CN110499186B - 一种废矿物油杂质振荡分离装置及其分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废矿物油分离技术领域，公开了一种废矿物油杂质振荡分离装置，包括振荡分离罐，振荡分离罐从上至下依次设有溢流段、沉降分离段和缓冲分离段，沉降分离段内设有超声波振荡分离器，超声波振荡分离器上方设有废矿物油入口和液体分布器，液体分布器与废矿物油入口连通，液体分布器上设有喷嘴，液体分布器上方设有挡板，废矿物油入口、液体分布器和挡板设在沉降分离段；还公开了一种废矿物油杂质振荡分离方法。本发明的废矿物油除杂装置可以实现废矿物油中净油、固体杂质和水分的分离，与现有技术相比，本发明极大地缩短了废矿物油的分离时间；提高了分离效率，杂质去除率达90～95wt％，处理量高达3～20t/h。

Description

一种废矿物油杂质振荡分离装置及其分离方法

技术领域

本发明涉及废矿物油分离技术领域，尤其涉及了一种废矿物油杂质振荡分离装置及其分离方法。

背景技术

废矿物油，是指矿物油在使用中混入了水分、灰尘、其他杂油和机件磨损产生的金属粉末等杂质，导致颜色变黑，粘度增大，以及机油逐渐变质，生成了有机酸、胶质和沥青状物质。再生过程中必须脱除其中的水分和固体杂质，而现有的脱杂质方式主要是沉降分离。现有的沉降分离操作中，废矿物油在容器中静置8～12h后，在容器底部分离出固体杂质，容器顶部得到除去水分和固体杂质后的废矿物油，即净油。但是其分离时间长，效率低，只能分离60～80wt％的固体杂质，分离效果差，小颗粒固体杂质无法分离，这会导致后续加工设备堵塞，再生废矿物油产品质量不合格。

目前，专利号为201710824101.4的中国发明专利公开了一种废矿物油处理工艺，包括如下处理步骤：步骤一，除杂；步骤二，沉降；步骤三，取上层废油；步骤四，压滤；步骤五，闪蒸；步骤六，膜过滤；步骤七，浓液循环处理。虽然该专利能够保证后端油品的品质，但是所需的沉降时间大于24h。

专利号为201520436612.5的中国实用新型专利公开了一种多类型油品混合废矿物油过滤除杂系统，包括前端预处理装置、高速离心分离装置、中段斜板沉降装置、后端沉降分水装置等，虽然该专利的除杂效率高达98％以上，但是是经过过滤、沉淀、离心、沉降等多重除杂操作后，才能得以实现这个除杂效率，而简单的沉降达不到该效果。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述缺点，提供了一种废矿物油杂质振荡分离装置及其分离方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种废矿物油杂质振荡分离装置，包括振荡分离罐，振荡分离罐从上至下依次设有溢流段、沉降分离段和缓冲分离段；溢流段顶端设有净油出口，净油出口连通有净油收集罐；沉降分离段内设有超声波振荡分离器，超声波振荡分离器用于加速固体杂质的分离，超声波振荡分离器上方设有废矿物油入口和液体分布器，液体分布器与废矿物油入口连通，液体分布器上设有喷嘴，液体分布器上方设有挡板，挡板用于防止进入振荡分离罐内的废矿物油参入被分离出来的净油中，废矿物油入口、液体分布器和挡板设在沉降分离段；缓冲分离段底端设有水分和固体杂质出口，水分和固体杂质出口连通有杂质储存罐。

作为优选，还包括净油输送泵和杂质输送泵，净油输送泵与净油收集罐连通，缓冲分离段通过杂质输送泵与杂质储存罐连通。

作为优选，溢流段的直径小于沉降分离段，缓冲分离段的直径小于沉降分离段；沉降分离段的直径较溢流段和缓冲分离段大，可以为废矿物油的分离沉降提供足够的空间；溢流段和缓冲分离段的直径均小于沉降分离段，可以方便固体杂质和净油的排出，并更好地实现固液以及油水的分离。

