CN210434036U - 油水分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油水分离装置，其包括：容器；进液管，与所述容器外部相连；出油管，与所述容器外部相连；出水管，与所述容器下端相连，所述出水管包括第一管和第二管，通过调节所述第二管的高度控制所述容器的出水液位；以及滑杆，设置于所述容器外部，且所述滑杆装有一滑块，所述滑块与所述第二管的出水口相连。本实用新型所述油水分离装置不仅能够提高出水液位，水的含油量下降，改善出水品质，而且也能够降低出水液位，油的含水率下降，提高出油品质。

Description

油水分离装置

技术领域

本实用新型属于水溶性染料萃取领域，尤其涉及一种油水分离装置。

背景技术

油水静置分离罐通常设计为出水口高度固定的装置，使罐中的水位保持在较高的位置，水中的油析出后富集于水上部排出。但在实际使用过程中，在静置罐中的油水混合体是通过重力作用，逐步形成油水含量的梯度变化，若出水口太高，上部液体往往还没有形成完全的油层就从排油端排出，造成收集的油相中含较大量的水,出水口过低，又会使排出的水中含有相当量的油。

因此需要对现有技术中的问题提出解决办法。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种油水分离装置，其包括：容器；进液管，与所述容器外部相连；出油管，与所述容器外部相连；出水管，与所述容器下端相连，所述出水管包括第一管和第二管，通过调节所述第二管的高度控制所述容器的出水液位；以及滑杆，设置于所述容器外部，且所述滑杆装有一滑块，所述滑块与所述第二管的出水口相连。

进一步地，所述油水分离装置还包括第一导流板和第二导流板，所述第一导流板和所述第二导流板相对设置于所述容器内部，且与所述进液管相对应。

进一步地，所述容器包括第一罐体和第二罐体，其中所述第一罐体包括第一圆柱、圆锥台和第二圆柱。

进一步地，所述圆锥台设于所述第一圆柱上，所述第二圆柱设于所述圆锥台上。

进一步地，所述第二罐体底端与所述圆锥台底部等高。

进一步地，所述出油管设于所述第二罐体底端。

进一步地，所述出水液位的可调范围为0至0.1m。

进一步地，所述第一管为L型硬管。

进一步地，所述第二管为软管。

进一步地，所述第一导流板和所述第二导流板均为夹角为60°的扇形平板，且径向长度均为所述第一圆柱半径r的三分之二，所述第一导流板和所述第二导流板设置在所述第一罐体内的所述进液管的上下两端。

本实用新型实施例通过油水分离装置的出水口处设置一带有滑块的滑杆，出水口与滑块相连，使出水口在一定范围内调节第二管的高度控制油水分离装置的出水液位。当出水中含油量高时，移动出水口的滑块使出水液位提高，改善出水品质；当出油中含水率过高，移动出水口的滑块使出水液位降低，提高出油品质。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其有益效果显而易见。

图1是本实用新型实施例提供的油水分离装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的导流板的结构示意图。

图3时本实用新型实施例提供的第一油水平衡界面位置示意图。

图4时本实用新型实施例提供的第二油水平衡界面位置示意图。

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，本领域技术人员在没有作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。

本实用新型的说明书和权利要求书以及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在实用新型中，下文论述的附图以及用来描述本实用新型公开的原理的各实施例仅用于说明，而不应解释为限制本实用新型公开的范围。所属领域的技术人员将理解，本实用新型的原理可在任何适当布置的系统中实施。将详细说明示例性实施方式，在附图中示出了这些实施方式的实例。此外，将参考附图详细描述根据示例性实施例的终端。附图中的相同附图标号指代相同的元件。

本实用新型说明书中使用的术语仅用来描述特定实施方式，而并不意图显示本实用新型的概念。除非上下文中有明确不同的意义，否则，以单数形式使用的表达涵盖复数形式的表达。在本实用新型说明书中，应理解，诸如“包括”、“具有”以及“含有”等术语意图说明存在本实用新型说明书中揭示的特征、数字、步骤、动作或其组合的可能性，而并不意图排除可存在或可添加一个或多个其他特征、数字、步骤、动作或其组合的可能性。附图中的相同参考标号指代相同部分。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种油水分离装置，包括：容器1、第一罐体10、第一圆柱110、圆锥台120、第二圆柱130、第二罐体20、出油管30、进液管40、出水管50、第一管510、第二管520、滑杆60、滑块610、第一导流板70以及第二导流板80。

容器1包括第一罐体10和第二罐体20，其中第一罐体10用于装油水混合液体，第二罐体20用于装分离出的油。第一罐体10包括第一圆柱110、圆锥台120和第二圆柱130。圆锥台120设于第一圆柱110上，第二圆柱130设于圆锥台120上，且第二罐体20底端与圆锥台120底部等高。

