CN204198454U - 气浮除油实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气浮除油实验装置，其包括：气浮柱，其具有气浮筒，所述气浮筒上设有多个水嘴，所述气浮筒的下端连接有集气室，所述集气室与所述气浮筒之间夹设有多孔板；供气瓶，其通过一供气管与所述集气室相连。本实用新型的气浮除油实验装置，占地面积小、重量轻、成本低、可靠性高、除油效率高、操作简便、适应性强。

Description

气浮除油实验装置

技术领域

本实用新型有关于一种除油实验装置，尤其有关于一种石油领域中的含油污水气浮除油实验装置。

背景技术

目前，我国许多油田已经到了高含水生产期，全国每年大约有十几亿吨的产出水，这些含油污水必需经处理合格后，才能作为回注水回注或排放。若含油污水未达到回注水的要求，例如含油污水中的含油量、悬浮物超标等，却仍然回注到地下，就会堵塞地层出油通道，降低注水效率和石油开采量；如果外排水不达标，就会污染环境。因此，如何有效地解决采油污水的达标排放是油田环境保护工作的重点。

20世纪80年代，旋流分离器被应用于处理含油污水，但其对所处理的进料要求高，而气浮法作为一种快速、高效的固液分离技术，既适用于给水净水，又适用于多种废水的处理；不仅能代替水处理上的沉淀、澄清处理过程，而且可作为废水深度处理的预处理之用。对一些沉淀法难以取得良好净化效果的污水的处理，气浮法效果更好。

气浮法最早开始应用于选矿工业。我国从20世纪70年代后期便积极开展气浮净水工业设备的研究，多年来取得了可喜的成就。随着对浮选过程和机理研究的深入，早期的气浮装置存在的问题也越来越明显，因而改善浮选装置的处理效果就成为研究的中心问题，如浮选池的结构已由方形改为圆形减少了死角、采用溢流堰板排除浮渣而去掉机械刮泥机构。近年来除了改进原有的浮选装置提高除油率外，还研究了一些新型装置，如涡凹浮选系统处理石化废水、电解凝聚浮选处理含油污水、浮选柱处理含油污水、充气旋流器等。但目前已有的气浮实验装置存在的不足主要在于：设备庞大、费用高，整体工艺复杂，微气泡大小不均匀，除油效率不稳定。

因此，有必要提供一种新型的气浮除油实验装置，来克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气浮除油实验装置，其占地面积小、重量轻、成本低、可靠性高、除油效率高、操作简便、适应性强。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种气浮除油实验装置，所述气浮除油实验装置包括：

