CN1299794C - 浮动环流收油器及环流分离方法 - Google Patents

Abstract

浮动环流收油器及环流分离方法，适用于石油勘探、采集、储运、加工及其它石化过程含油污水的就地处理；含油污水处理厂前处理，取代隔油、气浮及其它不同比重混合液体的分离和排除。集油箱、环管及进水管系均设在容器内，集油箱通过链条与环管相连，集油箱上集油环内设与出油管相连的集油斗；集油箱下的集油箱出水口与抽水设备相连；容器下设出水管；环管上均布环管浮筒和水射管，浮筒设在环管与进水管系连接处；进水管系与环管相连。环流分离方法是：油污水从进水口进入到进水管系中，使液面上的浮油流向集油箱、集油斗，经出油管排出；分离后的净水由出水管排出；出水口与外设抽水设备相连，组成循环回路，往复运动。具有节能，减少占地的优点。

Description

浮动环流收油器及环流分离方法

技术领域

本发明涉及一种浮动环流收油器及环流分离方法，尤其适用于石油勘探、采集、储运、加工及其它石化过程含油污水的就地处理；含油污水处理厂的前处理，取代隔油、气浮及其它不同比重混合液体的分离和排除。

背景技术

目前，国内现有技术中的污水除油技术均是以重力分离为主的处理流程，一般由调节、隔油、气浮等“老三套”过程组成。

在石油勘探、采集、储运、炼制及其它石化加工过程中含油污水收集、储存、排放过程中均存在不同用途的容器，包括罐、池。

调节罐或池是污水收集、调节设施，用以均衡流量、水质。需有较大的容积，有较长的停留时间；并且这类设施一般具备良好的重力分离条件，但由于缺乏必要的工艺及设备，大多数调节罐不能利用其分离功能，连油带水一起输送到下一级处理设施，增加隔油、气浮等后续工序的负担，造成资源和能源浪费。甚至于表面积油无法正常排出，影响正常调节功能，造成火灾隐患，也污染环境。

对于固定液位的容器，可采用刮油机械去除浮油，但对于浮动液位容器，目前还没有合适的处理设施。

为排出积油，现有技术中有以下几种方法：

1、采用憋高水位的办法从预设的固定溢流口或排油口排出，由于需憋高水位破坏正常的调节功能，因此影响后续工序的稳定工作；

2、还可以采用多层排出口，减少水位憋高，但由于液面浮动，油水界面位置无法确定，操作困难；

3、还有采用漂浮漏斗收油的设施，但由于水面巨大，浮油无移动动力，因此，效果有限。

为克服这些问题，多年来，国内外有关企业及技术人员做了大量的工作，大多数是走高效小型化的道路，推出了以聚结、水力旋流为代表的除油装置，均取得了一定成果。但由于其运行条件苛刻，能耗和运行成本较高，而难以推广，因此至今不能取代传统“老三套”的地位。

本发明针对上述存在的技术问题而提供一种利用调节罐的油水分离条件，能在同一设施内完成调节、均质、隔油、气浮等过程，实现均质调节一体化除油，简化污水除油流程，节约占地及投资，减少油气污染，符合环保要求的一种浮动环流收油器及环流分离方法。

发明内容

本发明针对上述存在的技术问题而提供一种能在同一设施内完成调节、均质、隔油、气浮等过程，实现均质调节除油一体化，并且可以简化污水除油流程的一种浮动环流收油器。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

集油箱4、环管9及进水管系6均设在容器16内，集油箱4通过链条与环管9相连，集油箱4和环管9的下部设有支撑杆8；集油箱4上部的集油环14内设有集油斗5；集油斗5与出油管1相连；集油箱4下部的集油箱出水口11经软管与外设的抽水设备相连；容器16的下部设有用于保证容器16内液体的最小储存、均质、沉淀和分离时间要求的出水管7；集油箱4的外侧面设有集油箱浮筒12；环管9上均布有环管浮筒13和水射管15，浮筒3设在环管9与进水管系6连接处；进水管系6与环管9相连；导向杆2垂直固定在容器16内壁上，环管9通过其定位支架沿导向杆2上的滑槽运动。

