CN203971464U - 多相油水分离装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多相油水分离装置,其至少包括:自然沉降部分,由循环水进水口以及第一收油机构成,循环水由进水口进入,自然沉淀后由设置在上部的第一收油机收集轻油;斜板聚结部分,由上部收油区和斜板聚结区构成,上部收油区容纳斜板聚集形成的轻油,斜板聚结区聚结循环水中的重油;气浮分离部分,由设置在上部的第二收油机,中部的溶气释放器,下部的斜板聚结区以及出水口构成,第二收油机收集轻油和浮油,溶气释放器产生气泡分离循环水中的浮油,斜板聚结区聚结循环水中的重油,分离后的循环水由出水口流出。本实用新型可广泛应用于兰炭、油页岩等行业,既可作为循环水的油水分离装置,也可作为循环水或熄焦水达标排放的预处理系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及油水分离领域,特别是指用于兰炭以及油页岩行业的一种多相油水分离装置。
背景技术
兰炭行业中的兰炭(半焦)是指以侏罗纪时代不粘煤和弱粘煤为原料,采用方形炉低温干馏工艺,通过600~700℃中低温干馏工艺生产的一种高固定碳含量的固体物质,生产兰炭的过程中会同时副产煤焦油和焦炉煤气。经过过去20多年的发展,兰炭产业已成为承接原煤生产和煤化工及载能工业,并因为良好的使用特性广泛在各行业使用,兰炭具有高固定碳、高比电阻、高化学活性的特点,并以其低廉的价格,已广泛用于电石、铁合金、化肥造气、高炉喷吹和民用清洁型煤制造等行业,榆林是我国兰炭产业的发源地和目前最大的生产基地。兰炭生产中,还产生煤焦油和荒煤气等资源,一般1.4~1.6t原煤产1t兰炭,产0.1~0.12t煤焦油,产600~700标方荒煤气,因此能够很有效率的产生并利用能源。
一般来讲,在兰炭生产过程中,通过利用循环水来进行降温和传质,将低温干馏产生的荒煤气中的煤焦油带到循环水中,然后再通过多相油水分离装置,将轻油和重油分离回收。而油页岩的生产状况和兰炭的生产状况基本类似。以兰炭的生产为例,一般是采用串联的多级大罐进行油水分离,若以年产30万吨规模的兰炭,循环水量为500~600m3/h,循环水从桥管、文丘里塔和旋流板塔通过水封井重力排入大罐,然后依次通过大约20个容积100方左右的圆形大罐。循环水以“蛇形”方向流动进行“平流沉降分离”,分阶段实现油水的分离,最终将重煤焦油在沉降罐底部聚集,定期回收,轻煤焦油在最后几个罐聚集,定期回收。
尽管现有生产中可以采用传统的“大罐重力沉降”处理技术能够基本满足生产需求,但仍然存在诸多问题。
1、现有大罐系统采用简单的蛇形流道,这种流道布局不合理,实际生产过程中存在短流、返混、停留短、流速快等问题,水力分离条件不好,影响了油水分离效果,进而影响可回收的煤焦油量;
2、现在的分离方式仅仅是利用重力分离,但是有直径几十微米的悬浮的轻煤焦油和重煤焦油油滴,无法依靠短时间的重力沉降有效与水分开,分离精度不高、效率低下;
3、目前分离方法中所采用的分离大罐都是敞口操作,导致厂区周围挥发的煤焦油、氨气、酚等易燃易爆气体较多,对周边环境和操作人员有较大安全隐患和危害;
4、现场操作、计量等一般依靠经验和手动,比如收油、加清水等,劳动强度大,工作效率低,无自动化控制,进而影响生产效率。
总之,目前的“大罐重力沉降”方式存在水力条件差、分离不彻底、安全隐患高和无自动控制等缺点,油水分离效果差对生产影响很大,一方面影响了煤焦油产量,另一方面使循环水中煤焦油浓度偏大,从而影响后续的循环水/荒煤气吸收过程,形成恶性循环。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的不足,本实用新型提供了一种多相油水分离装置,通过多相油水分离装置的自然沉降、斜板聚结和气浮分离三个部分,提高含油污水中的轻油、重油和水的分离效率和效果,实现多收煤焦油和降低污水中含油量的目的,进而使生产更加环保。