出油管30与容器1的外部相连，设于第二罐体20底端，用于排出分离出的油。

进液管40与容器1的外部相连，用于输送油水混合液体。

出水管50与容器1的下端相连，用于排出分离出的水，出水管50包括第一管510和第二管520，其中第一管510为L型硬管，第二管520为软管。第二管520的高度可调节，从而控制容器1的出水液位，出水液位的可调范围为 0至0.1m。

滑杆60设置于容器1的外部，且设有一滑块610，该滑块610与第二管 520的出水口相连，通过滑块610在滑杆60上滑动，调节第二管520的高度，从而能够控制容器1的出水液位。

第一导流板70和第二导流板80相对设置于容器1内部，进液管40的上下的扇形平板，用于引导油水混合液体进入容器1时首先在水平方向上扩散，减少对容器1内不同高度层面的相对静置状态液层的流动干扰。其结构示意图的俯视图，如图2所示，第一导流板70和第二导流板80均为夹角为60°的扇形平板，分别第一罐体内的进液管的上下两端，引导进液水流沿水平方向扩散，且扇面的径向长度均为第一圆柱110半径r的三分之二。

以下以具体参数说明。

第一圆柱110的直径A＝1.6m，第二圆柱130的直径B＝0.8m，容器1的高度C＝2.4m，第一圆柱110的高度D＝1.6m，第二圆柱130距容器1上沿平面的垂直距离E＝0.1m，第二圆柱130的高度F＝0.15m，进液管40的高度G＝0.98m，第一导流板70和第二导流板80的间距I＝0.05m，滑杆60的长度J＝0.6m，滑杆60的高度M＝1.7m，第一管510的高度N＝1.7m，第二管520的长度K＝0.8 以及出水液位的最大可调范围X＝0.1m。

具体的分离过程如下：

输入油水分离装置的液体流量为1吨/小时，进液的油水体积比率约为1:1，其中水相含80克/升的硫酸钠，水相比重d₁＝1.07，油相为萃取剂，油相比重约为d₂＝0.89。

第一罐体10的容积计算

第一圆柱110

V₁＝3.14(A/2)²D

＝3.14×(1.6/2)²×1.6

＝3.215m³

圆锥台120

V₂＝1/3(C-D-E-F)×3.14[(A/2)²+(A/2)(B/2)+(B/2)²]

＝1/3×(2.4-1.6-0.1-0.15)×3.14×[(1.6/2)²+(1.6/2)×(0.8/2)+(0.8/2)²]

＝0.645m³

第二圆柱130

V₃＝3.14(B/2)²F

＝3.14×(0.8/2)²×0.15

＝0.075m³

第一罐体10的总容积

V＝3.215+0.645+0.075

＝3.94m³

假设以油水比1:1的液体将第一罐体10装满，并静置充分长的时间，使油水完全分离，则油水界面距第一罐体10底部的高度为O。此时的O为水相体积占第一罐体10总体积一半时的高度，则

O＝V/2/[(3.14(A/2)²]

＝3.94/2/(3.14×(1.60/2)²)

＝0.98m

若此时移动滑块610使出水液位位于最高点，刚能够将第一罐体10底部的水排出，则出水液位距第一罐体10底端的距离为H，第一罐体10内底部油加水的总压强与能够将水排出至出水口高度H的压强相等，即

V/2×d₁+V/2×d₂＝3.14(A/2)²×H×d₁

H＝[(V/2×(d₁+d₂)]/[(3.14(A/2)²×d₁]

＝[3.94/2×(1.07+0.89)]/[(3.14×(1.6/2)²×1.07]

＝1.80m

因此当出水液位的高度为H＝1.80m，第一罐体10内充满油水比为1:1的油水混合液体，并已充分静置分离，则此时从进液管40继续送入该油水混合液体，则在出水口出水，油在第一罐体10的上部的第二圆柱130溢出，通过出油管30收集。若进液的油与水在第一罐体10内停留时很易相互分离，同时进液的流速较低，使油水混合液体在第一罐体10内有足够的停留时间让油与水完全分离，则不含水的油，和不含油的水，分别由出油管和出水管排出，且出油量和出水量的比例与进液的油水比相同(理想状态)。

在实际使用过程中，不同的油与水混合后，分离开来的时间会有较大的差异；同时进液必须有相当的流量以保证生产过程的效率，在容器容积确定的条件下，容器内的油水分布情况为油水混合液体的油水比随距离容器底部的高度而变化。高度越高，油的比例越大，水含量越小；高度越低，油的比例越小，水含量越高。定义以一定油水比的进液加满容器后充分静置后，油水完全分离的油水界面位置，为进液油水比例在容器中的平衡点，即油水平衡界面。因此上部排出的油会含少量的水，从下部排出的水中会含少量的油。为方便计算，以上下直径相同的圆柱形油水静置分离罐为例，如图3所示，在高度为G_A的第一油水平衡界面100位置进液，可使进液的油水比与容器内平衡的油水比一致，从而可减少由于含油浓度梯度不同所造成的扰动，提高油水静置分离的效果，出水口的高度为H_A。