所述的出油管和集油环中设有伴热管。

所述的集油斗的顶端低于集油环。

所述的链条中间部分连接有空心管。

所述的出油管和进水管系为柔性管，为回转、摇壁结构。

所述的抽水设备为泵、水射器及其组成的循环回路。

所述的循环回路中可加入溶气设备、加药设备，以在系统中形成絮凝及实现气浮。

所述的浮筒、环管浮筒和集油箱浮筒为卧式、立式，可设若干个。

所述的水射管可设若干个。

一种利用浮动环流收油器进行环流分离的方法，它是由以下步骤构成：

(1)、打开进水阀，油污水从容器底部的进水口进入到进水管系中，由水表面浮动环管上的水射管切向出流，使容器内产生自由液面环流；即利用进水管系、浮动环管和切向出流管来实现表面进水、切向出流造成的沿壁面的围绕容器水面中心缓慢流动带；

(2)、使漂在液面的浮油流向集油箱，当油集积到一定厚度时，流向集油斗，再通过出油管排出；

(3)、集油箱中的油水分离后的净水由容器底部出水管排出；以此来实施不同比重液体分离和排除；出水口经软管与外设的抽水设备相连；由此组成的循环回路，使其不间断地进行往复运动；

(4)、收集上述第2步骤中的油进行浓缩。

本发明的特点是：

1、化难为易。本发明的进水经进水管系直接进入液面，利用重力分离原理，使浮油截留于水面；利用收集、储存、调节设施的大容量，大水面，实现重力分离。

这是一种化难为易的办法。以石化企业污水处理厂为例，规范要求有16-24小时容量的调节时间，因而，调节罐等容器的容量及表面积远远大于标准的沉淀池、隔油池，不言而喻，油水分离条件是优越的。

2、表面进水，底部出水。油水混合液直接进入容器液面层，并均匀分布于液面，使比重较轻的成分直接浮于水面，获得最小浮升距离，提高分离效率。同时，容器的出水在下部，整个水深即为一隔离带，确保出水质量。

3、浮动水位。调节动能自如，进水压力低，不需额外压力。收集、储存、调节设施的特点是进水水量变化大，出水要求相对稳定。因此，浮动环流除油技术维持浮动水位操作，保持调节容量，保证调节功能。即利用进水本身的初始能量，在罐内液面形成环流，从而推动浮油向中心移动。对于间歇进水，或水量变化大，经常性运行不经济的情况下，可以考虑间断运行收油器，即可以连续或间断收油，方便应用。

4、水质调节。一般水质调解设施的作用，除了调节水量外，还需要调节水质。这通过搅拌或分段配水来实现。环流除油技术利用出水循环实现均质操作和环流流态控制。利用中心集油箱收集及浓缩积油；利用储罐的巨大容量，均质，调节水质水量，同时使油水分离；因此，调节、均质和除油溶为一体，从而免除重复设置，节约投资及场地。

5、灵活配置。利用该技术研制的浮动环流收油器可以从浮动水面容器中排除积油；利用调节、均质罐，配合均质回流循环设施，可以实现循环除油——一罐清，取代隔油池；在这种“一罐清”的基础上，配合溶气设施，可实现一体化气浮——一罐净，达到理想的气浮处理效果。并且本发明无旋转部件，无机械动力，可靠，免维护；无固定大部件，安装及检修方便，不增加罐体或容器的负荷。

本发明的优点效果是：

1、可靠：从分离工艺上，由于其利用调节设施的巨大容量，近乎静止的液流状态最大限度地保证的工艺条件：流动速度、停留时间。工艺参数远远优于正常设计的隔油池，沉淀池。

巨大的调节容量可以抗拒水力及负荷冲击。无论其冲击大小，浮动水位允许调节罐最大限度地提蓄水量，保证稳定出流，化解冲击；表面进水技术，使得超常含油负荷液流总是浮于水面，与出口隔离，不干扰出水质量，而其它溶解性负荷如COD等则与整个罐容均混，保证均质作用，使下道工序免受冲击。

