CN207786831U - 一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机 - Google Patents
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Abstract
一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机，属于石油化工行业油水分离技术领域。在螺旋输送器的柱段和锥段焊接有15个竖板，大螺旋叶片焊接在竖板上。在锥段的壁面3/4轴向距离处焊接有一锥型结构的挡油板。在大端法兰内端面上设有一柱锥型小转鼓，在柱锥型小转鼓的内部，螺旋输送器最左端壁面上环向焊接有15个小竖板，在小竖板上焊接有小螺旋叶片。在转鼓大端内壁面上焊接有一个环形导水板和一个环形挡砂板。在转鼓大端设有12个圆形的径向出水口，在大端法兰壁面上设有12个圆形的轴向出油口。该卧式螺旋沉降离心机适用于油田采出液的分离、含油浮渣的分离以及炼油工艺冷焦废水的分离。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机，属于石油化工行业油水分离技术领域。
背景技术
随着炼油工艺技术快速发展，延迟焦化工艺成为重油深度加工的主要方法之一。它是以高残碳的渣油为原料，在高温下反应生产粗汽油、柴油和焦炭的加工技术。其生产过程中运用水力除焦技术冲洗焦炭塔中的焦炭，过程中会产生大量的冷焦水。为了解决这些问题，目前对冷焦水多采取密闭循环处理工艺，其关键技术是在密闭空间中进行焦粉、油、水的分离。目前实际生产中在进行空冷之前，通过旋流式焦粉分离器和除油器将焦粉和油分离出去。但多数没有考虑到冷焦水中油与焦粉在旋流器中的油浮现象，仅仅使用旋流除焦器串连除油器很难实现高效分离油和焦粉的目的。而三相卧式螺旋沉降离心机在焦化含油浮渣处理方面有着广阔的应用前景。
三相卧式螺旋沉降离心机的分离主要是液-固-液的分离以及液-液-固的分离。其中，液-固-液分离中固相的密度介于两种液体密度之间，因此液池中固相浮渣层处于中间，轻相液层在最内层靠近螺旋输送器壁，重相液层在最外层靠近转鼓壁。而液-液-固的分离中固相的密度大于两种液体的密度，因此从螺旋输送器壁面到转鼓内壁面依次是轻相液层、重相液层以及沉渣层。
专利CN205032289U以及专利CN106622687A公开了一种液-固-液三相卧式螺旋沉降离心机，主要用于固相比重在两个液相之间的介质的分离，但是都没有提到具体的应用领域，而且结构有一定的局限性，并没有明确提出两种液体排出后如何收集到各自管道的分液结构，后者对重液排出通道的设计有待进一步明确。专利CN106673401A公开了一种石化行业中含油浮渣脱水方法，将含油浮渣破乳后加入Fenton试剂进行氧化处理，最后在三相卧式螺旋沉降离心机中进行含油浮渣脱水处理，但是此专利并没有介绍方法中所使用的三相卧式螺旋沉降离心机的结构，有待进一步说明。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机，该卧式螺旋沉降离心机应在转鼓内以及转鼓外增设不同的结构，提高液-液-固的分离效果，适用于油田采出液的分离、含油浮渣的分离以及炼油工艺冷焦废水的分离。
本实用新型采用的技术方案是：一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机，包括转鼓、大螺旋叶片、螺旋输送器、大端法兰、小端法兰、左螺旋轴颈、右螺旋轴颈和摆线齿针差速器，所述转鼓内沿着径向位置液池由内到外依次是轻液层、重液层和固体沉渣层，所述螺旋输送器包含螺旋输送器柱段和螺旋输送器锥段，螺旋输送器柱段的壁面上环向焊接有15个柱段竖板，螺旋输送器锥段的壁面上环向焊接有15个锥段竖板；螺旋输送器的大螺旋叶片焊接在柱段竖板和锥段竖板上；在螺旋输送器锥段的壁面3/4轴向距离处焊接有一挡油板；所述大端法兰内端面上设有一柱锥型小转鼓；在柱锥型小转鼓的内部、螺旋输送器最左端壁面上环向焊接有15个小竖板，其与柱段竖板末端之间有3.0-12mm的间隙；在小竖板上焊接有小螺旋叶片；在转鼓大端内壁面上焊接有一环形导水板和一环形挡砂板；转鼓大端设有12个圆形的径向出水口，在大端法兰壁面上设有12个圆形的轴向出油口；所述螺旋输送器柱段和锥段焊接为一整体并分别与左螺旋轴颈和右螺旋轴颈连接；左螺旋轴颈和右螺旋轴颈分别通过设置在大端法兰和小端法兰内的轴承支撑；大端法兰和小端法兰通过螺钉与转鼓连接并通过左右两端轴承座内的轴承支撑。