为了实现上述目的,本实用新型中的多相油水分离装置,用来对含有轻油和重油的循环水进行油水分离,所述装置至少包括依次连通的自然沉降部分、斜板聚结部分及气浮分离部分:
自然沉降部分:至少设置有循环水进水口和第一收油机,所述第一收油机位于所述自然沉降部分的上部,用于收集收集循环水中自然沉淀后的轻油;
斜板聚结部分:设置有位于上部位置的上部收油区和安装在下部的斜板聚结区,所述的上部收油区容纳所述斜板聚结区形成的轻油,所述斜板聚结区聚结循环水中的重油;
气浮分离部分:包括有上部的第二收油机、中部的溶气释放器、安装在下部的斜板聚结区以及出水口,所述第二收油机收集所述斜板聚结部分在上部收油区以及气浮分离部分产生的轻油和浮油,所述溶气释放器产生气泡分离出循环水中的浮油,所述斜板聚结区聚结循环水中的重油,分离后的循环水由出水口流出。
多相油水分离装置还包括设置在底部的重油出口,沉降聚结在所述装置底部的重油通过重油抽油泵抽入连接所述重油口的重油缓冲容器;还包括设置在斜板聚结部分顶部的轻油出口,收集到的轻油通过抽油泵将所述第一收油机中收集的轻油抽入轻油缓冲容器;还包括设置在气浮分离部分顶部的浮油出口,将第二收油机收集到的浮油由所述浮油出口排出。
多相油水分离装置还包括自动控制部分,所述自动控制部分为PLC控制装置,所述的PLC控制装置由设置在设备中的多个传感器以及连接传感器的中央处理器构成,所述中央处理器通过所述的多个传感器传递的信号控制所述第一、第二收油机、重油抽油泵以及溶气释放器的动作。
所述装置为整体的箱式结构,顶部设有密闭盖板,所述出水口设有溢流堰板。
所述的溶气释放器包括连接所述出水口的溶气泵,产生溶气水的溶气罐,设置在气浮分离部分的释放溶气水的释放头以及高压气源,高压气气源是5~7bar的压缩空气或高纯氮气,所述溶气释放器为管式结构或盘式结构。
所述的第一收油机为滚筒式或链条式或浮球式。
所述的第二收油机为滚筒式或链条式或浮球式。
所述斜板聚结部分以及所述气浮分离部分为共用斜板聚结区,所述的斜板聚结区由镀锌钢板构成。
所述的循环水进水口与大罐沉淀装置的出水口连接。
与现有的传统技术相比,本实用新型的有益效果是:
1、由于分离过程处理细化使得生产收油多:同样情况下可以增收煤焦油产量5~10%,增加了生产的经济效益。
2、生产废水更环保:将同样生产情况下,废水中煤焦油浓度可从2000~2500ppm降低到1500~2000ppm。
3、提高生产安全性:整体箱式结构设计的分离器顶部设有密闭盖板,避免了煤焦油、氨气、酚等易燃易爆气体的挥发扩散,减少和消除了安全隐患和危害,改善清洁生产水平。
4、提高了工作效率,减轻了工人劳动强度:本实用新型的分离设备安装了可全自动运行的PLC装置,收油工作可实现控制。
附图说明
图1为本实用新型多相油水分离装置的原理示意图。
图2为本实用新型的多相油水分离装置的控制结构示意图。
图3为本实用新型使用多相油水分离装置处理兰炭循环水示意图。
图4为大罐沉降技术与本实用新型的多相油水分离装置联合处理兰炭循环水示意图。
具体实施方式
如图1所示,为本实用新型所述的多相油水分离装置的原理示意图,本装置至少包括如图所示的三个部分:
自然沉降部分13,由循环水进水口1以及第一收油机6构成,循环水由所述进水口1进入,在自然沉降部分根据重力原理自然沉淀后由设置在上部的第一收油机6收集循环水中包含的轻油,水中的重油将自动沉降聚集在底部,可以从重油出口8通过重油抽油泵打到重油缓冲罐。从自然沉降部分输出的循环水进入斜板聚结部分。
