CN202933516U - 一种油水两相介质聚凝分离设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种油水两相介质聚凝分离设备，为卧式结构，包括罐体和内部设置，内部设置包括物料入口，放空口，油相出口，溢流板，水相出口，所述物料入口采用扩径管于设备底部进料，油水两相介质聚凝分离设备根据进料量计算设备大小，保证足够的停留时间；物料入口背对油水分离区，有利于减少进料引起的分层物料返混。油水两相介质聚凝分离设备还包括缓冲板，还针对乳化严重的油水混合物料安装有亲油性聚凝填料，所述油水两相介质聚凝分离设备还安装有导流筒、挡板及溢流板。本实用新型改进了油水分离器结构，使其具备聚凝分离的效果，加快油水分层，有效分离油相和水相，显著降低油相出口含水量，提高分离效率，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型属于化工生产领域油水两相产品聚凝分离的设备，或环保领域含油污水处理的设备。
背景技术
常见的分离罐有立式和卧式之分。对于同容积分离罐，立式油水分离效果不如卧式。因此油水液液分离罐一般采用卧式。混合物料由设备一端进入由于容积突然增加物料流速迅速降低，停留时间延长。分散在水中的油滴逐渐聚集变大慢慢分层，油水两相液体在设备后端不同位置分离。
由于实际生产过程中，油水两相介质混合严重，往往呈乳化状态，靠重力长时间分离效果不佳。因此许多分离器在设计中考虑增加一段捕沫丝网加快油滴聚凝速度，使物料快速分层；同时为保证分离效果，在分离器后端增加溢流板便于油水分离，防止油水二次混合。
上述设计方案虽然一定程度上改善了油水分离的效果，但仍未解决已分层物料由于连续进料扰动二次返混的问题；同时由于捕沫丝网聚凝效果有限，油水混合物料在设备中后部仍有乳化层存在不易分离；而且溢流板的简单设置也不能有效改善油相出口含水量高的情况。
实用新型内容
本实用新型的目的在于改进油水分离器结构，使其具备聚凝分离的效果，加快油水分层，有效分离油相和水相，显著降低油相出口含水量，提高分离效率，降低生产成本。
本实用新型为达到上述目的，采用的技术方案是：
一种油水两相介质聚凝分离设备，为卧式结构，包括罐体和内部设置，内部设置包括物料入口，放空口，油相出口，溢流板，水相出口，所述物料入口采用扩径管于设备底部进料，降低进料流速增加停留时间；
油水两相介质聚凝分离设备根据进料量计算设备大小，保证足够的停留时间，控制物料停留时间在30-40min。
进一步，进口背对油水分离区，有利于减少进料引起的分层物料返混。
进一步，油水两相介质聚凝分离设备还包括缓冲板，缓冲板可吸收物料携带的动能，降低扰动，使物料平稳流动。
进一步，所述油水两相介质聚凝分离设备还针对乳化严重的油水混合物料安装有亲油性聚凝填料，如氯硅烷水解后硅氧烷与水混合物料的分离，重油与水混合物料的分离可采用PTFE或PVDF材质的聚凝填料，使分散于水相中的油相液滴快速聚凝分层；
进一步，所述油水两相介质聚凝分离设备还安装有导流筒、挡板及溢流板，三者从左到右依次设置，有效降低油相含水量，使分层物料在设备中后部分离，通过不同管口导出。通过控制导流筒、挡板及溢流板的高度及间距，可适应不同比例混合相物料，改变了以往常规油水分离器被动分离的情况，生产适应性得以增强。
本发明与已有技术相比所具有的优点与积极效果是：
①扩径管于设备底部进料，有效降低进料流速，增加停留时间；
②出口背对油水分离区，减少进料引起的分层物料返混；
③设置缓冲板吸收物料携带的动能，降低物料扰动（可与扩径管分别或联合设置）；
④采用亲油性聚凝填料代替普通捕沫丝网分离乳化严重的油水混合物料，使分散于水相中的油相介质加速聚集，提高分离速率；
⑤通过设置导流筒、挡板及溢流板，控制其高度及间距，能够保证油相与水相的有效分离，与其他油水分离器相比，油相含水量明显降低，方便后续工序操作。
附图说明
图1是常规卧式油水两相分离罐的结构示意图。