所述挡油板为锥形结构，其与锥段竖板的末端之间有2.0-10mm的间隙。
所述柱锥型小转鼓的锥段轴向长度是柱锥型小转鼓柱段长度的1/2。
所述小螺旋叶片的结构为与柱锥型小转鼓相对应的柱锥式形状，两者之间的顶隙为1.0-1.5mm。
所述环形导水板上设有12个椭圆型孔，椭圆型孔呈环向分布，其轴向位置与柱锥型小转鼓的柱锥交接处对应。
所述环形挡砂板与环形导水板在轴向有距离，与柱锥型小转鼓有环向空间。
所述轴向出油口的径向位置在小竖板内缘与柱锥型小转鼓之间，径向出水口的直径比轴向出油口的直径大2-3mm。
本实用新型的有益效果是：这种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机的螺旋输送器包含螺旋输送器柱段和螺旋输送器锥段，螺旋输送器柱段的壁面上环向焊接有15个柱段竖板，螺旋输送器锥段的壁面上环向焊接有15个锥段竖板，螺旋输送器的大螺旋叶片焊接在柱段竖板和锥段竖板上。在螺旋输送器锥段的壁面3/4轴向距离处焊接有一锥型结构的挡油板。在大端法兰内端面上设有一柱锥型小转鼓，在柱锥型小转鼓的内部，螺旋输送器最左端壁面上环向焊接有15个小竖板，在小竖板上焊接有小螺旋叶片。在转鼓大端内壁面上焊接有一环形导水板，其上设有12个椭圆型孔。在转鼓大端内壁面上焊接有一环形挡砂板。在转鼓大端设有12个圆形的径向出水口，在大端法兰壁面上设有12个圆形的轴向出油口。该卧式螺旋沉降离心机在转鼓内以及转鼓外增设不同的结构，提高了液-液-固的分离效果，适用于油田采出液的分离、含油浮渣的分离以及炼油工艺冷焦废水的分离。
附图说明
图1是一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机的结构图。
图2是一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机的左半部分结构放大图。
图3是一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机的右半部分结构放大图。
图4是转鼓大端的结构图。
图5是图4（环形导水板位置）中的A-A剖视图。
图6是三相卧式螺旋沉降离心机的总装配图。
图中：1、转鼓，2、大螺旋叶片，2a、螺旋输送器柱段，2b、螺旋输送器锥段，3、大端法兰，4、小端法兰，5、左螺旋轴颈，6、右螺旋轴颈，7、摆线齿针差速器，8、柱段竖板，9、锥段竖板，10、挡油板，11、柱锥型小转鼓，12、小竖板，13、小螺旋叶片，14、环形导水板，15、椭圆型孔，16、环形挡砂板，17、径向出水口，18、轴向出油口，19、排水通道，20、排油通道，21、排砂通道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，
图1、2、3、4、5示出了一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机的结构图。图中，这种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机包括转鼓1、大螺旋叶片2、螺旋输送器、大端法兰3、小端法兰4、左螺旋轴颈5、右螺旋轴颈6和摆线齿针差速器7，转鼓1内沿着径向位置液池由内到外依次是轻液层、重液层和固体沉渣层。螺旋输送器包含螺旋输送器柱段2a和螺旋输送器锥段2b，螺旋输送器柱段2a的壁面上环向焊接有15个柱段竖板8，螺旋输送器锥段2b的壁面上环向焊接有15个锥段竖板9，螺旋输送器的大螺旋叶片2焊接在柱段竖板8和锥段竖板9上。在螺旋输送器锥段2b的壁面3/4轴向距离处焊接有一锥型结构的挡油板10，其与锥段竖板9的末端之间有2.0-10mm的间隙。