CN116217021A - 一种气旋式含油污泥处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气旋式含油污泥处理设备，包括分离筒体（100），分离筒体（100）内腔由上至下依次设置旋转射流机构（10）、振动筛分机构（20）与气旋分离机构（30）；旋转射流机构（10）包括射流头（11）与旋转叶片（12）；振动筛分机构（20）包括固定基座（21）、弹簧（22）、过滤筛（23）与锯齿结构（24）；气旋分离机构（30）包括旋流筒体（31）与喷射气管（32）。该处理设备能够用于少量、分散的含油污泥处理，移动方便；同时，该处理设备通过气旋产生搅拌离心力，不会出现搅拌设备与砂石之间反复、频繁摩擦而加速设备老化、降低设备使用功能的问题。

Description

一种气旋式含油污泥处理设备

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种气旋式含油污泥处理设备。

背景技术

含油污泥，即在原油开采、石油炼制与运输以及污水处理过程中伴随产生的含油固体污染物，其具有化学性质稳定、成分复杂多变、含油量高、处理难度大等问题。含油污泥若不加以处理，一是占用大量耕地面积、降低土地利用率，二是易污染周围土壤、水质以及空气，产生大量病原菌、破坏生态平衡。

目前，常见的含油污泥包括溶剂萃取法、焚烧法、热解法、搅拌离心分离等，溶剂萃取法采用大量溶剂进行萃取、浪费物料成本；焚烧法一是未回收污泥中的原油、造成资源浪费，二是焚烧易产生污染气体、造成环境污染；热解法同样易产生各种成分的气体、造成环境污染，同时热解法会消耗大量能源用以持续产生高温、提升处理成本。搅拌离心分离虽然能够有效将污泥中的砂石离心分离出来，但现有的搅拌离心分离装置无法有效分离油和水，需要后续继续进行分离，分离工艺繁琐、耗时长；同时，现有的搅拌离心分离设备通常采用旋转叶片产生离心力，搅拌过程中，污泥中的大颗粒砂石会与旋转叶片或搅拌桨产生频繁的摩擦，造成旋转叶片或搅拌桨严重磨损、老化，影响搅拌离心效率、降低设备的使用寿命。

此外，现有的污泥处理设备大多用于大型含油污泥处理厂，其成本高、占地面积大、移动不便，不适用于少量、分散的含油污泥处理。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种气旋式含油污泥处理设备，该处理设备能够用于少量、分散的含油污泥处理，移动方便；同时，该处理设备通过气旋产生搅拌离心力，不会出现搅拌设备与砂石之间反复、频繁摩擦而加速设备老化、降低设备使用功能的问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种气旋式含油污泥处理设备，其特征在于：包括分离筒体，分离筒体端面设置带有进料口的盖板；分离筒体内腔由上至下依次设置旋转射流机构、振动筛分机构与气旋分离机构；旋转射流机构包括射流头与旋转叶片，旋转叶片与射流头同轴设置且转动连接；振动筛分机构包括固定基座、弹簧、过滤筛与锯齿结构，固定基座设置在分离筒体内壁且固定基座横截面为环形结构，固定基座端面为斜面结构且通过多根弹簧连接过滤筛，过滤筛端面均匀设置锯齿结构；气旋分离机构包括旋流筒体与喷射气管，旋流筒体设置在分离筒体内壁且旋流筒体内壁设置多根喷射气管，喷射气管绕旋流筒体轴线均匀分布为多列结构。

作进一步优化，所述射流头为喇叭状结构且射流头倾斜设置，射流头的倾斜方向与过滤筛（即固定基座端面）的倾斜方向一致且射流头的倾斜角度大于过滤筛的倾斜角度；射流头喇叭状结构的大直径端面且绕其轴线均匀开设多个与射流头空腔连通的射流孔；旋转叶片通过转轴与射流头喇叭状结构的大直径端面转动连接且旋转叶片相对于射流头喇叭状结构的大直径端面具有一定的倾斜角度。