作为优选，液体分布器包括环形管道，喷嘴设置在环形管道水平方向向上30～60°范围内，喷嘴为实心锥螺旋形喷嘴。

作为优选，挡板沿中线的投影完全覆盖液体分布器沿中线的投影，挡板的纵截面包括多边形、弓形、半球形或锥形。

作为优选，超声波振荡分离器包括壳体和超声波发生器，壳体安装于振荡分离罐内壁，超声波发生器设置在振荡分离罐内，壳体上设有流体通孔，流体通孔便于振荡分离罐内部的流体进行上下流动，壳体内安装有若干个振子，超声波发生器与振子信号连接，用于控制振子振动，从而实现超声波振荡分离器的振动，流体通孔设置在振子与振子之间。

作为优选，振子包括由超声波换能器和超声波变幅杆组成的超声波振动系统，超声波换能器与超声波发生器连接，用于将电能转化为机械能，产生振动；超声波变幅杆与超声波换能器连接，用于改变超声波换能器输入的振动的振幅。

作为优选，超声波发生器发生的超声波的频率为20kHz～90kHz。

一种废矿物油杂质振荡分离方法，以上述废矿物油杂质振荡分离装置进行分离，包括以下步骤：

(1)温度为60～120℃、压力为0.4～1.2MPa.G的废矿物油输送至振荡分离罐中的沉降分离段，经液体分布器排出后，进入超声波振荡分离器；

(2)废矿物油在超声波振荡分离器中停留3～5h后，分离得到上层净油、中层水分和底层固体杂质；

(3)净油溢流进入溢流段，经净油出口排出；水分和固体杂质进入缓冲分离段，经水分和固体杂质出口排出。

作为优选，步骤(1)中，废矿物油的输送速度为3～20t/h，超声波振荡分离器的超声波频率为20～90kHz。

作为优选，步骤(3)中，净油排出振荡分离罐后，进入净油收集罐，再经过净油输送泵送出；水分和固体杂质排出振荡分离罐后，通过杂质输送泵输送至杂质储存罐。

作为优选，废矿物油的杂质含量小于等于5wt％。

在超声波振荡分离器内，由于废矿物油中的净油、水分和固体杂质的密度不同，水分密度为1.0×10³kg/m³，净油密度为0.8×10³～0.89×10³kg/m³，固体杂质的密度为1.5×10³～3.0×10³kg/m³，在超声波振荡作用下，水和固体杂质向下运动，沉降进入缓冲分离段，自流排出，然后经杂质输送泵输送至杂质储存罐，净油向上运动进入溢流段，然后自流排出振荡分离罐，进入净油收集罐，最后净油收集罐中的净油经净油输送泵输送至后续设备中。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

本发明的废矿物油除杂装置可以实现废矿物油中净油、固体杂质和水分的分离，废矿物油进入振荡分离罐3～5h后就可以分离出净油、固体杂质和水分，与现有技术相比，极大地缩短了废矿物油的分离时间；与此同时，本发明的分离方法的分离效率也从现有技术的60～80wt％提高到了90～95wt％，处理量高达3～20t/h，适用于杂质含量为0～5wt％的废矿物油。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是振荡分离罐的结构示意图。

图3是超声波振荡分离器的结构示意图。

图4是超声波振动系统的连接示意图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—振荡分离罐、11—溢流段、12—沉降分离段、13—缓冲分离段、2—超声波振荡分离器、21—壳体、22—超声波发生器、23—振子、230—超声波振动系统、2301—超声波换能器、2302—超声波变幅杆、24—流体通孔、3—杂质输送泵、4—杂质储存罐、5—净油收集罐、6—净油输送泵、7—液体分布器、8—挡板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种废矿物油杂质振荡分离装置，如图1-4所示，包括振荡分离罐1，振荡分离罐1从上至下依次设有溢流段11、沉降分离段12和缓冲分离段13；溢流段11顶端设有净油出口，净油出口连通有净油收集罐5；沉降分离段12内设有超声波振荡分离器2，超声波振荡分离器2上方设有废矿物油入口和液体分布器7，液体分布器7与废矿物油入口连通，液体分布器7上设有喷嘴，液体分布器7上方设有挡板8，废矿物油入口、液体分布器7和挡板8设在沉降分离段12；缓冲分离段13底端设有水分和固体杂质出口，水分和固体杂质出口连通有杂质储存罐4。