如果需要使分出的油含水量降低，可通过调节出水口的高度来实现，如图 4所示。当出水口的高度为H_B，下降的高度为X，则容器中高度为G_B的第二油水平衡界面200相对第一油水平衡界面100下降的高度为Y。X与Y的关系可由下式导出

设：圆柱形容器高为C，直径为D,水相比重为d₁，油相比重为d₂，水相体积V_水，油相体积V_油，若进液的油水比为1:1，当出水口高度为H_A时，罐内油水平衡时的界面高度G_A＝C/2，C为已知常数

V_水d₁+V_油d₂＝H_Aπ(D/2)²×d₁ (1)

因为进液的油水比为1:1，

则V_水＝V_油＝G_Aπ(D/2)²＝C/2π(D/2)²

所以d₁H_A＝d₁G_A+d₂(C-G_A)＝d₁C/2+d₂C/2＝(d₁+d₂)C/2 (2)

同理d₁H_B＝d₁G_B+d₂(C-G_B) (3)

G_A＝G_B+Y (4)

H_A＝H_B+X (5)

(1)中得

H_A＝((d₁+d₂)/d₁)(C-G_A)＝((d₁+d₂)/d₁)C/2 (6)

G_A＝C/2代入(3)得

G_B＝G_A–Y＝C/2–Y (7)

(7)代入(3)得

H_B＝(d₁G_B+d₂(C-G_B))/d₁＝(d₁(C/2–Y)+d₂((C-(C/2–Y)))/d₁

＝(d₁(C/2–Y)+d₂(C/2+Y))/d₁

＝(d₁C/2–d₁Y+d₂C/2+d₂Y)/d₁

＝((d₁+d₂)C/2-(d₁-d₂)Y)d₁ (8)

(6),(7),(8)代入(5)得

X＝H_A–H_B＝((d₁+d₂)/d₁)C/2-((d₁+d₂)C/2-(d₁-d₂)Y)d₁

＝((d₁-d₂)Y)d₁

＝(1-d₂/d₁)Y (9)

因为d₂<d₁,所以

0<X<Y(10)

以d₁＝1.07,d₂＝0.89代入(9)可得

X＝(1-0.89/1.07)Y＝0.168Y (11)

从(11)得

Y＝X/0.168＝5.94X (12)

当X＝5cm代入(12)，

Y＝5.94×5＝29.72cm (13)

由(13)可得，当出水口下降5cm时，容器内的油水平衡界面高度将下降近 30cm，使油相为主的静置空间增大，在重力作用下可显著降低出油中的含水量，提高出油的品质。但这样会使水相为主的静置空间减小，出水的含油量可能有所增加。同理，若主要关注出水的品质，则可使出水口提高，压缩油的静置空间，增大水的静置空间，能够有效降低裹协在水中的油，降低出水的含油量。

以上对本实用新型实施例所提供的一种油水分离装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种油水分离装置，其特征在于，包括：

容器；

进液管，与所述容器外部相连；

出油管，与所述容器外部相连；

出水管，与所述容器下端相连，所述出水管包括第一管和第二管，通过调节所述第二管的高度控制所述容器的出水液位；以及

滑杆，设置于所述容器外部，且所述滑杆装有一滑块，所述滑块与所述第二管的出水口相连。

2.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，还包括第一导流板和第二导流板，所述第一导流板和所述第二导流板相对设置于所述容器内部，且与所述进液管相对应。

3.根据权利要求2所述的油水分离装置，其特征在于，所述容器包括第一罐体和第二罐体，其中所述第一罐体包括第一圆柱、圆锥台和第二圆柱。

4.根据权利要求3所述的油水分离装置，其特征在于，所述圆锥台设于所述第一圆柱上，所述第二圆柱设于所述圆锥台上。

5.根据权利要求3所述的油水分离装置，其特征在于，所述第二罐体底端与所述圆锥台底部等高。

6.根据权利要求3所述的油水分离装置，其特征在于，所述出油管设于所述第二罐体底端。

7.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，所述出水液位的可调范围为0至0.1m。

8.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，所述第一管为L 型硬管。

9.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，所述第二管为软管。

10.根据权利要求3所述的油水分离装置，其特征在于，所述第一导流板和所述第二导流板均为夹角为60°的扇形平板，且径向长度均为所述第一圆柱半径r的三分之二，所述第一导流板和所述第二导流板设置在所述第一罐体内的所述进液管的上下两端。

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