作进一步优化，所述分离筒体侧壁且位于过滤筛最低端的上侧开设出渣口，用于排出经过滤筛过滤后的较大颗粒砂石。

作进一步优化，所述分离筒体内壁且位于出渣口上侧设置收集挡板，收集挡板远离分离筒体内壁的一侧与倾斜的过滤筛形成间隙。

优选的，所述收集挡板底面与水平面形成1°～3°的夹角。

作进一步优化，所述分离筒体侧壁且位于固定基座与旋流筒体之间开设溢流口。

作进一步优化，所述旋流筒体内开设环形的承压空腔且喷射气管远离旋流筒体中轴线的一端与承压空腔连通，喷射气管远离承压空腔的一端端部封闭且喷射气管位于旋流筒体内壁的一侧侧面开设喷射侧孔；同一水平面上的喷射气管的喷射侧孔环形阵列分布（即沿同一旋转方向分布）。

优选的，所述喷射气管绕旋流筒体轴线均匀分布为两列或三列结构，且每列喷射气管的数量为3～8根。

作进一步优化，所述旋流筒体内壁固定设置间断式分布的螺旋状导流片，且导流片与喷射气管异位。

作进一步优化，所述分离筒体侧壁且位于旋流筒体下侧开设泥沙口。

作进一步优化，所述含油污泥处理设备还包括机架、空压机及循环泵，分离筒体固定设置在机架上端面且机架固定设置空压机与循环泵，空压机的排气端固定连接排气管且排气管贯穿分离筒体侧壁及旋流筒体的外侧侧壁后、与承压空腔连通；循环泵进水端设置吸水管，吸水管远离循环泵的一端贯穿分离筒体底面，循环泵出水端连接供水管且供水管与射流头连通。

优选的，所述空压机的进气端设置进气管其进气管上设置过滤网。

优选的，所述吸水管与分离筒体同轴设置，吸水管远离循环泵的一端高度小于旋流筒体的顶面高度且大于旋流筒体的底面高度。

本发明具有如下技术效果：

本申请通过射流头、旋转叶片、固定基座、弹簧、过滤筛与锯齿结构的配合，利用射流头产生间断性的喷射水流（即喷射水流撞击旋转叶片使其转动、同时转动的旋转叶片干扰喷射水流的路径，使其形成间断性的喷射水流），进而形成对过滤筛的周期性冲击、使其在弹簧作用下进行周期性震荡，在振动与水流的双重作用下，进入分离筒体的成块含油污泥被加速打散，形成小块状、甚至时流体滴状；同时，被过滤筛截留的大颗粒砂石由于周期性振动与倾斜设置的过滤筛被逐步引导，进行排出或截留收集。

本申请通过旋流筒体与喷射气管的配合，利用高速空气射流冲击含油污泥及工艺水的混合液、未采用搅拌桨或旋转叶片的设置，一是利用空气射流使得混合液形成离心旋转力、进而利用空气搅拌促进油-水-泥沙的分离；二是通过喷射气管充入的气体在液体中形成若干气泡、配和油脂较大的表面张力作用，利用气泡快速带动油脂上浮值混合液的表面，进而加速油-水的分离；三是避免泥沙中的颗粒物质与搅拌桨或旋转叶片产生反复摩擦，造成设备结构磨损、影响使用寿命。此外，本申请通过在旋流筒体内设置螺旋状的导流片，一方面是结合气流喷射的气旋方向、使得浑浊液在设备内部旋转、泥沙在离心力作用下贴壁运动，进而引导泥沙快速沉降至设备底部；另一方面是利用导流片及气流旋转离心力对打散后的小块状污泥进行进一步切割、进而保证油-水-泥沙的分离效率与效果。

本申请整个设备结构紧凑、体积小，能够进行车载移动，进而有效应对分散的、少量小的含油污泥处理，使用方便。

附图说明

图1为本发明实施例中含油污泥处理设备（无盖板）的整体结构示意图。

图2为本发明实施例中含油污泥处理设备（含盖板）的剖视图。

图3为本发明实施例中含油污泥处理设备（无盖板）的俯视图。

图4为本发明实施例中含油污泥处理设备的振动筛分机构的结构示意图。

图5为本发明实施例中含油污泥处理设备的振动筛分机构的正视图。

图6为本发明实施例中含油污泥处理设备的气旋分离机构的剖视图。

图7为图6中A的局部放大图。

其中，100、分离筒体；101、进料口；102、盖板；103、出渣口；104、收集挡板；105、溢流口；106、泥沙口；10、旋转射流机构；11、射流头；12、旋转叶片；20、振动筛分机构；21、固定基座；22、弹簧；23、过滤筛；24、锯齿结构；30、气旋分离机构；31、旋流筒体；311、承压空腔；312、导流片；32、喷射气管；320、喷射侧孔；200、机架；300、空压机；301、排气管；302、过滤网；400、循环泵；401、吸水管；402、供水管。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。