还包括净油输送泵6和杂质输送泵3，净油输送泵6与净油收集罐5连通，缓冲分离段13通过杂质输送泵3与杂质储存罐4连通。

溢流段11的直径小于沉降分离段12，缓冲分离段13的直径小于沉降分离段12。

液体分布器7包括环形管道，喷嘴设置在环形管道水平方向向上30～60°范围内，喷嘴为实心锥螺旋形喷嘴。

挡板8沿中线的投影完全覆盖液体分布器7沿中线的投影，挡板8的纵截面包括多边形、弓形、半球形或锥形。

超声波振荡分离器2包括壳体21和超声波发生器22，壳体21安装于振荡分离罐1内壁，超声波发生器22设置在振荡分离罐1内，壳体21上设有流体通孔24，壳体21内安装有若干个振子23，超声波发生器22与振子23信号连接，用于控制振子23振动，流体通孔24设置在振子23与振子23之间。

振子23包括由超声波换能器2301和超声波变幅杆2302组成的超声波振动系统230，超声波换能器2301与超声波发生器22连接，用于将电能转化为机械能，产生振动；超声波变幅杆2302与超声波换能器2301连接，用于改变超声波换能器2301输入的振动的振幅。

超声波发生器22发生的超声波的频率为20kHz。

实施例2

一种废矿物油杂质振荡分离方法，以实施例1的废矿物油杂质振荡分离装置进行分离，其包括以下步骤：

(1)温度为60℃、压力为0.4MPa.G的废矿物油输送至振荡分离罐1中的沉降分离段12，经液体分布器7排出后，进入超声波振荡分离器2；

(2)废矿物油在超声波振荡分离器2中停留3h后，分离得到上层净油、中层水分和底层固体杂质；

(3)净油溢流进入溢流段11，经净油出口排出；水分和固体杂质进入缓冲分离段13，经水分和固体杂质出口排出。

步骤1中，废矿物油的输送速度为3t/h，超声波振荡分离器2的超声波频率为20kHz。

步骤3中，净油排出振荡分离罐1后，进入净油收集罐5，再经过净油输送泵6送出；水分和固体杂质排出振荡分离罐1后，通过杂质输送泵3输送至杂质储存罐4。

在超声波振荡分离器2内，由于废矿物油中的净油、水分和固体杂质的密度不同，水分密度为1.0×10³kg/m³，净油密度为0.8×10³～0.89×10³kg/m³，固体杂质的密度为1.5×10³～3.0×10³kg/m³，在超声波振荡作用下，水和固体杂质向下运动，沉降进入缓冲分离段13，自流排出，然后经杂质输送泵3输送至杂质储存罐4，净油向上运动进入溢流段11，然后自流排出振荡分离罐1，进入净油收集罐5，最后净油收集罐5中的净油经净油输送泵6输送至后续设备中。

本实施例中，废矿物油中的杂质含量为1.2wt％，废物矿油利用实施例1的废矿物油杂质振荡分离装置，经本实施例的分离方法分离后，水分和固体杂质的去除率为90.3wt％。