图中1a为物料入口a；2a为油水相界面a；3a为捕沫丝网；4a为放空口a；5a为水相出口a；6a为溢流板a；7a为油相出口a。
图2是本实用新型的油水两相介质聚凝分离设备结构示意图。
图3是本实用新型的油水两相介质聚凝分离设备中挡板示意图。
图4是本实用新型的油水两相介质聚凝分离设备中溢流板示意图。
图中1b为物料入口b，入口末端为扩径管可降低物料流速；2b为缓冲板b，一般物料可不设置缓冲板，当油水物料较难分离时，为增加分离效果可设置缓冲板加强物料的分离效果；3b为经过初步分离后的油水相界面b；4b为亲油性聚凝填料，当物料乳化严重（如氯硅烷水解后硅氧烷与水混合物料的分离，重油与水混合物料的分离可采用PTFE或PVDF材质的聚凝填料）时可采用亲油性聚凝填料；容易分离的油水物料也可使用普通捕沫丝网，5b为放空口b；6b为导流筒，导流筒顶端为敞开式结构，底部与设备底部连接，当物料到达超过导流筒顶部，分离后油相物料会通过导流筒流出分离罐；7b为油相出口b，分离后的油相物料进入导流筒经油相出口离开分离罐；8b为挡板b，可将油相阻挡在挡板左侧，水相通过底部缺口进入溢流段；9b为放净口b，用于设备检修或停车时物料放净；10b为溢流板b，通过挡板底部缺口的水相进入挡板与溢流板之间的空间，随着进料量增加，液面逐渐升高，当到达溢流板顶部时，水相物料进入设备尾部；11b为水相出口b，进入设备尾部的水相物料经过水相出口离开分离罐。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型做进一步说明。
油相为轻组分，水相为重组分时，分层后油相在上水相在下，如果油相比重大于水相比重则物料出口不同而分离效果相同。
实施例1
水、丁醇及其他杂质混合物进料量为3.28m3/h，密度909kg/m3，其中水相约为3.03m3/m3，密度为911kg/m3，丁醇相为0.245m3/h，密度899kg/m3。
混合物料经物料入口1b在末端扩径管处降低流速进入分离罐。根据进料条件设置分离罐尺寸为Ф1000mm×3700mm，其中挡板8b左侧为油水停留空间，长度2100mm（不含导流筒宽度500mm），容积约为1.76m3，停留时间为32min，满足工程上大于30min的要求。
t=60Q/V
其中：t-停留时间，min；
Q—混合物料流量，m3/h；
V-停留空间，m3；
混合物料进入分液罐后为进一步吸收物料携带的动能，降低扰动防止返混，于距离左T.L.线800mm处设置一缓冲板2b，缓冲板2b上设直径15mm的孔，相邻孔间距为40mm，呈正三角形排列布满缓冲板2b。
混合物料经过缓冲板2b后初步分为两层，根据进料两相比例，相界面约位于罐内500mm高度处。为使混合物料进一步分层，于距离左T.L.线130000mm处设置一段300mm宽的亲油性聚凝填料段4b，材质不锈钢。
经亲油性聚凝填料4b分离后的物料到达分离缓冲区，丁醇相在上，水相在下。缓冲区中设有Ф500mm×750mm导流筒6b，导流筒6b为上部敞开的圆柱形结构。导流筒6b左侧与亲油性聚凝填料4b距离为300mm，与右侧挡板8b距离为200mm。导流筒6b高度设置于进料组成及溢流板10b高度有密切关系，详见溢流板10b说明。
随着进料量增加，分层后的两相物料液位逐渐升高，当物料到达超过导流筒6b顶部，分离后丁醇相会进入并通过导流筒6b流出分离罐；而水相则通过挡板8b底部缺口进入分离罐后部。
为降低分离丁醇相的含水量，在距离导流筒6b右侧200mm处设置一挡板8b，具体形式见图3。挡板8b底隙高度（本实施例为150mm）由混合进料中丁醇与水的含量决定：如果水相比例明显高于丁醇相比例（本实施例），则挡板8b底隙高度可适当加高，即使水相快速通过挡板进入溢流区，有利于水相的快速分离防止分相物料液位过高导致水相进入导流筒6b；反之则应适当减小底隙高度。挡板8b的设置能进一步改善丁醇-水相在未充分分离情况下离开分离罐。