实施例

如图1～7所示：一种气旋式含油污泥处理设备，其特征在于：包括分离筒体100、机架200、空压机300及循环泵400，分离筒体100固定设置在机架200上端面且机架200（内部）固定设置空压机300与循环泵400（如图1或图2所示）。分离筒体100端面设置带有进料口101的盖板102（如图2所示）；分离筒体100内腔由上至下依次设置旋转射流机构10、振动筛分机构20与气旋分离机构30。

旋转射流机构10包括射流头11与旋转叶片12，旋转叶片12与射流头11同轴设置且转动连接；射流头11为喇叭状结构（如图2所示，射流头11为由远离振动筛分机构20向靠近、直径逐渐增大的喇叭状结构）且射流头11倾斜设置（且射流头11中轴线与水平面之间的角度为M，M取值为35°～45°之间）；射流头11喇叭状结构的大直径端面（如图2所示，即靠近振动筛分机构20一端的端面）且绕其轴线均匀开设多个与射流头11空腔连通的射流孔；旋转叶片12通过转轴与射流头11喇叭状结构的大直径端面转动连接（即转轴同轴设置在射流头11的大直径端面转动连接、转轴外壁固定套接旋转叶片12）且旋转叶片12相对于射流头11喇叭状结构的大直径端面具有一定的倾斜角度（即旋转叶片12的平面与射流头 11的大直径大面不平行且不垂直，倾斜角度可为15°～35°）。

振动筛分机构20包括固定基座21、弹簧22、过滤筛23与锯齿结构24，固定基座21设置在分离筒体100内壁且固定基座21横截面为环形结构（即固定基座21中部开设通孔），固定基座21端面为斜面结构（如图2、图4、图5所示：固定基座21端面与水平面之间的角度为N，N取值为10°～20°之间）且通过多根弹簧22连接过滤筛23（弹簧22的长度一致，则过滤筛23也以角度N进行倾斜，如图5所示：即过滤筛23平面与固定基座21端面平行），过滤筛23端面均匀设置锯齿结构24（即锯齿结构24以过滤筛23远离固定基座21一侧的侧面的丝网条为支撑棱进行设置，如图4所示：锯齿结构24为多条横向分布）；射流头11的倾斜方向与过滤筛23（即固定基座21端面）的倾斜方向一致且射流头11的倾斜角度大于过滤筛23的倾斜角度，确保射流头11中轴线与过滤筛23端面之间具有一定的角度（即M-N角度）。

分离筒体100侧壁且位于过滤筛23最低端的上侧开设出渣口103（如图2所示，即过滤筛23左端的分离筒体100侧壁），出渣口103也为倾斜设置、便于出料，用于排出经过滤筛23过滤后的较大颗粒砂石。分离筒体100内壁且位于出渣口103上侧设置收集挡板104（如图2、图3所示），收集挡板104远离分离筒体100内壁的一侧与倾斜的过滤筛23形成间隙（如图2所示，间隙的高度根据需要过滤的较大颗粒砂石以及出渣口103的直径进行设置，本领域技术人员能够理解）；收集挡板104底面与水平面形成1°～3°的夹角、优选2°。