气浮柱，其具有气浮筒，所述气浮筒上设有多个水嘴，所述气浮筒的下端连接有集气室，所述集气室与所述气浮筒之间夹设有多孔板；

供气瓶，其通过一供气管与所述集气室相连。

在优选的实施方式中，所述水嘴为三个，三个所述水嘴分别连接在所述气浮筒的上部、所述气浮筒的中部和所述气浮筒的下部。

在优选的实施方式中，所述多孔板上开设有多个穿孔。

在优选的实施方式中，所述穿孔的直径为20μm、30μm或50μm。

在优选的实施方式中，所述气浮柱的高度为1630mm，所述气浮筒的内径为120mm，所述气浮筒的高度为1600mm。

在优选的实施方式中，所述多孔板的直径为120mm。

在优选的实施方式中，所述供气瓶的出气口处连接有减压阀。

在优选的实施方式中，所述供气管上连接有玻璃转子流量计。

本实用新型的气浮除油实验装置的特点及优点是：该气浮除油实验装置将气浮柱设计成高径比较大的立式圆柱形结构，不仅可以使气泡与含油污水均匀分布，还可以承受较高的水力负荷，该气浮除油实验装置相较于传统的气浮装置占地面积大、运行效率低且费用高等缺陷，该气浮除油实验装置具有占地面积小、装卸简便、运行效率高和投资小等优点，其重量轻、成本低、可靠性高、除油效率高、操作简便、适应性强，为气浮除油在工程实例的应用和推广奠定基础。该气浮除油实验装置简化了发泡流程，使得气浮实验能够在室内顺利进行，从而得以探讨气浮效率的影响因素，为现场实际处理含油污水带来借鉴。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的气浮除油实验装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种气浮除油实验装置，其包括气浮柱1和供气瓶2，其中：气浮柱1具有气浮筒11，所述气浮筒11上设有多个水嘴111，所述气浮筒11的下端连接有集气室12，所述集气室12与所述气浮筒11之间夹设有多孔板13；供气瓶2通过一供气管21与所述集气室12相连。

具体是，气浮柱1由气浮筒11和集气室12组成，其主要材料为有机玻璃，在本实施例中，气浮柱1的高度H为1630mm，气浮筒11的高度H1为1600mm，气浮筒11的内径D为120mm。气浮筒11具有筒体112，筒体112的上端连接有盲板113，筒体112的下端通过法兰14与集气室12相连，筒体112具有容纳腔114，连接在气浮筒11上的多个水嘴111与容纳腔114相连通。在本实用新型中，筒体112上连接有三个水嘴111，三个水嘴111分别连接在气浮筒11的筒体112的上部、中部和下部。

多孔板13夹设在气浮筒11与集气室13之间，其上开设有多个穿孔131，在本实施例中，多孔板13的直径为120mm，多孔板13上开设的穿孔131的直径可为20μm、30μm或50μm。多孔板13为一金属盘片，其厚度在能打穿孔131的前提下尽可能厚，在多孔板13上自其圆心开始，分别在半径5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm的圆上，以大约5mm的弧长间距均匀开设有穿孔131，本实用新型的多孔板13是产生气泡的关键装置，其上穿孔131的分布及大小直接影响到气泡的分布及大小，而气泡的分布及大小又是决定气浮效率的关键因素。如表1所示，其中显示了各半径的圆上穿孔131分布的个数：

表1 多孔板上穿孔的分布

半径(mm)	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45
											穿孔个数	1	6	13	19	25	31	38	44	50	57

供气瓶2用于向气浮柱1内供气，供气瓶2通过一供气管21连接在气浮柱1的集气室12下端，供气瓶2将其内的气体注入集气室12中，在本实施例中，注入集气室12内的气体可为氮气或空气。进一步的，供气瓶2的出气口处连接有减压阀22，供气管21上连接有玻璃转子流量计23。

通过该气浮除油实验装置进行实验时，首先，供气瓶2内充有氮气，氮气经减压阀22减压，沿供气管21流经玻璃转子流量计23，从气浮柱1的底部通入，气体先聚集在集气室12，使集气室12内的压力升高，直至有足够的压力使气体可以通过多孔板13的穿孔131；气泡在多孔板13处产生后就进入了气浮筒11的容纳腔114，气浮筒11是进行气浮分离的场所，所以又叫气浮分离室，气浮筒11内通气后将事先已混合均匀的定量待处理污水与定量浮选剂从气浮柱1的顶部缓缓倒入气浮筒11的容纳腔114中，倒完后，自多孔板13透出的气泡将均匀分布在气浮筒11的容纳腔114内并在浮力的作用下向上运动，气泡在向上浮升的同时携带着污水中的悬浮颗粒物或油滴上升到液面上方，形成浮渣层，随着气浮的进行浮渣层的厚度不断增加，可将其从气浮筒11上部的水嘴111排出。实验过程中，可以根据气浮筒11内的液位高低灵活选择气浮筒1中部或下部的水嘴111进行取样，气浮结束后，污水从气浮柱1的底部排出。