斜板聚结部分11,由上部收油区以及安装在下部的斜板聚结区10构成,所述的上部收油区容纳斜板聚结区10形成的轻油,所述斜板聚结区10用于聚结分离循环水中的重油;在本实施例中,斜板聚结部分与气浮分离部分均设置了斜板聚结区,由于斜板聚结区的设置,循环水自下而上通过斜板,斜板会增加油水分离的停留时间,从而提高分离效果,此外,煤焦油经过斜板聚结区10时会发生聚结碰撞,使油滴逐渐增大,进一步提高了油水分离速度。
气浮分离部分12,由设置在上部的第二收油机7,中部的溶气释放器的释放头4,安装在下部的斜板聚结区10以及出水口2构成,所述第二收油机7收集所述斜板聚结部分的上部收油区以及气浮分离部分产生的轻油和浮油,所述溶气释放器产生气泡分离循环水中的浮油,所述斜板聚结区10聚结循环水中的重油,分离后的循环水由出水口2流出。本实施例中所述溶气释放器包括连接在所述出水口的溶气泵14,产生溶气水的溶气罐,设置在气浮分离部分的释放溶气水的释放头4以及高压气源,高压气气源是5~7bar的压缩空气或高纯氮气,所述溶气释放器为管式结构或盘式结构。
在气浮分离部分,溶气释放器产生直径30~50μm的微气泡,由于水中直径几十微米的悬浮的轻煤焦油和重煤焦油油滴是无法通过自然沉降与水分离的,微气泡将与上述油滴结合,降低油滴的密度,从而使油滴迅速上浮到气浮分离区顶部,形成浮油,通过在气浮分离部分顶部的浮油出口5,将第二收油机7收集到的浮油由浮油出口5排出,进入到到浮油缓冲罐。经气浮处理后的水再自上而下通过斜板,气浮分离区的斜板聚结区10的作用与斜板聚结部分的斜板聚结区的相同,水中的重油将自动沉降聚集在底部,重油从重油出口9通过重油抽油泵定期打到重油缓冲罐。
在本实施例中,所述的斜板聚结区10由镀锌钢板构成,所述斜板聚结部分以及所述气浮分离部分为共用斜板聚结区10,当然也可分别设置,在本实施例中以共用斜板进行说明。
在本实施例中,所述溶气释放器的溶气泵安装在本设备的出水端,进口接分离器出水,出口接溶气罐,再通过释放头将溶气水回流到气浮分离区,多余的气体经由溶气罐释放阀释放掉。首先,溶气泵将一部分回流的分离器出水打到溶气罐,在溶气罐内与5~7bar的高压空气或氮气充分混合,形成溶气水。然后,在溶气水与气浮分离区的污水混合前的瞬间,溶气水压力被释放,气体以30~50μm的微小气泡形式析出,最终将水中直径几十微米的悬浮的轻煤焦油转为浮油,由设置在气浮分离部分的浮油出口抽入浮油缓冲器。
本实施例中,设置在底部的重油出口8,沉降聚结在所述设备底部的重油通过重油抽油泵抽入连接所述重油口的重油缓冲容器,设置在斜板聚结部分顶部的轻油出口3,将收集到的轻油通过抽油泵抽入轻油缓冲容器。
如图2所示,该设备还包括自动控制部分20,所述自动控制部分为PLC控制装置,所述的PLC控制装置可由设置在设备中的多个传感器以及连接传感器的中央处理器构成,所述中央处理器通过所述的多个传感器传递的信号控制所述第一收油机6以及第二收油机7,所述重油抽油泵以及溶气释放器的动作。
参考图2,在本实施例中,所述的自动控制部分20包括设置在设备中的四个传感器,第一传感器可设置自然沉降部分上部,在检测到轻油分离出后,所述第一传感器向中央处理装置发出电子信号,所述中央处理器启动第一收油机6开始收集轻油,同样第二传感器可设置在自然沉降部分或者斜板聚结部分或者气浮分离部分的下部,如重油出油口8的附近,在所述第二传感器检测到重油是向所述中央处理装置发出电子信号,所述中央处理器启动重油抽油泵开始排出重油;其中第三传感器可以设置在斜板聚结部分或者气浮分离部分的斜板聚结区上方,用以检测溶气信号,将信息传递至中央处理器,控制溶气释放器定时启动释放溶气;所述的第四传感器可以设置在气浮分离部分的斜板聚结区上方,在检测到浮油的时候向所述中央处理器发出信号,由所述中央处理器控制启动所述的第二收油机开始收集轻油。另外在本实施例中所述的第一第二收油机中也可以设置传感器,进而由中央处理器控制第一第二收油机的关闭,本实施例中所提到的传感器可为压力传感器或者距离传感器。