实施例3

同实施例1，所不同的是，本实施例中：

废矿物油的温度为120℃、压力为1.2MPa.G；

废矿物油在超声波振荡分离器2中停留5h；

步骤1中，废矿物油的输送速度为20t/h，超声波振荡分离器2的超声波频率为90kHz。

本实施例中，废矿物油中的杂质含量为5.0wt％，废物矿油利用实施例1的废矿物油杂质振荡分离装置，经本实施例的分离方法分离后，水分和固体杂质的去除率为95wt％。

实施例4

同实施例1，所不同的是，本实施例中：

废矿物油的温度为90℃、压力为0.6MPa.G；

废矿物油在超声波振荡分离器2中停留4h；

废矿物油的输送速度为12t/h，超声波振荡分离器2的超声波频率为55kHz。

本实施例中，废矿物油中的杂质含量为3.4wt％，废物矿油利用实施例1的废矿物油杂质振荡分离装置，经本实施例的分离方法分离后，水分和固体杂质的去除率为93.4wt％。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种废矿物油杂质振荡分离装置，其特征在于：包括振荡分离罐（1），振荡分离罐（1）从上至下依次设有溢流段（11）、沉降分离段（12）和缓冲分离段（13），溢流段（11）的直径小于沉降分离段（12），缓冲分离段（13）的直径小于沉降分离段（12）；溢流段（11）顶端设有净油出口，净油出口连通有净油收集罐（5）；沉降分离段（12）内设有超声波振荡分离器（2），超声波振荡分离器（2）上方设有废矿物油入口和液体分布器（7），液体分布器（7）与废矿物油入口连通，液体分布器（7）上设有喷嘴，液体分布器（7）上方设有挡板（8），挡板（8）沿中线的投影完全覆盖液体分布器（7）沿中线的投影，废矿物油入口、液体分布器（7）和挡板（8）设在沉降分离段（12）；缓冲分离段（13）底端设有水分和固体杂质出口，水分和固体杂质出口连通有杂质储存罐（4）。

2.根据权利要求1所述的一种废矿物油杂质振荡分离装置，其特征在于：还包括净油输送泵（6）和杂质输送泵（3），净油输送泵（6）与净油收集罐（5）连通，缓冲分离段（13）通过杂质输送泵（3）与杂质储存罐（4）连通。

3.根据权利要求1所述的一种废矿物油杂质振荡分离装置，其特征在于：液体分布器（7）包括环形管道，喷嘴设置在环形管道水平方向向上30~60°范围内，喷嘴为实心锥螺旋形喷嘴。

4.根据权利要求1所述的一种废矿物油杂质振荡分离装置，其特征在于：挡板（8）的纵截面包括多边形、弓形、半球形或锥形。

5.根据权利要求1所述的一种废矿物油杂质振荡分离装置，其特征在于：超声波振荡分离器（2）包括壳体（21）和超声波发生器（22），壳体（21）安装于振荡分离罐（1）内壁，超声波发生器（22）设置在振荡分离罐（1）内，壳体（21）上设有流体通孔（24），壳体（21）内安装有若干个振子（23），超声波发生器（22）与振子（23）信号连接，用于控制振子（23）振动，流体通孔（24）设置在振子（23）与振子（23）之间。

6.根据权利要求5所述的一种废矿物油杂质振荡分离装置，其特征在于：振子（23）包括由超声波换能器（2301）和超声波变幅杆（2302）组成的超声波振动系统（230），超声波换能器（2301）与超声波发生器（22）连接，用于将电能转化为机械能，产生振动；超声波变幅杆（2302）与超声波换能器（2301）连接，用于改变超声波换能器（2301）输入的振动的振幅。

7.一种废矿物油杂质振荡分离方法，其特征在于，以权利要求1-6任一项所述的废矿物油杂质振荡分离装置进行分离，包括以下步骤：

（1）温度为60~120℃、压力为0.4~1.2 MPa.G的废矿物油输送至振荡分离罐（1）中的沉降分离段（12），经液体分布器（7）排出后，进入超声波振荡分离器（2）；

（2）废矿物油在超声波振荡分离器（2）中停留3~5h后，分离得到上层净油、中层水分和底层固体杂质；

（3）净油溢流进入溢流段（11），经净油出口排出；水分和固体杂质进入缓冲分离段（13），经水分和固体杂质出口排出。

8.根据权利要求7所述的一种废矿物油杂质振荡分离方法，其特征在于：步骤（1）中，废矿物油的输送速度为3~20 t/h，超声波振荡分离器（2）的超声波频率为20~90 kHz。

9.根据权利要求7所述的一种废矿物油杂质振荡分离方法，其特征在于：步骤（3）中，净油排出振荡分离罐（1）后，进入净油收集罐（5），再经过净油输送泵（6）送出；水分和固体杂质排出振荡分离罐（1）后，通过杂质输送泵（3）输送至杂质储存罐（4）。

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