CN220201846U - 模块化纤维聚结液液分离系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及混合液分离系统，提供一种模块化纤维聚结液液分离系统，包括用于输送混合液的输液装置和若干纤维聚结分离模块，纤维聚结分离模块包括用于破乳聚结的纤维聚结装置和用于沉降分离的分离装置，纤维聚结装置的排液口连接分离装置的进液口，输液装置依次连接多个纤维聚结分离模块，位于上级的纤维聚结分离模块的分离精度大于位于下级的纤维聚结分离模块的分离精度。本实用新型模块化纤维聚结液液分离系统能够提高混合液相分离速率，达到良好的分离拦阻效果。

Description

模块化纤维聚结液液分离系统

技术领域

本实用新型涉及混合液分离系统，具体地，涉及一种模块化纤维聚结液液分离系统。

背景技术

在石油生产加工行业，由于原油加工、存储、运输过程中会导致油品中存在一定量水分，从而影响成品油的质量和实际使用效果，从而造成巨大的经济损失。除此以外，工业废水中的分散油、乳化油、溶解油以及其他化学成分也会造成环境污染，影响水质。

现有的液液分离技术中，化学分离破乳技术如电化学、高级氧化、等离子分离等技术往往会引起乳化液成分变化，而且成本高昂，处理条件受限。物理破乳中，常用的离心沉降只能够对物理性质差异较大的液液进行分离，混合液中存在乳化液较难用该方法分离。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模块化纤维聚结液液分离系统，该模块化纤维聚结液液分离系统能够提高混合液相分离速率，达到良好的分离拦阻效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种模块化纤维聚结液液分离系统，包括用于输送混合液的输液装置和若干纤维聚结分离模块，所述纤维聚结分离模块包括用于破乳聚结的纤维聚结装置和用于沉降分离的分离装置，所述纤维聚结装置的排液口连接所述分离装置的进液口，所述输液装置依次连接多个所述纤维聚结分离模块，所述输液装置连接位于第一级的所述纤维聚结分离模块的所述纤维聚结装置的进液口，位于上级的所述纤维聚结分离模块中的所述分离装置的轻组分排液口连接位于下级的所述纤维聚结分离模块中的所述纤维聚结装置的进液口，位于上级的所述纤维聚结分离模块的分离精度大于位于下级的所述纤维聚结分离模块的分离精度，所述分离装置设有用于排出沉降分离出的重组分排液口。

作为一种具体实施方式，所述输液装置依次连接两个所述纤维聚结分离模块，两个所述纤维聚结分离模块包括一级纤维聚结分离模块和二级纤维聚结分离模块，所述一级纤维聚结分离模块包括一级纤维聚结装置和一级分离装置，所述二级纤维聚结分离模块包括二级纤维聚结装置和二级分离装置。

作为一种具体实施方式，所述纤维聚结装置包括由亲水疏油纤维和亲油疏水性纤维编织形成的纤维聚结丝网，所述纤维聚结丝网设于所述纤维聚结装置的进液口和排液口之间。

作为一种具体实施方式，所述一级纤维聚结装置的一级纤维聚结丝网的孔隙率小于所述二级纤维聚结装置的二级纤维聚结丝网的孔隙率，且所述一级纤维聚结丝网和所述二级纤维聚结丝网的孔隙率均大于70％。

作为一种具体实施方式，所述纤维聚结丝网的编织角度范围为40°～60°。

作为一种具体实施方式，所述输液装置与所述一级纤维聚结装置之间设置有过滤网。

作为一种具体实施方式，所述过滤网与所述一级纤维聚结装置之间设置有整流器。

作为一种具体实施方式，所述一级纤维聚结分离模块的分离精度范围为10～50μm，所述二级纤维聚结分离模块的分离精度范围为0.1～10μm。

作为一种具体实施方式，所述分离装置为斜波纹板沉降器。

作为一种具体实施方式，所述输液装置为液压泵。

通过上述方案，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的模块化纤维聚结液液分离系统通过纤维聚结装置对混合液进行破乳聚结，以使得混合液中的分散相经由聚结与主相分层，并利用分离装置将混合液中的分散相整合成连续相，将重组分排出，同时设置有多个纤维聚结分离模块，将位于上级的分离装置的轻组分排液口连接至位于下级的纤维聚结装置的进液口，从而进行更高精度的分离，通过对混合液逐层分离，提高了混合液相分离速率，降低了液相停留时间，使得整个分离过程更加简洁便于操作和维护，综合性能优良。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本发明模块化纤维聚结液液分离系统的一种具体实施例的系统图。

