CN211871869U - 一种超声波空化处理油泥砂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声波空化处理油泥砂装置，涉及一种净化处理系统，圆柱型罐体的顶部中心位置设有油水溢流孔；圆柱罐体上部距油水溢流孔下300mm‑1800mm的外壁切向设置油泥沙浆入口管线；从圆柱罐体上部内壁油泥沙浆入口开始设置螺旋向下，螺距100mm‑600mm的油泥沙浆旋流导流槽1‑3周；在圆柱罐体内下部，距油泥沙浆入口6—16倍旋流导流槽螺距的罐内中间平面上，安置频率10KHz‑20KHz、脉冲宽度6ms‑10ms、超声波辐照方向向上、单支振荡器声场强度在0.3w/cm²‑0.8w/cm²之间、分区间可调的3kw‑8kw可调型超声波换能器；在圆柱罐体底部安装螺旋输送型搅拌器。

Description

一种超声波空化处理油泥砂装置

技术领域

本实用新型涉及一种净化处理系统，特别涉及一种超声波空化处理油泥砂装置。

背景技术

目前，在国内外使用物理热化学水洗法净化处理油泥沙的过程中，比较广泛的选择了超声波空化处理的技术，但是处理不同性质油泥沙后的净泥沙含油率差别很大，无法达到«陆上石油天然气开采含油污泥资源化综合利用及污染控制技术»的要求。

造成这种现象的原因，主要在以下几个方面：

（1）现有的超声波处理油泥砂装置使用的超声波功率和声场强度基本上都是固定的，而且有使用超声波功率和声场强度越来越大的趋势,最大的超声波换能器单支功率已达40KW以上，声场强度超过20W/cm²。可是不同物性的油泥砂应该使用不同功率的超声波和声场强度进行空化处理，当使用的超声波声强太小时,水“粒子”的位移振幅较小,起不到破乳作用。使用的超声波功率过大，声强超过某一数值时，则会导致已经从泥砂颗粒上剥离的原油重新混掺并吸附在净泥砂颗粒上，造成处理后的净泥砂含油率无法达标。

（2）目前实际应用的超声波空化处理油泥砂的频率普遍在21KHz以上，这是因为超声波的定义是指震动频率在每秒钟20KHz以上的声波叫超声波。但是根据声学的基本原理：介质对声波的吸收系数与频率的平方成正比，超声波的频率越低，在水中的衰减越慢，破乳声场越均匀，在相同的声强条件下，相对低的频率可增大超声波破乳的有效辐照距离。所以为了提高超声波空化处理油泥沙的效率，需要选择人的听觉可以接受的10KHz-20KHz的超低频率超声波净化处理油泥砂。

（3）超声波处理油泥砂需要辐照一定的时间才能产生效果，为了让油泥砂颗粒在这段时间内能保持接受超声波辐照，就要对油泥砂浆不停的进行搅拌，以防油泥砂颗粒下沉，这就造成从某一粒泥砂上剥离下的污油在上浮过程中吸附到另一粒已被剥离污油的泥砂颗粒上。

（4）在超声波空化处理油泥砂浆的有效时间内，为了防止净泥砂沉积，造成无法利用水混合外输，要对已处理干净的泥砂不停地进行搅拌，这就造成了干净的细泥颗粒上浮，重新与原油混合，使处理后的净泥砂含油率上升。

（5）已经从油泥沙颗粒上剥离的原油，即使已经上浮在液面，如果没有及时离开油泥砂浆，就会在对油泥砂浆进行搅拌的过程中，与被处理干净的净泥砂再次混合，从而造成处理后的净泥砂含油率不达标。

（6）为提高工效需要采用连续空化处理的工艺，可是在连续空化处理的工况下，机械搅拌无法将不同时间输入的油泥沙浆区分开来，使有的油泥沙颗粒超声波空化处理时间过长，有的油泥沙颗粒超声波空化处理时间过短，从而造成排出的净泥砂含油率很难稳定达标。

因此，提供一种超声波选择合理，空化处理高效，处理过程中油和泥砂分层清晰，能够方便的实现净泥砂浆与水混合外输的超声波空化处理油泥砂的装置，已成为当前该领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种超声波选择合理，空化处理高效，油和泥砂分层清晰，在连续处理油泥砂的工况条件下，油能随时排出，净泥砂能够连续分层集聚，并能够方便的实现泥砂与水混合外输的超声波空化处理油泥砂的装置。

为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：一种超声波空化处理油泥沙的装置；

其特征在于：圆柱型罐体的顶部中心位置设有油水溢流孔；圆柱罐体上部距油水溢流孔下300mm-1800mm的外壁切向设置油泥沙浆入口管线；从圆柱罐体上部内壁油泥沙浆入口开始设置螺旋向下，螺距100mm-600mm的油泥沙浆旋流导流槽1-3周；在圆柱罐体内下部，距油泥沙浆入口6—16倍旋流导流槽螺距的罐内中间平面上，安置频率10KHz-20KHz、脉冲宽度6ms-10ms、超声波辐照方向向上、单支超声波振荡器输出声场强度在0.3w/cm²-0.8w/cm²之间、分区间可调的3kw-8kw可调型超声波换能器；在圆柱罐体底部安装螺旋输送型搅拌器；螺旋输送型搅拌器末端联接泥砂浆液出口管线。