大端法兰3内端面上设有一柱锥型小转鼓11，柱锥型小转鼓11的锥段轴向长度是柱锥型小转鼓11柱段长度的1/2。在柱锥型小转鼓11的内部，螺旋输送器最左端壁面上环向焊接有15个小竖板12，其与柱段竖板8末端之间有3.0-12mm的间隙；在小竖板12上焊接有小螺旋叶片13，其结构为与柱锥型小转鼓11相对应的柱锥式形状，两者之间的顶隙为1.0-1.5mm。在转鼓大端内壁面上焊接有一环形导水板14，其上设有12个椭圆型孔15，椭圆型孔15呈环向分布，其轴向位置与柱锥型小转鼓11的柱锥交接处对应。在转鼓大端内壁面上焊接有一环形挡砂板16，其与环形导水板14在轴向有距离，与柱锥型小转鼓11有环向空间。在转鼓大端设有12个圆形的径向出水口17，在大端法兰壁面上设有12个圆形的轴向出油口18，轴向出油口18的径向位置在小竖板12内缘与柱锥型小转鼓11之间，径向出水口17的直径比轴向出油口18的直径大2-3mm。螺旋输送器柱段2a和锥段2b焊接为一整体并分别与左螺旋轴颈5和右螺旋轴颈6连接；左螺旋轴颈5和右螺旋轴颈6分别通过设置在大端法兰3和小端法兰4内的轴承支撑；大端法兰3和小端法兰4通过螺钉与转鼓1连接并通过左右两端轴承座内的轴承支撑。
采用上述的技术方案，在螺旋输送器柱段2a的壁面上环向焊接有15个柱段竖板8，在螺旋输送器锥段2b的壁面上环向焊接有15个锥段竖板9，螺旋输送器的大螺旋叶片2焊接在柱段竖板8和锥段竖板9上。15个竖板的设置减小了油滴在液池中的沉降距离，增大了沉降时间，更有利于油相和水相的分离。竖板的高度根据进料含油量的大小可以改变。
螺旋输送器锥段2b的壁面3/4轴向距离处焊接有一锥型结构的挡油板10，其与锥段竖板9的末端之间有2.0-10mm的间隙，且挡油板10应当高出锥段竖板9一小段距离。此结构较柱型结构的挡油板更有效的阻止油相向出渣口方向运动，降低了出渣口的固相含油率，提升了出油口的含油率。
大端法兰3内端面上设有一柱锥型小转鼓11，柱锥型小转鼓11的小锥段轴向长度是小柱段长度的1/2，同时保证大螺旋叶片2起始端“搭”在小锥壁面上一小部分，且由于转速不同两者之间有间隙。柱锥型小转鼓将油相和水相分离开来，油相在柱锥型小转鼓11内部向出油口方向迁移排出，水相在柱锥型小转鼓11外部向出水口方向运动排出。之所以设置一柱锥型小转鼓11将液池分成两部分，是因为经过数值计算证明，只在大端法兰设置有出油口和出水口而没有任何其他特殊结构时的卧式螺旋沉降离心机分离效率较差，一大部分油滴会向排水口流出。而且小锥段向外倾斜而非向内，是因为经过计算证明向内倾斜时一大部分油滴会沿着小锥段外壁“爬坡”向出水口方向运动，从而增大了出水含油率。小锥段锥角根据进料含油量的大小可以改变。
柱锥型小转鼓11内部，螺旋输送器最左端壁面上环向焊接有15个小竖板12，其与柱段竖板8末端之间有3.0-12mm的间隙。小竖板的高度为其右端柱段竖板8高度的1/2。小竖板的设置使得在右端柱段竖板8液池内已经分离出的油相过渡进入小竖板区域时连续规律运动，而不至于运动紊乱甚至致使已经沉降的油层浮起从而影响出油口的分离效率。
小竖板12上焊接有小螺旋叶片13，其结构应为与柱锥型小转鼓11相对应的柱锥式形状，两者之间的顶隙应为1-1.5mm。小螺旋叶片的螺距是大螺旋叶片2螺距的1/3-1/2，且小螺旋叶片13接近起始于小竖板12最左端而终止于柱锥型小转鼓11小锥段顶端。小螺旋叶片的设置保证了沉降在小转鼓壁上的一部分沉渣能够顺利输送出去而不至于随着沉渣量的累计从排油口排出。
转鼓大端内壁面上焊接有一环形导水板14，其上设置有12个椭圆型孔15，呈环向分布，其轴向位置与柱锥型小转鼓11的柱锥交接处对应。导水板的设置使得随液体水通过的一小部分油相就会被导水板挡在小转鼓锥段壁面附近区域，同时被水挤回到油相通道中而避免进入水相通道随水排出。导水板内缘与小转鼓应当采用O型密封圈密封连接（图中未画出），确保不会漏油。
转鼓大端内壁面上焊接有一环形挡砂板16，其与导水板在轴向有距离，与柱锥型小转鼓有一定的环向空间。挡砂板的顶端应当高出导水板椭圆型孔的内边缘，这样随液体水通过的一小部分油滴就会被导水板挡在小锥段壁面附近区域，同时被水挤回到油相通道中而避免进入水相通道随水排出。