附图标记说明

1输液装置 2一级纤维聚结分离模块

21一级纤维聚结装置 211一级纤维聚结丝网

22一级分离装置 3二级纤维聚结分离模块

31二级纤维聚结装置 311二级纤维聚结丝网

32二级分离装置 4过滤网

5整流器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“形成”、“设有”、“设置”、“连接”等应做广义理解，例如，连接可以是直接连接，也可以是通过中间媒介进行间接的连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间连接件间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，在未作相应说明的情况下，采用的方位词“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；对于本实用新型的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。

本实用新型提供了一种模块化纤维聚结液液分离系统，包括用于输送混合液的输液装置1和若干纤维聚结分离模块，纤维聚结分离模块包括用于破乳聚结的纤维聚结装置和用于沉降分离的分离装置，纤维聚结装置的排液口连接分离装置的进液口，输液装置1优选为液压泵，以能够为混合液提供输送动力，该输液装置1依次连接多个纤维聚结分离模块，输液装置1连接位于第一级的纤维聚结分离模块的纤维聚结装置的进液口，位于上级的纤维聚结分离模块中的分离装置的轻组分排液口连接位于下级的纤维聚结分离模块中的纤维聚结装置的进液口，位于上级的纤维聚结分离模块的分离精度大于位于下级的纤维聚结分离模块的分离精度，分离装置设有用于排出沉降分离出的重组分排液口。

本实用新型模块化纤维聚结液液分离系统能够适用于油水乳化液的液液分离，也能够适用于存在化学性质差异的液液分离，如酸烃分离。具体地，输液装置1将混合液输送至纤维聚结装置进行破乳聚结，以使得混合液中的分散相聚结与主相分层，并利用分离装置将混合液中的分散相整合成连续相，将重组分排出，通过设置有多个纤维聚结分离模块，使得位于上级的分离装置的轻组分能够从排液口输送至位于下级的纤维聚结装置内，进行更好精度的分离，实现混合液的逐层分离，提高混合液相分离速率，降低了液相停留时间。

具体地，参见图1，作为本实用新型模块化纤维聚结液液分离系统的一种具体实施例，其共设置有两个纤维聚结分离模块，输液装置1依次连接两个纤维聚结分离模块，两个纤维聚结分离模块包括一级纤维聚结分离模块2和二级纤维聚结分离模块3，一级纤维聚结分离模块2包括一级纤维聚结装置21和一级分离装置22，二级纤维聚结分离模块3包括二级纤维聚结装置31和二级分离装置32。其中，输液装置1连接一级纤维聚结装置21的进液口，一级纤维聚结装置21的排液口连接一级分离装置22的进液口，混合液经过第一级的破乳聚合之后通过一级分离装置22进行沉降分离，使得重组分从一级分离装置22的重组分排液口排出，一级纤维聚结装置21的轻组分排液口连接二级纤维聚结装置31的进液口，从而进行第二级的破乳聚结，二级纤维聚结装置31的排液口连接二级分离装置32，进行更高精度的沉降分离，沉降的重组分从二级分离装置32的重组分排液口排出，通过对混合液进行二次分离，确保液液分离效果。

作为本实用新型的优选实施方式，利用纤维改性建立材料的聚结特性(亲水或亲油特性)，将亲水疏油纤维和亲油疏水性纤维以一定角度编织填料形成纤维聚结丝网，纤维聚结装置包括该纤维聚结丝网，且该纤维聚结丝网设于所述纤维聚结装置的进液口和排液口之间，混合液相在双亲纤维的作用下实现破乳，混合液中的分散相在纤维表面聚结长大形成液滴，并在重力作用下沉降。

进一步地，通过改变纤维聚结丝网的孔隙率，能够改变纤维表面聚结长大的液滴粒径的大小，从而能够实现不同精度的分离。其中，一级纤维聚结装置21的一级纤维聚结丝网211的孔隙率小于二级纤维聚结装置31的二级纤维聚结丝网311的孔隙率，从而使得一级纤维聚结装置21聚结长大的液滴粒径大于二级纤维聚结装置31聚结长大的液滴粒径，使得二级纤维聚结分离模块3的分离精度大于一级聚结分离模块2的分离精度。优选情况下，一级纤维聚结分离模块2的分离精度范围采用10～50μm，二级纤维聚结分离模块3的分离精度范围为0.1～10μm。