利用调节罐或池的油水分离条件，将调节、均质、隔油、气浮等过程在同一设施内完成，实现均质调节除油一体化，简化污水除油流程，节省投资40％，减少占地50％；具有设施简单、牢固，无电源，无转动部件，安全可靠的优点。

2、节省资金：利用本发明浮动环流收油器直接用作除油处理，省去了隔油池、气浮池，集调节、均质、隔油、气浮于一身，因此节省资金。

3、节能：多功能一体化，缩短流程，减少级间提升、分配，水力损失少了，自然节能。如与“水力旋流”比较，节能更显著。旋流需要较高压力，一般在0.4MPA以上，而环流则无需增加压力。

4、减少占地：省去了沉淀池、隔油池、气浮池，占地面积自然减少。沉淀池、隔油池、气浮池本身占地还是小数目，考虑到安装、检修及防火安全间距，其占地一般为污水处理厂的四分之一到三分之一。

5、管理简单：本发明功能较多，但设施简单，免维护，可以长期运行。

6、操作环境好：以罐代池，“一罐清”、“一罐净”，减少油气污染，改善视觉环境和操作环境，符合环保要求，减轻了作业人员的劳动强度

7、适用范围广：本发明可广泛适用在石油勘探、采集、储运、炼制及其它石化加工过程中给含油污水的收集、储存、排放过程中所使用的富含油污水的容器如池、塘、坑、罐等的油水分离处理中，具有广阔的市场前景和应用前景。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但不受实施例所限。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2为本发明的原理图。

图中：1、出油管，2、导向杆，3、浮筒，4、集油箱，5、集油斗，6、进水管系，7、出水管，8、支撑杆，9、环管，10、出油口，11、集油箱出水口，12、集油箱浮筒，13、环管浮筒，14、集油环，15、水射管，16、容器。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明集油箱4、环管9及进水管系6均设在容器16内，集油箱4通过链条与环管9相连，集油箱4和环管9的下部设有支撑杆8；集油箱4上部的集油环14内设有集油斗5；集油斗5与出油管1相连；集油箱4下部的集油箱出水口11经软管与外设的抽水设备相连；容器16的下部设有用于保证容器16内液体的最小储存、均质、沉淀和分离时间要求的出水管7；集油箱4的外侧面设有集油箱浮筒12；环管9上均布有环管浮筒13和水射管15，浮筒3设在环管9与进水管系6连接处；进水管系6与环管9相连；导向杆2垂直固定在容器16内壁上，环管9通过其定位支架沿导向杆2上的滑槽运动。环管9上设有浮筒3、环管浮筒13和水射管15；进水管系6与环管9相连；环管9与导向杆2上的滑轮相配合。

所述的出油管1和集油环14中设有伴热管。

所述的集油斗5的顶端低于集油环14。

所述的链条中间部分连接有空心管。

所述的出油管1和进水管系6为柔性管，为回转、摇壁结构。

所述的抽水设备为泵、水射器及其组成的循环回路。

所述的循环回路中可加入溶气设备、加药设备，以在系统中形成絮凝及实现气浮。

所述的浮筒3、环管浮筒13和集油箱浮筒12为卧式、立式，可设若干个。

所述的水射管15可设若干个。

一种利用浮动环流收油器进行环流分离的方法，它是由以下步骤构成：

(1)、打开进水阀，油污水从容器16底部的进水口进入到进水管系6中，由水表面浮动环管9上的水射管15切向出流，使容器16内产生自由液面环流；即利用进水管系6、浮动环管9和切向出流管15来实现表面进水、切向出流造成的沿壁面的围绕容器16水面中心缓慢流动带；

(2)、使漂在液面的浮油流向集油箱4，当油集积到一定厚度时，流向集油斗5，再通过出油管1排出；

(3)、集油箱中4的油水分离后的净水由容器16底部出水管11排出；以此来实施不同比重液体分离和排除；出水口11经软管与外设的抽水设备相连；由此组成的循环回路，使其不间断地进行往复运动；