本实用新型的气浮除油实验装置，将气浮柱1设计成高径比较大的立式圆柱形结构，不仅可以使气泡与含油污水均匀分布，还可以承受较高的水力负荷，该气浮除油实验装置相较于传统的气浮装置占地面积大、运行效率低且费用高等缺陷，该气浮除油实验装置具有占地面积小、装卸简便、运行效率高和投资小等优点，其重量轻、成本低、可靠性高、除油效率高、操作简便、适应性强，为气浮除油在工程实例的应用和推广奠定基础。该气浮除油实验装置简化了发泡流程，使得气浮实验能够在室内顺利进行，从而得以探讨气浮效率的影响因素，为现场实际处理含油污水带来借鉴。

为了对本实用新型的气浮除油实验装置的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现根据应用实例说明该气浮除油实验装置的具体实施方式。

选取曹妃甸油田WGPA平台的低浓度含油污水，含油浓度为245.6mg/L。

如表2所示，通过研究气浮效率随气浮时间的变化规律，从而确定气浮柱1的稳定时间。该气浮除油实验装置的运行条件为：水温20℃，处理水量2L，液位高度250mm，原水含油245.6mg/L，清水剂0.2g，多孔板13孔径50μm，进气流量1.0L/min。

表2 气浮时间对气浮效率的影响

气浮时间(min)	出水含油(mg/L)	除油量(mg)	除油率(％)
				5	194.0	103.3	21.0
10	148.1	195.1	39.7
				15	128.8	233.7	47.6
20	107.4	276.4	56.3
				25	106.6	278.1	56.6
30	105.8	279.7	56.9

如表3所示，考察清水剂的投加量对气浮效率的影响以确定最佳剂量。该气浮除油实验装置的运行条件为：水温20℃，处理水量2L，液位高度250mm，原水含油245.6mg/L，进气流量1.0L/min，气浮时间20min。

表3 不同加剂量下的气浮效率(％)

如表4所示，研究气浮效率随进气流量的变化规律，从而确定该气浮除油实验装置的最佳进气流量。气浮除油实验装置的运行条件为：水温20℃，处理水量2L，液位高度250mm，原水含油245.6mg/L，清水剂1.0g，气浮时间20min。

表4 不同进气流量下的气浮效率(％)

综上所述，采用该气浮除油实验装置处理低浓度含油污水的最佳实验参数为：清水剂500mg/L，气浮时间20min，进气流量1.5L/min，多孔板13的穿孔131孔径20μm。

因此，该气浮除油实验装置巧妙地将气浮柱1和多孔板13的发泡方式相结合，具有流程简单、占地面积小、成本低、易于操作、除油效率高的优点，很好地克服了实验室空间小、设备少的缺点，对现场还有一定的指导意义。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (8)

1.一种气浮除油实验装置，其特征在于，所述气浮除油实验装置包括：

气浮柱，其具有气浮筒，所述气浮筒上设有多个水嘴，所述气浮筒的下端连接有集气室，所述集气室与所述气浮筒之间夹设有多孔板；

供气瓶，其通过一供气管与所述集气室相连。

2.如权利要求1所述的气浮除油实验装置，其特征在于，所述水嘴为三个，三个所述水嘴分别连接在所述气浮筒的上部、所述气浮筒的中部和所述气浮筒的下部。

3.如权利要求1所述的气浮除油实验装置，其特征在于，所述多孔板上开设有多个穿孔。

4.如权利要求3所述的气浮除油实验装置，其特征在于，所述穿孔的直径为20μm、30μm或50μm。

5.如权利要求1所述的气浮除油实验装置，其特征在于，所述气浮柱的高度为1630mm，所述气浮筒的内径为120mm，所述气浮筒的高度为1600mm。

6.如权利要求1所述的气浮除油实验装置，其特征在于，所述多孔板的直径为120mm。

7.如权利要求1所述的气浮除油实验装置，其特征在于，所述供气瓶的出气口处连接有减压阀。

8.如权利要求1所述的气浮除油实验装置，其特征在于，所述供气管上连接有玻璃转子流量计。