需要说明的是，为了确保聚结丝网的破乳聚结效果，优选情况下，纤维聚结丝网(一级纤维聚结丝网211和二级纤维聚结丝网311)的孔隙率均大于70％，亲水疏油纤维和亲油疏水性纤维的编制角度范围为40°～60°，填充密度为400kg/m³，且需要使得混合液相在纤维聚结装置内的停留时间3s以上。

作为本实用新型的优选实施方式，参见图1，输液装置1与一级纤维聚结装置21之间设置有过滤网4，使得输入的混合液能够先经过过滤网4，过滤液相中的颗粒状杂质，避免该颗粒状杂质进入后续的一级纤维聚结分离模块2和二级纤维聚结分离模块3，保证模块的正常运行。

作为本实用新型的优选实施方式，参见图1，过滤网4与一级纤维聚结装置21之置有间设整流器5，整流器5上设置有若干通孔，能够将过滤后的混合液均匀分布，有效减少和防止液相的湍流，使得进入一级纤维聚结装置21的混合液流体能够保持层流状态，保持流量稳定、流速均匀以及具有较小的流动阻力。

作为本实用新型的具体实施方式，分离装置(一级分离装置22和二级分离装置32)为斜波纹板沉降器，其利用两相液体的比重差使轻组分富集在斜波纹板的顶部，后续轻组分借由表面张力在顶部持续富集长大，最终被带入斜波纹板的上端排液管排出，以油水分离为例，斜波纹板下表面采用亲油材质、上表面采用亲水材质，油滴汇集在斜波纹板波峰顶点并上升到油层，水滴汇聚在斜波纹板凹处而聚结长大快速下沉，因为斜波纹板在其波峰段是渐缩、叠层的，所以油水混相顺着斜波纹板做变速运动，这就增加了油滴碰撞聚结几率，从而也可使小油滴在运动过程中不断聚结变大，通过润湿、吸附、聚结等作用，在斜波纹板的下表面形成油膜，并沿板面移动、脱落。然后通过波峰、波谷以一定比率开的小孔，油上浮至上一层波纹折流板，如此进行，可层层上浮或者下降。波纹折流板采用的有机高分子材料，如表面改性的增强PP(聚丙烯)、TEFLON(聚四氟乙烯)、316L(不锈钢)等，再经特殊的表面处理，有着很好的亲油疏水性或者亲水疏油性，耐酸碱、耐高温，并且有较好的机械强度和使用寿命。利用沉降分离原理将分散相整合为连续相后，重组分位于斜波纹板沉降器的下层，并通过其底部的重组分排液口排出。

为了能够保证一级纤维聚结分离模块2和二级纤维聚结分离模块3的运行顺畅，本实用新型模块化纤维聚结液液分离系统的操作压降应控制在0～30KPa，优选情况下，在输液装置1、一级纤维聚结分离模块2和二级纤维聚结分离模块3的进液口和排液口处设置压力表进行压降的实时检测。

为了更好地理解本实用新型的技术方案，以下结合相对优选的技术特征对油水分离进行说明。

参见图1，本实用新型优选实施例提供了一种模块化纤维聚结液液分离系统，包括输液装置1、一级纤维聚结分离模块2和二级纤维聚结分离模块3，一级纤维聚结分离模块2包括一级纤维聚结装置21和一级分离装置22，二级纤维聚结分离模块3包括二级纤维聚结装置31和二级分离装置32，输液装置1依次连接一级纤维聚结装置21、一级分离装置22、二级纤维聚结装置31和二级分离装置32，其中，输液装置1为液压泵，且在该液压泵的排液口依次设置有过滤网4和整流器5。一级纤维聚结装置21的一级纤维聚结丝网211的孔隙率能够使得混合液中的分散相在纤维表面聚结长大形成粒径大于50μm的液滴，二级纤维聚结装置31的二级纤维聚结丝网311的孔隙率能够使得混合液中的分散相在纤维表面聚结长大形成粒径大于10μm的液滴。一级分离装置22和二级分离装置32均为斜波纹板沉降器，一级分离装置22的轻组分排液口连接二级纤维聚结装置31的排液口，以能够进行进一步聚结分离。