(4)、收集上述第2步骤中的油进行浓缩。

本发明利用容器16内产生自由液面环流，实施不同比重液体分离、浓缩和排除；利用表面进水、切向出流造成液面环流，即通过进水管系6、浮动环管9及切向出流管15的自然出流来实现沿壁面的围绕容器水面中心缓慢流动带；浮动环管9上装有的环管浮筒13始终悬浮在流面，保证水量调节功能；与表面进水相对应，底部出水保证容器16内液体的最小均质、分离时间要求；利用中心设置的集油箱4来实现积油浓缩，分离和排除；利用水射管和外部的抽水设备——水泵组成循环回路，实现均质、收油、排除的灵活控制。

本发明概括地说包括布水系统、浮动装置及收油装置。

布水系统是通过出口位置及方向控制，使进水在液面形成液体的环流运动；即，使液面积油趋向中心集中，浮于液面，从而由收油装置收集、排出。

浮动装置包括浮筒3、集油箱浮筒12、环管浮筒13其作用是使上述布水设施浮动于液面特定的位置的。

收油装置包括含进水管系6、集油箱4、抽水设备；其作用是收集上层富油液体，浓集浮油、排出过量水分，实现分离油的连续排出。

实施时，容器16可选用罐，当罐内的固定或浮动的液面积油需要收集、排除时，可将本发明置于罐内，打开进水阀，油污水从罐底部的进水口进入到进水管系6中，经由水面浮动环管9上的水射管15出流，浮动环流收油器在罐中随水位的升高，通过导向杆2上的滑道开始缓慢浮起。此时环管9上的浮筒3和集油箱浮筒12以及环管浮筒13会利用其自身的浮力使环管9和集油箱4都始终保持平稳的上下浮动。

由于环管9朝向罐壁切线方向，使得罐中水自然形成以集油箱4为中心缓慢的旋转。这种表面进水，可保证水量调节功能。切向出流而形成的环流来实施不同比重流体的分离和排除，最后进行浓缩。在放置过程中，在水的作用力推动下，使漂在水上的浮油被迫向集油箱4流近，并顺利进入集油箱4中；待油在集油箱4中集积到一定厚度时，只有流向唯一去向——集油斗5。集满时，浮油顺着集油斗5自然流向出油管1，并从出油管1排出至下一个工序所用的油罐或池中。这样浮动环流收油器在罐中随着水位升高而升，随着水位下降而降，但在整个升降过程中，始终循环往复完成着它的使命——收油。

集油箱4是一个二次油水分离器，使流入的富油水进一步分离浓缩，分离出的水由集油箱4下部的集油箱出水口11经软管排到罐外的抽水设备，该抽水设备还可以选用泵、水射器或是其组成循环回路，实现均质、收油、排除的灵活控制。出水管7设在罐的底部，与罐外的另一容器相连，油水分离后的净水自出水管7排出。本发明不增加提升泵压力，不影响调节容量，升降平稳，收油自如，出水含油率在100mg/L以内。

本发明的液面不必是固定的，也可以是浮动的。它是采用液面进水，底部出水，在整个容器中部空间形成分离区。油水混合液直接进入容器液面层，在均匀、缓慢地通过油水分离区的过程中，比重较轻的成分，如油，浮于液面，较重的成分，如水，沉于底部而经出水管7排除。

本发明的进水是通过出口位置及方向控制，在液面形成液体的环流运动，使水均匀扩散到整个液面，使液面浮油向中心汇集；汇集于液面中心区的飘浮成分，即油，由浮动集油器4收集，该集油器4收集上层富油液体，浓集浮油，待油在集油箱4中集积到一定厚度时，浮油顺着集油斗5自然流向出油管1，并从出油管1排出。分离出的水由集油箱4下部的集油箱出水口11经软管排到罐外的抽水设备，以此来实现分离油的连续排出。

本发明通过进行环流态控制和均质操作，实现循环除油，保证均质功能。在上述的循环水过程可由水泵、水射管15及其它方式实现，并可在水中溶解气体，使其在液面层释放，利用气浮过程，达到深度除油的目的。

本发明的工作流程是：

液面浮油在抽水设备作用下随水进入进水管系6，在进行重力分离，分离出的浮油经集油箱4上部的集油环14的引导，使富油水从圆周进入，浓缩油积于集油环14的腔体内，经集油环14腔体内的集油斗5，当集油环14腔体内积油漫过集油斗5时即经出油管1排出，水沉于容器16底部被抽水设备排出。