在本实施例中,轻油和浮油的抽油时间和频率可根据现场运行情况设定,如煤质、油层厚度等,可PLC程序自动控制,也可采用手动操作。轻油和浮油可以靠位差自动流入到浮油缓冲罐,并在油罐内进一步沉降形成轻油和重油。重油的抽油时间和频率也可根据现场运行情况设定,如煤质、水温等,可PLC程序自动控制,也可手动操作。重油抽油泵可以置于装置顶部,在重油缓冲罐入口处设油泵启停操作柱。
在本实施例中,本设备为整体的箱式结构,顶部设有密闭盖板,所述出水口设有溢流堰板,避免了煤焦油、氨气、酚等易燃易爆气体的挥发扩散,减少和消除了安全隐患和危害,改善清洁生产水平。
在本实施例中,所述的第一收油机6以及第二收油机7均可为滚筒式或链条式或浮球式收油机,在循环水进行本设备后,从气浮分离区的溢流堰板进入到后续的循环水罐,最后泵入到荒煤气吸收单元,进行下一个收油、分离过程的循环。
本实施例中所述的多相油水分离装置可以在兰炭和油页岩行业的应用,并且既可作为循环水的油水分离装置,也可作为循环水或熄焦水达标排放的预处理系统。兰炭循环水经过兰炭低温干馏炉的桥管、文丘里塔和旋流板塔后,如图3所示,通过水封井重力排入本实用新型的多相油水分离装置,重煤焦油在底部聚集,包括轻煤焦油和重煤焦油的浮油在顶部聚集。上述煤焦油通过煤焦油泵或溢流的方式达到指定的煤焦油储罐。
进系统的循环水煤焦油浓度为5000~6000ppm,出系统的循环水煤焦油浓度为1500~2000ppm。以年产30万吨规模的兰炭生产为例,系统日总收油量为47~55吨。相比传统大罐系统,日增收煤焦油量为2~5吨,日增产效益为0.5~1.5万元。
如图4所示,本实用新型的设备可以结合现有的大罐沉降系统共同使用,兰炭循环水经过兰炭低温干馏炉的桥管、文丘里塔和旋流板塔后,通过水封井重力排入大罐沉降系统,依次通过15~20个容积100方左右的串联的圆形大罐,重煤焦油在前部沉降罐底部聚集,轻煤焦油在后部沉降罐上部聚集。循环水出大罐后进入本实用新型所述的多相油水分离装置,重煤焦油在底部聚集,包括轻煤焦油和重煤焦油的浮油在顶部聚集。上述煤焦油通过煤焦油泵或溢流的方式达到指定的煤焦油储罐。进大罐的循环水煤焦油浓度为5000~6000ppm,出大罐的循环水煤焦油浓度为2000~2500ppm,出多相油水分离器的循环水煤焦油浓度为1500~2000ppm。以年产30万吨规模的兰炭生产为例,大罐日收煤焦油量为45~50吨,多相油水分离器日收煤焦油量为2~5吨,日总收油量为47~55吨。煤焦油日增产效益为0.5~1.5万元,此技术路线适于老系统改造。
另外在油页岩行业,油页岩循环水经过油页岩低温干馏炉的桥管、文丘里塔和旋流板塔后,通过水封井重力排入大罐沉降系统,依次通过15~20个容积100方左右的串联的圆形大罐,密度小于水的页岩油在后部沉降罐上部聚集。循环水出大罐后进入多相油水分离器,页岩油在顶部聚集。上述页岩油通过页岩油泵或溢流的方式达到指定的页岩油储罐。进大罐的循环水页岩油浓度为4000~5000ppm,出大罐的循环水页岩油浓度为1700~2200ppm,出多相油水分离器的循环水煤焦油浓度为1500~2000ppm。以年产30万吨规模的页岩油生产为例,大罐日收页岩油量为38~43吨,多相油水分离器日收页岩油量为1~2吨,日总收油量为39~45吨。煤焦油日增产效益为0.5~1万元,此技术路线适于老系统改造。
本实用新型公开了一种兰炭循环水多相油水分离技术,通过自然沉降、斜板聚结和气浮分离原理,实现密度小于水的轻油、密度大于水的重油和水的分离。