经过挡板8b后，随着进料量增加，挡板与其右侧100mm处溢流板10b间水相液位逐渐升高。当到达溢流板10b顶部时，水相物料进入设备尾部，自水相出口11b离开分离罐。
由于混合物料水相含量远高于丁醇相，根据水相进料量2.94m3/h，在设定正常液位为距罐底300mm左右的前提下，将溢流板10b设置在距离分离罐右T.L线1000mm的位置上，具体形式见图4。
溢流板高度与导流筒高度由混合进料中丁醇与水的比例及密度共同决定。本实施例中混合物料进料量为3.28m3/h，密度909kg/m3，其中水相约为3.03m3/h，密度为911kg/m3，丁醇相为0.245m3/h，密度899kg/m3。根据两相物料体积比，分层后相界面处于距罐底约500mm位置，为便于操作及缓冲，将导流筒高度定为750mm。由于挡板两侧空间形成连通器，根据连通器原理：
ρ1gh1+ρ2gh2=ρ2gh3
其中：ρ1-丁醇相密度，kg/m3；
ρ2-水相密度，kg/m3；
h1-导流筒与挡板间丁醇相高度，mm；
h2-导流筒与挡板间水相高度，mm；
h3挡板与溢流板间水相高度，mm；
在本实施例条件下，由上式可得溢流板10b高度为746mm，综合考虑定为730mm。
与常规卧式油水两相分离罐（图1）相比，在相同进料量及组成条件下，本实用新型分离效果明显，结果见表1。
表1分离罐分离后物料组成
由表1可以看出，采用本实用新型后丁醇-水相分离效果明显提高，抽出丁醇相丁醇比例提高约10个百分点，含水量降低约3个百分点。
本实用新型对对于水相比油相重或油相比水相重的混合相物料其分离原理相同，都是利用两相密度的差异达到分离效果。只要两相存在密度越差就可实现有效分离。另外，通过增设扩径管、亲油性聚凝填料对加速相界面乳化液分离有积极效果；由于增设了导流筒6b及挡板8b，通过两者高度设置，还可适应不同比例混合相物料，改变了以往常规油水分离器被动分离的情况，生产适应性得以增强。
Claims (5)
1.一种油水两相介质聚凝分离设备，为卧式结构，包括罐体和内部设置，内部设置包括物料入口，放空口，油相出口，溢流板，水相出口，其特征在于：所述物料入口采用扩径管于设备底部进料。
2.根据权利要求1所述的油水两相介质聚凝分离设备，其特征在于：所述物料入口背对油水分离区设置。
3.根据权利要求1所述的油水两相介质聚凝分离设备，其特征在于：所述油水两相介质聚凝分离设备还包括缓冲板，其中缓冲板位于物料入口的右侧。
4.根据权利要求1所述的油水两相介质聚凝分离设备，其特征在于：所述油水两相介质聚凝分离设备还针对乳化严重的油水混合物料安装有亲油性聚凝填料。
5.根据权利要求1所述的油水两相介质聚凝分离设备，其特征在于：所述油水两相介质聚凝分离设备还安装有导流筒、挡板及溢流板，三者从左到右依次设置。
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|---|---|---|---|---|
| CN107670337A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-02-09 | 深圳市蓝石环保科技有限公司 | 液体分离器及液体分离器的回抽控制方法 |
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| WO2021008165A1 (zh) * | 2019-07-16 | 2021-01-21 | 兖矿鲁南化工有限公司 | 一种醋酸乙酯、水分层器及其应用 |
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2012
- 2012-11-28 CN CN 201220642803 patent/CN202933516U/zh not_active Expired - Lifetime
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