室6的底部设有二次沉降罐10，二次沉降罐10的底部亦设有重相出口7，便于溢过来的油相进行二次沉降分离，此处同理存在油水界面Y。
所述进料器包括从罐体3顶部竖向插入第一沉降腔室5的入料管体1，入料管体1通过螺栓法兰或另外焊接来与罐体进料口连接，即进料器可以是独立的设备构件（法兰连接），也可以与分离罐结合为一体（焊接）。入料管体1包括插入液下的下管段和位于液位上方的上管段，由此可以理解的是入料管体1向下越过溢流挡板4，溢流挡板4上端横向对齐的界面即为上管段和下管段的分界线。所述上管段沿长度方向设有呈舌形的多个气相出口11，各个所述气相出口11的顶部设有朝所述上管段内部延伸并向下倾斜的挡液板12。使用时入料管体1的上端通过焊接或螺栓来与外围的物料进口管连接，原料混合物中的气液相进入入料管体1，实际中混合物中的气相体积占比往往大于80%，如果没有气相出口11则气相全部从入料管体1的下端排出，导致分离罐中沉降的液相搅动。而本实施例在入料管体1设置了气相出口11，原料混合物中气相因自身浮力而不断向上涌，从气相出口11排出，而液相则因重力而从入料管体1下端排出进入罐体3沉降。结合挡板能够避免大量液相从气相出口11排出，即使少量液相从气相出口11排出也会沿着入料管体1外壁落下，不会造成负面影响。
采用插入液位下部方式进料，进料后气体因进料器下部的液封作用从气相出口11逸出，在满足原来进料的基本需求基础上，兼具有效分离原料混合物中的气液相功能，无需在前端额外设置气液分离罐。避免气体从入料管体1下端逸出对液体产生严重搅动致使油水不能有效地沉降分离而需设置多级分离罐（段）。特别在废油再生生产等中小型生产装置，因原料组成差异极大、温度、压力等不同的工况下，可缩小分离罐的规格或相同规格下大幅提高分离效率，减少设备投资。与现有技术相比，在满足防止进料过程飞溅产生静电的情况下，能够避免大量气体进入沉降罐液相对油、水分离的扰动，大幅提高沉降效率，油、水沉降分离效率提高三倍以上，优化了设备结构，降低了设备投资。进料器的结构科学、合理、易于实施，可对现有的入料管体1改造实现优化。
本实施例中，多个气相出口11分布在上管段的相对的两侧部，相对的两个气相出口11相互对齐布置或错位布置，对于小管径的进料适用错位布置的方式。
本实施例中，气相出口11的高度H与宽度L比例为1:2~3，挡液板12与上管段的管壁之间夹角M为15º~40º，优选25°~35°易于加工，可保证液体不会从气相通道流出或溅出。根据实际工艺要求，优选的：挡液板12的倾斜角度以及气相出口11的数量满足：多个挡液板12与入料管体1内壁围成的气体出口的总面积不小于入料管体1的径向截面面积，最优选的方案是等于，如果小于则影响气相排出效果，过大则液相可能溢出。
本实施例中，入料管体1的下端部设有用于将其固定的支撑模块2，防止入料管体1震动、晃动。支撑模块2、入料管体1和罐体3内壁之间焊接固定或通过螺栓连接。
在罐体3设置界位计开口31和液位计开口32，通过插入的界面计控制适宜的两相界面，使界面上方的油经溢流挡板4后溢流到第二沉降腔室6，通过插入的液面计控制适宜的停留分离时间进一步分离油中的微量水达到小于0.2%后，通过轻相出口8抽出；界面下方的水沉降分离后达到含油小于200mg/m3通过重相出口7排出。
在实际应用例中，不同规格的进料器适应不同负荷、工况的工作要求。
应用例一：废润滑油再生的8（万吨/年）废油蒸馏过程中，初馏塔（闪蒸塔）含水、水蒸气及轻质油、裂解瓦斯气从塔顶馏出进入分离罐。原入料管体1直接插入分离罐底部。因气体从下向上的流动扰动了油、水的沉降，使其无法实现有效分离。通过技术改进，采用新型进料器后，气体从进料器上部通道逸出，不再对油、水沉降段扰动。在原物料条件及工况下达到了重相（水）排出含油小于200 mg/m3及轻相（油）含水小于0.2%的分离要求。
应用例二：40（万吨/年）废油（洗舱油、沥青油）装置中，其闪蒸塔顶分离罐设计中按本申请的技术思路配置了进料器，经设计后期分离器容积为16 m3即可满足重相（水）排出含油小于200 mg/m3及轻相（油）含水小于0.2%的分离要求。与使用原进料器8～10（万吨/年）的闪蒸塔顶分离罐大小基本相同，大幅提高了分离罐的分离效率，减少了设备投资。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种带进料器的沉降分离罐，其特征是：包括卧式布置的罐体，所述罐体内设有溢流挡板，从而将所述罐体的内腔分隔出顶部相互连通的第一沉降腔室和第二沉降腔室，所述第一沉降腔室设有进料器，所述第一沉降腔室的底部设有重相出口；所述第二沉降腔室的底部设有轻相出口；所述罐体的顶部设有气相排放口；
所述进料器包括从罐体顶部竖向插入第一沉降腔室的入料管体，入料管体包括插入液下的下管段和位于液位上方的上管段，所述上管段沿长度方向设有呈舌形的多个气相出口，各个所述气相出口的顶部设有朝所述上管段内部延伸并向下倾斜的挡液板；
所述气相出口的高度H与宽度L比例为1:2~3；所述挡液板与所述上管段的管壁之间的夹角M为15º~40º；所述挡液板的倾斜角度以及所述气相出口的数量满足：多个所述挡液板与所述入料管体内壁围成的气体出口的总面积不小于所述入料管体的径向截面面积。
2.根据权利要求1所述的一种带进料器的沉降分离罐，其特征是：所述第二沉降腔室的底部设有二次沉降罐，二次沉降罐的底部亦设有重相出口。
3.根据权利要求1所述的一种带进料器的沉降分离罐，其特征是：多个所述气相出口分布在所述上管段的相对的两侧部。
4.根据权利要求3所述的一种带进料器的沉降分离罐，其特征是：相对的两个气相出口相互对齐布置或错位布置。
5.根据权利要求1所述的一种带进料器的沉降分离罐，其特征是：多个所述挡液板与所述入料管体内壁围成的气体出口的总面积等于所述入料管体的径向截面面积前提下，所述夹角M趋向15°。
6.根据权利要求1所述的一种带进料器的沉降分离罐，其特征是：所述入料管体的下端部设有用于将其固定的支撑模块。
7.根据权利要求6所述的一种带进料器的沉降分离罐，其特征是：所述支撑模块与入料管体焊接固定或通过螺栓连接。
8.根据权利要求1所述的一种带进料器的沉降分离罐，其特征是：所述入料管体与罐体的进口管之间焊接或通过设置法兰连接。
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