本实用新型采用包括自然沉降、斜板聚结和气浮分离优化了水力条件,通过多种分离机理的组合提高了油水分离效果,可广泛应用于兰炭、油页岩等行业,既可作为循环水的油水分离装置,也可作为循环水或熄焦水达标排放的预处理系统。
以上是本实用新型的较佳实例,并非对本实用新型作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术是指对以上的实例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (1)
1.一种多相油水分离装置,用来对含有轻油和重油的循环水进行油水分离,其特征在于:所述装置至少包括依次连通的自然沉降部分、斜板聚结部分及气浮分离部分:
自然沉降部分:至少设置有循环水进水口和第一收油机,所述第一收油机位于所述自然沉降部分的上部,用于收集收集循环水中自然沉淀后的轻油;
斜板聚结部分:设置有位于上部位置的上部收油区和安装在下部的斜板聚结区,所述的上部收油区容纳所述斜板聚结区形成的轻油,所述斜板聚结区聚结循环水中的重油;
气浮分离部分:包括有上部的第二收油机、中部的溶气释放器、安装在下部的斜板聚结区以及出水口。
2.根据权利要求1所述的多相油水分离装置,其特征在于,还包括设置在底部的重油出口,沉降聚结在所述装置底部的重油通过重油抽油泵抽入连接所述重油口的重油缓冲容器;还包括设置在斜板聚结部分顶部的轻油出口,收集到的轻油通过抽油泵将所述第一收油机中收集的轻油抽入轻油缓冲容器;还包括设置在气浮分离部分顶部的浮油出口,将第二收油机收集到的浮油由所述浮油出口排出。
3.根据权利要求2所述的多相油水分离装置,其特征在于,还包括自动控制部分,所述自动控制部分为PLC控制装置,所述的PLC控制装置由设置在设备中的多个传感器以及连接传感器的中央处理器构成,所述中央处理器通过所述的多个传感器传递的信号控制所述第一、第二收油机、重油抽油泵以及溶气释放器的动作。
4.根据权利要求1所述的多相油水分离装置,其特征在于,所述装置为整体的箱式结构,顶部设有密闭盖板,所述出水口设有溢流堰板。
5.根据权利要求1所述的多相油水分离装置,其特征在于,所述的溶气释放器包括连接所述出水口的溶气泵,产生溶气水的溶气罐,设置在气浮分离部分的释放溶气水的释放头以及高压气源,高压气气源是5~7bar的压缩空气或高纯氮气,所述溶气释放器为管式结构或盘式结构。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的多相油水分离装置,其特征在于,所述的第一收油机为滚筒式或链条式或浮球式。
7.根据权利要求1~5中任意一项所述的多相油水分离装置,其特征在于,所述的第二收油机为滚筒式或链条式或浮球式。
8.根据权利要求1~5中任意一项所述的多相油水分离装置,其特征在于,所述斜板聚结部分以及所述气浮分离部分为共用斜板聚结区,所述的斜板聚结区由镀锌钢板构成。
9.根据权利要求1~5中任意一项所述的多相油水分离装置,其特征在于,所述的循环水进水口与大罐沉淀装置的出水口连接。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114920320A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-19 | 内蒙古美方煤焦化有限公司 | 焦化厂废水焦油回收装置 |
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2014
- 2014-01-06 CN CN201420005197.3U patent/CN203971464U/zh not_active Expired - Lifetime
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