本实用新型的有益效果是：可以选择不同物性油泥沙净化处理所需要的超声波声场强度，提高了超声波空化处理油泥沙的效果，超低频超声波增大了超声波破乳的有效辐照距离，使原油更好的从油泥沙颗粒上剥离，不同高度剥离出的原油在旋流场作用下立即运移到罐体中心后上浮至油水溢流孔溢出，净泥砂在任何高度都沿罐体内壁螺旋型下沉，没有净化的油泥砂在罐体内壁与罐体中心之间继续接受超声波辐照并在下落的过程中实现油与泥砂的分离，罐体底部安装的螺旋输送型搅拌器可以保证净泥砂与水混合外输并防止净泥砂上浮。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图中：1油泥砂浆入口管线，2油水溢流孔，3罐体，4油泥砂浆旋流导流槽，5超声波换能器，6螺旋输送型搅拌器，7净泥砂浆出口管线，8超声波振荡器。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：

如图1所示一种超声波空化处理油泥砂装置，该装置在罐体3圆柱部分上部的外壁切向设置油泥沙浆入口管线1，顶部中心位置设有油水溢流孔2，在罐体3圆柱部分上部内壁油泥砂浆入口1开始设置螺旋向下的油泥砂浆旋流导流槽4，在罐体3圆柱部分下部设置频率10KHz-20KHz、脉冲宽度6ms-10ms、超声波辐照方向向上、单支超声波振荡器8的声场强度在0.3w/cm²-0.8w/cm²之间、输出功率分区间可调的3kw-8kw可调型超声波换能器5，在罐体3圆锥形底部设置螺旋输送型搅拌器6，在螺旋输送型搅拌器6末端设置净泥砂浆出口管线7。

该装置工作原理：首先根据每小时需要处理油泥砂的数量和适当用水量，确定油泥砂浆入口的浆液流量；然后使用与罐体同径的敞口罐，并装满高于入口的液体，用泥浆泵沿罐体切向注入设定流量的泥沙浆液，通过调整供液压力，观察液面漂浮物的旋转速度，根据保持10转/分钟-40转/分钟的旋流场需要，确定油泥砂浆入口的浆液压力；再使用与罐体同径的敞口罐，分段安装实验旋流导流槽，并装满高于入口的液体，用泥浆泵沿罐体切向注入导流槽内设定流量和压力的泥沙浆液，观察旋流导流槽内沿和上沿是否有泥沙沉积，以没有泥沙沉积的状态，确定油泥砂浆旋流导流槽的宽度、螺距和圈数。实际工作时，带有设定压力和流量的油泥砂浆，从罐体圆柱部分上部外壁切向设置的油泥砂浆入口管线进入处理油泥砂的装置；在罐体圆柱部分上部低于油水溢流孔300mm-800mm的内壁，从油泥砂浆入口处开始设置1-3周、槽深100mm、螺距100mm-600mm、螺旋向下的油泥砂浆旋流导流槽，在油泥砂浆旋流导流槽的导引下，油泥砂浆的动能使罐体内的油泥砂浆形成旋流场；通过油泥砂浆出口泵排出节流，利用油泥砂浆入口的浆液压力，再加上油比重小于水的上浮力，实现油泥砂浆出口节流的流量加油水溢流孔自流的流量等于油泥砂浆入口流量，并随时将泥砂颗粒上剥离的原油立刻向圆柱罐体的中心集聚并上浮至油水溢流孔溢出；在罐体圆柱部分下部距油泥沙浆入口6—16倍旋流导流槽螺距的罐内中间平面上，安装的可调型超声波换能器，根据被处理油泥沙的原油物性，向上辐照最大声场强度在0.3w/cm²-0.8w/cm²之间，脉冲宽度6ms-10ms，输出功率3kw-8kw之间，频率10KHz-20KHz的超低频超声波，使油泥砂颗粒在随旋流场下落的过程中不断被超声波空化处理剥离原油，在任何高度剥离出的原油在旋流场的作用下都立刻向罐体的中心集聚并上浮至油水溢流孔溢出，净泥砂在任何高度都在上快下慢的状态沿罐体内壁螺旋型下沉，没有净化的油泥砂在罐内壁与罐中心之间继续接受超声波辐照并在下落的过程中实现油与泥砂的分离；下落的泥砂通过罐体底部倒锥面的集聚，由螺旋输送型搅拌器将泥砂浆液送人净泥砂浆出口管线，出口管线的流量是入口管线的流量减去油水溢流孔的溢流量，压力根据下一步工艺流程的需要设定。

上述参照实例对一种超声波空化处理油泥砂装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种超声波空化处理油泥砂装置，其特征在于：圆柱型罐体的顶部中心位置设有油水溢流孔；圆柱罐体上部距油水溢流孔下300mm-1800mm的外壁切向设置油泥沙浆入口管线；从圆柱罐体上部内壁油泥沙浆入口开始设置螺旋向下，螺距100mm-600mm的油泥沙浆旋流导流槽1-3周；在圆柱罐体内下部，距油泥沙浆入口6—16倍旋流导流槽螺距的罐内中间平面上，安置频率10KHz-20KHz、脉冲宽度6ms-10ms、超声波辐照方向向上、单支超声波振荡器输出声场强度在0.3w/cm²-0.8w/cm²之间、分区间可调的3kw-8kw可调型超声波换能器；在圆柱罐体底部安装螺旋输送型搅拌器。

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