气旋分离机构30包括旋流筒体31与喷射气管32，旋流筒体31（固定）设置在分离筒体100内壁且旋流筒体31内壁设置多根喷射气管32，喷射气管32绕旋流筒体31轴线均匀分布为多列结构（即喷射气管32在水平面为绕旋流筒体31轴线均匀分布、在竖直平面为沿同一竖直方向均匀分布的多根，本领域技术人员能够理解）。旋流筒体31内开设环形的承压空腔311且喷射气管32远离旋流筒体31中轴线的一端与承压空腔311连通，喷射气管32远离承压空腔311的一端端部封闭且喷射气管32位于旋流筒体31内壁的一侧侧面开设喷射侧孔320（从而通过喷射侧孔320对水流形成旋转的离心力）；同一水平面上的喷射气管32的喷射侧孔320环形阵列分布（即沿同一旋转方向分布）。喷射气管32绕旋流筒体31轴线均匀分布为两列或三列结构（优选两列，即在同一水平面的旋流筒体31内壁设置两根喷射气管32），且每列喷射气管32的数量为3～8根（本实施例中的同一列喷射气管32为4根，如图2、图6所示）。旋流筒体31内壁固定设置间断式分布的螺旋状导流片312（即各个导流片312位于同一螺旋线的旋转方向上），且导流片312与喷射气管32异位（即导流片312与喷射气管32之间均不相互干涉）。

分离筒体100侧壁且位于固定基座21与旋流筒体31之间开设溢流口105；分离筒体100侧壁且位于旋流筒体31下侧开设泥沙口106（如图1所示）。

空压机300的排气端固定连接排气管301且排气管301贯穿分离筒体100侧壁及旋流筒体31的外侧侧壁后、与承压空腔311连通，空压机300的进气端设置进气管其进气管上设置过滤网302。循环泵400进水端设置吸水管401，吸水管401远离循环泵400的一端贯穿分离筒体100底面，吸水管401与分离筒体100同轴设置，吸水管401远离循环泵400的一端高度小于旋流筒体31的顶面高度且大于旋流筒体31的底面高度（具体为小于旋流筒体31顶面高度的1～2cm即可）；循环泵400出水端连接供水管402且供水管402与射流头11（的空腔）连通；同时，循环泵400还连通外部储水箱，用于补水。

实施例

作为对本申请方案的进一步优化，在实施例1方案的基础上，为了避免进入分离筒体100内腔的含油污泥由出渣口103流出，出渣口103底面设置用于限制污泥流出的倾斜凸棱。

实施例

本实施例提供一种含油污泥处理的方法，采用如实施例1或实施例2的处理设备，其特征在于：

首先，向分离筒体100内腔灌注工艺水（即封闭泥沙口106且关闭空压机300与循环泵400，通过进料口101进行工艺水的灌注），使得工艺水液面超过旋流筒体31顶面且位于溢流口105下侧；

然后，首先启动空压机300，使其通过排气管301、承压空腔311与喷射气管32泵入高速气流，空气的喷出方向基本为旋流筒体31内壁的切线方向，因此喷出的高速气流带动工艺水做旋转运动、进而使得分离筒体100内腔底端形成离心的工艺水旋涡；

之后，启动循环泵400，循环泵400通过吸水管401吸入分离筒体100内腔的工艺水并通过供水管402、射流头11喷出，重新回到分离筒体100内腔；射流头11喷出工艺水时，冲击旋转叶片32促使其发生转动、同时转动的旋转叶片32易挡住射流孔而导致射流头11喷出的工艺水流为间断式的；间断式的工艺水打在过滤筛23表面、使得过滤筛23在弹簧22与水流的共同作用下形成周期性的微小振动；

最后，通过进料口101通入待处理的含油污泥，含油污泥被周期性振动的过滤筛23与锯齿结构24进行切割、从而将成块的污泥分割成较小块状或流体状，并被工艺水带动而落在过滤筛23下部的分离筒体100内腔；污泥中的大颗粒砂石被截留，并由于重力以及振动力的作用而沿过滤筛23的倾斜方向向下移动，中等颗粒的砂石通过出渣口103排出，大颗粒砂石运动至收集挡板104时，由于间隙有限、不会运动至出渣口103，而由于振动作用逐渐运动至收集挡板104被收集、从而避免大颗粒砂石堆积在出渣口103而造成出渣口103堵塞。经分割后的污泥由于工艺水旋涡而跟随进行离心旋转，从而完成小块状或流体状油污泥与工艺水充分混合；同时，高度的气流也会冲击小块状或流体状油污泥可以将其快速冲散，使得油成分与泥沙成分充分分离；此外，离心旋转的油污泥贴壁运动至导流片312时，也会被导流片312进行切割，进一步实现油成分与泥沙的分离。分离后，泥沙跟随工艺水做旋转运动，在导流片312的引导下、快速旋转沉降，最终位于旋流筒体31下侧、沉积，经泥沙口106排出；高速气流冲入工艺水后将形成大量气泡，油成分表面张力更大，更容易被气泡吸附，进而被快速带至工艺水上表面，加快了油、泥沙、工艺水的分离过程；而被带至表面的油成分持续旋转运动，并最终经溢流口105流出分离筒体100，完成收集。