所述的集油斗5的顶端低于集油环14，其高度可调节。

本发明利用集油箱来实现积油浓缩，分离和排除；利用水射器15和外部水泵的组成来组成循环回路，实现均质、收油、排除的灵活控制。该循环回路中可以加入溶气设备、加药设备等，在系统中形成絮凝，及实现气浮。

例如，当容器16内的温度低于零下25°时，可使用出油管1中设有的给污油加热的蒸汽管向出油管1中排放蒸汽，从而使污油升温融化，以便排出。

本发明还可以根据水质特性，可在原水中加入化学药剂，进行破乳及混凝，强化分离效果。

实施例2：

本发明还可设置在油污水池中，其它同实施例1。

实施例3：

本发明还可设置在富含油污水的广阔的水域中，其它同实施例1。

实施例4：

本发明还可设置在其它富含不同比重混合液体的容器中，其它同实施例1。

Claims (10)

1、浮动环流收油器，其特征在于集油箱(4)、环管(9)及进水管系(6)均设在容器(16)内，集油箱(4)通过链条与环管(9)相连，集油箱(4)和环管(9)的下部设有支撑杆(8)；集油箱(4)上部的集油环(14)内设有集油斗(5)；集油斗(5)与出油管(1)相连；集油箱(4)下部的集油箱出水口(11)经软管与外设的抽水设备相连；容器(16)的下部设有用于保证容器(16)内液体的最小储存、均质、沉淀和分离时间要求的出水管(7)；集油箱(4)的外侧面设有集油箱浮筒(12)；环管(9)上均布有环管浮筒(13)和水射管(15)，浮筒(3)设在环管(9)与进水管系(6)连接处；进水管系(6)与环管(9)相连；导向杆(2)垂直固定在容器(16)内壁上，环管(9)通过其定位支架沿导向杆(2)上的滑槽运动。

2、根据权利要求1所述的浮动环流收油器，其特征在于所述的出油管(1)和集油环(14)中设有伴热管。

3、根据权利要求1所述的浮动环流收油器，其特征在于所述的集油斗(5)的顶端低于集油环(14)。

4、根据权利要求1所述的浮动环流收油器，其特征在于所述的链条中间部分连接有空心管。

5、根据权利要求1所述的浮动环流收油器，其特征在于所述的出油管(1)和进水管系(6)为柔性管，为回转、摇壁结构。

6、根据权利要求1所述的浮动环流收油器，其特征在于所述的抽水设备为泵、水射器及其组成的循环回路。

7、根据权利要求6所述的浮动环流收油器，其特征在于所述的循环回路中可加入溶气设备、加药设备，以在系统中形成絮凝及实现气浮。

8、根据权利要求1所述的浮动环流收油器，其特征在于所述的浮筒(3)、环管浮筒(13)和集油箱浮筒(12)为卧式、立式，可设若干个。

9、根据权利要求1所述的浮动环流收油器，其特征在于所述的水射管(15)可设若干个。

10、一种利用如权利要求1所述的浮动环流收油器进行环流分离的方法，其特征在于它是由以下步骤构成：

(1)、打开进水阀，油污水从容器(16)底部的进水口进入到进水管系(6)中，由水表面浮动环管(9)上的水射管(15)切向出流，使容器(16)内产生自由液面环流；即利用进水管系(6)、浮动环管(9)和切向出流管(15)来实现表面进水、切向出流造成的沿壁面的围绕容器(16)水面中心缓慢流动带；

(2)、使漂在液面的浮油流向集油箱(4)，当油集积到一定厚度时，流向集油斗(5)，再通过出油管(1)排出；

(3)、集油箱中(4)的油水分离后的净水由容器(16)底部出水管(11)排出；以此来实施不同比重液体分离和排除；出水口(11)经软管与外设的抽水设备相连；由此组成的循环回路，使其不间断地进行往复运动；

(4)、收集上述第2步骤中的油进行浓缩。

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