转鼓大端设置有12个圆形径向出水口17，大端法兰壁面上设置有12个圆形轴向出油口18，出油口径向位置应当在小竖板内缘与小转鼓之间，出水口的直径应当比出油口的直径大2-3mm，出水口应当设置在环形导水板14的左端且两者之间有轴向距离。
这种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机的工作原理是：如图2、3、6所示，进入转鼓液池中的物料在转鼓转动所产生的强大的离心力作用下，油相由于在混合料液三者中密度最低，逐渐甩入柱段竖板8的通道中，在竖板液池区域内继续进行更进一步的油水分离。在竖板通道中沿着轴向逐渐向转鼓大端运动，之后进入小竖板12和小螺旋叶片13区域内，最后从轴向出油口18排出，流入机壳油相通道后从排油通道20排出机壳外收集。通过锥段竖板9区域的油相运动至挡油板10左端区域时，会被挡油板10挡住而阻止其继续向出渣口方向运动。水相在油相的外层，沿着轴向运动至转鼓大端后，先进入柱锥型小转鼓11与环形挡砂板16之间的环状空间，之后穿过环形导水板14上的椭圆型孔15，最后从径向出水口17排出，流入壳体水相通道后从机壳排水通道19排出机壳外收集。固相颗粒由于密度最大，随着转鼓1的转动逐渐甩至转鼓1壁面区域，在转鼓和螺旋输送器转速差的作用下，由大螺旋叶片2推送至最右端出渣口排出，从机壳排砂通道21排出壳体外收集。在此过程当中，运动至环形挡砂板16与转鼓1壁面区域的渣层会被环形挡砂板16挡住而阻止其向出水口方向运动，而一部分固体颗粒会沉积在柱锥型小转鼓11的壁面上，在柱锥型小转鼓11和设置在小竖板12上的小螺旋叶片13转速差的作用下，由小螺旋叶片13沿着柱锥型小转鼓11的柱锥壁面逐渐推送出去，然后继续沉降在转鼓1壁面附近区域，之后由起始端“搭”在小锥段壁面上的大螺旋叶片2输送至出渣口排出，固体沉渣最后由清运车运走集中处理。这样就达到了出油口脱水、出水口除油以及出渣口排渣的目的，实现了油水渣三相的分离。
Claims (7)
1.一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机，包括转鼓（1）、大螺旋叶片（2）、螺旋输送器、大端法兰（3）、小端法兰（4）、左螺旋轴颈（5）、右螺旋轴颈（6）和摆线齿针差速器（7），所述转鼓（1）内沿着径向位置液池由内到外依次是轻液层、重液层和固体沉渣层，其特征在于，所述螺旋输送器包含螺旋输送器柱段（2a）和螺旋输送器锥段（2b），螺旋输送器柱段（2a）的壁面上环向焊接有15个柱段竖板（8），螺旋输送器锥段（2b）的壁面上环向焊接有15个锥段竖板（9）；螺旋输送器的大螺旋叶片（2）焊接在柱段竖板（8）和锥段竖板（9）上；在螺旋输送器锥段（2b）的壁面3/4轴向距离处焊接有一挡油板（10）；所述大端法兰（3）内端面上设有一柱锥型小转鼓（11）；在柱锥型小转鼓（11）的内部、螺旋输送器最左端壁面上环向焊接有15个小竖板（12），其与柱段竖板（8）末端之间有3.0-12mm的间隙；在小竖板（12）上焊接有小螺旋叶片（13）；在转鼓大端内壁面上焊接有一环形导水板（14）和一环形挡砂板（16）；转鼓大端设有12个圆形的径向出水口（17），在大端法兰（3）壁面上设有12个圆形的轴向出油口（18）；所述螺旋输送器柱段（2a）和锥段（2b）焊接为一整体并分别与左螺旋轴颈（5）和右螺旋轴颈（6）连接；左螺旋轴颈（5）和右螺旋轴颈（6）分别通过设置在大端法兰（3）和小端法兰（4）内的轴承支撑；大端法兰（3）和小端法兰（4）通过螺钉与转鼓（1）连接并通过左右两端轴承座内的轴承支撑。
2.根据权利要求1所述的一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机，其特征在于，所述挡油板（10）为锥形结构，其与锥段竖板（9）的末端之间有2.0-10mm的间隙。
3.根据权利要求1所述的一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机，其特征在于，所述柱锥型小转鼓（11）的锥段轴向长度是柱锥型小转鼓（11）柱段长度的1/2。