基于上述技术方案，以油水分离为例，本实用新型的工作流程如下：

输液装置1以进口压力0.1MPa对油水乳化液进行输送，其操作温度在20～50℃之间，输送流量为300L/h，油水乳化液的含量为3000ppm，首先经过过滤网4过滤液相中的颗粒状杂质，保证后续模块的正常工作，再流经整流器5，减少或防止液相湍流的产生，使得进入一级纤维聚结装置21的混合液相流体保持层流状态，在一级纤维聚结丝网211中双亲纤维的作用下实现破乳，使得混合液相中的分散相在纤维表面聚结长大形成粒径大于50μm的液滴，分散相经由聚结作用与主相分层，并进入一级分离装置22中，经过沉降分离之后，混合液中的分散相整合成连续相，其中，重组分(即水相)从一级分离装置22底部的重组分排液口排出，而位于上层的轻组分为密度交底的油水混合液，该油水混合液进入二级纤维聚结装置31中，二级纤维聚结丝网的孔隙率大于一级纤维聚结丝网211的孔隙率，其能够使得一级纤维聚结分离模块2输送过来的混合液聚结长大成粒径大于10μm的液体，随即进入二级分离装置32中进行重组分沉降分离，并将二次分离出的重组分(即水相)从二级分离装置32底部的重组分排液口排出，经过二次分离的轻组分(即油相)从轻组分排液口排出收集。

经过本实用新型模块化纤维聚结液液分离系统分离处理之后，从二级分离装置32排出的轻组分的含水量为20ppm，脱水效率达99.3％，分离拦阻效果良好；且本实用新型模块化纤维聚结液液分离系统总压降为2.0KPa，具备较小的压降损失。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种模块化纤维聚结液液分离系统，其特征在于，包括用于输送混合液的输液装置(1)和若干纤维聚结分离模块，所述纤维聚结分离模块包括用于破乳聚结的纤维聚结装置和用于沉降分离的分离装置，所述纤维聚结装置的排液口连接所述分离装置的进液口，所述输液装置(1)依次连接多个所述纤维聚结分离模块，所述输液装置(1)连接位于第一级的所述纤维聚结分离模块的所述纤维聚结装置的进液口，位于上级的所述纤维聚结分离模块中的所述分离装置的轻组分排液口连接位于下级的所述纤维聚结分离模块中的所述纤维聚结装置的进液口，位于上级的所述纤维聚结分离模块的分离精度大于位于下级的所述纤维聚结分离模块的分离精度，所述分离装置设有用于排出沉降分离出的重组分排液口。

2.根据权利要求1所述的模块化纤维聚结液液分离系统，其特征在于，所述输液装置(1)依次连接两个所述纤维聚结分离模块，两个所述纤维聚结分离模块包括一级纤维聚结分离模块(2)和二级纤维聚结分离模块(3)，所述一级纤维聚结分离模块(2)包括一级纤维聚结装置(21)和一级分离装置(22)，所述二级纤维聚结分离模块(3)包括二级纤维聚结装置(31)和二级分离装置(32)。

3.根据权利要求2所述的模块化纤维聚结液液分离系统，其特征在于，所述纤维聚结装置包括由亲水疏油纤维和亲油疏水性纤维编织形成的纤维聚结丝网，所述纤维聚结丝网设于所述纤维聚结装置的进液口和排液口之间。

4.根据权利要求3所述的模块化纤维聚结液液分离系统，其特征在于，所述一级纤维聚结装置(21)的一级纤维聚结丝网(211)的孔隙率小于所述二级纤维聚结装置(31)的二级纤维聚结丝网(311)的孔隙率，且所述一级纤维聚结丝网(211)和所述二级纤维聚结丝网(311)的孔隙率均大于70％。

5.根据权利要求3所述的模块化纤维聚结液液分离系统，其特征在于，所述纤维聚结丝网的编织角度范围为40°～60°。

6.根据权利要求2所述的模块化纤维聚结液液分离系统，其特征在于，所述输液装置(1)与所述一级纤维聚结装置(21)之间设置有过滤网(4)。

7.根据权利要求6所述的模块化纤维聚结液液分离系统，其特征在于，所述过滤网(4)与所述一级纤维聚结装置(21)之间设置有整流器(5)。

8.根据权利要求2所述的模块化纤维聚结液液分离系统，其特征在于，所述一级纤维聚结分离模块(2)的分离精度范围为10～50μm，所述二级纤维聚结分离模块(3)的分离精度范围为0.1～10μm。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的模块化纤维聚结液液分离系统，其特征在于，所述分离装置为斜波纹板沉降器。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的模块化纤维聚结液液分离系统，其特征在于，所述输液装置(1)为液压泵。