整个处理装置实现油污泥的砂石分离、切割成块（或流动状）、工艺水旋转混合、高速气流冲击打散、高速气流加速混合、离心运动及导叶促进泥沙沉降、气泡带动油成分运动至表面等处理过程。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。

Claims (9)

1.一种气旋式含油污泥处理设备，其特征在于：包括分离筒体，分离筒体端面设置带有进料口的盖板；分离筒体内腔由上至下依次设置旋转射流机构、振动筛分机构与气旋分离机构；旋转射流机构包括射流头与旋转叶片，旋转叶片与射流头同轴设置且转动连接；振动筛分机构包括固定基座、弹簧、过滤筛与锯齿结构，固定基座设置在分离筒体内壁且固定基座横截面为环形结构，固定基座端面为斜面结构且通过多根弹簧连接过滤筛，过滤筛端面均匀设置锯齿结构；气旋分离机构包括旋流筒体与喷射气管，旋流筒体设置在分离筒体内壁且旋流筒体内壁设置多根喷射气管，喷射气管绕旋流筒体轴线均匀分布为多列结构。

2.根据权利要求1所述的一种气旋式含油污泥处理设备，其特征在于：所述射流头为喇叭状结构且射流头倾斜设置，射流头的倾斜方向与过滤筛的倾斜方向一致且射流头的倾斜角度大于过滤筛的倾斜角度；射流头喇叭状结构的大直径端面且绕其轴线均匀开设多个与射流头空腔连通的射流孔；旋转叶片通过转轴与射流头喇叭状结构的大直径端面转动连接且旋转叶片相对于射流头喇叭状结构的大直径端面具有一定的倾斜角度。

3.根据权利要求1或2所述的一种气旋分离的含油污泥处理设备，其特征在于：所述分离筒体侧壁且位于过滤筛最低端的上侧开设出渣口，用于排出经过滤筛过滤后的较大颗粒砂石。

4.根据权利要求1或3所述的一种气旋式含油污泥处理设备，其特征在于：所述分离筒体内壁且位于出渣口上侧设置收集挡板，收集挡板远离分离筒体内壁的一侧与倾斜的过滤筛形成间隙。

5.根据权利要求1或4所述的一种气旋式含油污泥处理设备，其特征在于：所述分离筒体侧壁且位于固定基座与旋流筒体之间开设溢流口。

6.根据权利要求5所述的一种气旋式含油污泥处理设备，其特征在于：所述旋流筒体内开设环形的承压空腔且喷射气管远离旋流筒体中轴线的一端与承压空腔连通，喷射气管远离承压空腔的一端端部封闭且喷射气管位于旋流筒体内壁的一侧侧面开设喷射侧孔；同一水平面上的喷射气管的喷射侧孔环形阵列分布。

7.根据权利要求6所述的一种气旋式含油污泥处理设备，其特征在于：所述旋流筒体内壁固定设置间断式分布的螺旋状导流片，且导流片与喷射气管异位。

8.根据权利要求1或7所述的一种气旋式含油污泥处理设备，其特征在于：所述分离筒体侧壁且位于旋流筒体下侧开设泥沙口。

9.根据权利要求8所述的一种气旋式含油污泥处理设备，其特征在于：所述含油污泥处理设备还包括机架、空压机及循环泵，分离筒体固定设置在机架上端面且机架固定设置空压机与循环泵，空压机的排气端固定连接排气管且排气管贯穿分离筒体侧壁及旋流筒体的外侧侧壁后、与承压空腔连通；循环泵进水端设置吸水管，吸水管远离循环泵的一端贯穿分离筒体底面，循环泵出水端连接供水管且供水管与射流头连通。

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