4.根据权利要求1所述的一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机，其特征在于，所述小螺旋叶片（13）的结构为与柱锥型小转鼓（11）相对应的柱锥式形状，两者之间的顶隙为1.0-1.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机，其特征在于，所述环形导水板（14）上设有12个椭圆型孔（15），椭圆型孔（15）呈环向分布，其轴向位置与柱锥型小转鼓（11）的柱锥交接处对应。
6.根据权利要求1所述的一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机，其特征在于，所述环形挡砂板（16）与环形导水板（14）在轴向有距离，与柱锥型小转鼓（11）有环向空间。
7.根据权利要求1所述的一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机，其特征在于，所述轴向出油口（18）的径向位置在小竖板（12）内缘与柱锥型小转鼓（11）之间，径向出水口（17）的直径比轴向出油口（18）的直径大2-3mm。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721824599.6U Withdrawn - After Issue CN207786831U (zh) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | 一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207786831U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108126834A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-08 | 大连理工大学 | 一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机 |
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-
2017
- 2017-12-25 CN CN201721824599.6U patent/CN207786831U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108126834A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-08 | 大连理工大学 | 一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机 |
| CN108126834B (zh) * | 2017-12-25 | 2023-12-22 | 大连理工大学 | 一种脱水、除油及排渣三相卧式螺旋沉降离心机 |
| CN112250278A (zh) * | 2019-07-22 | 2021-01-22 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种对冲式油泥干化设备 |
| CN112250278B (zh) * | 2019-07-22 | 2022-11-04 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种对冲式油泥干化设备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20180831 Effective date of abandoning: 20231222 |
|
| AV01 | Patent right actively abandoned |
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