CN2423033Y - 液－液分离旋流器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型设计了一种液—液分离旋流器。该旋流器在壳体内设置了一个或多个设有锥度的旋流管,可用于含油污水、含硫污水等分离,工作时不需要任何动力设备,处理时间为2～4秒,且分离效率高,结构简单,体积小,重量轻,耗电较其他装置节省5%左右。
Description
本实用新型属于液-液混合物的分离设备的技术领域，涉及一种液-液分离旋流器，尤其涉及一种对含硫污水或含油污水进行分离的旋流器。
在石油化工产品的生产过程中、在陆上油田和海洋油田的采油过程中，经常要排放大量含硫和含油的污水，这些污水对环境造成严重的污染，必须进行处理。
目前，这些污水的处理通常采用以下两种方法：1.沉降法，2.过滤法。
所说的沉降法是将污水先置于大罐中，停留一段时间后，把漂浮在上层的轻质组分撇走，以达到分离的目的。该方法的缺点是设备体积庞大，占地面积大，运行不连续，设备投资较高；
所说的过滤法则采用滤料收油，它需要定期进行清洗，操作不方便；
中国专利95228292.5和96210084.6公开了一种旋流器，在实际的应用过程中发现还存在着油水分离效率不高的缺陷，还必须进行进一步的改进。
本实用新型的目的在于设计一种新型的液-液分离旋流器，用于分离含硫或含油污水，以克服现有技术的上述缺陷。
本实用新型的目的可以通过下述的技术方案来实现：
本实用新型所说的旋流器为一个组合件，包括壳体和旋流管，所说的旋流管包括圆筒腔室段、大锥度腔室段、中锥度腔室段、小锥度腔室段、尾管段、溢流管和进料口。
所说的圆筒腔室段为一上端密封的圆直管；
所说的大锥度腔室段为一上粗下细的锥形管，其上端口的内径与圆筒腔室段的内径相同，大锥度腔室段的上端口与圆筒腔室段的下端口相连接；
所说的中锥度腔室段为一上粗下细的锥形管，其上端口的内径与大锥度腔室段的下端口内径相同，并与大锥度腔室段的下端口相连接；
所说的小锥度腔室段为一上粗下细的锥形管，其上端口的内径与中锥度腔室段的下端口内径相同且连接在一起；
所说的尾管段为一圆直管，尾管段与小锥度腔室段的下端口相连接；
一个或一个以上的进料口设置在所说的圆筒腔室段上，进料口为四边形，进料口以与圆筒腔室段相切的方法相连接；溢流管则设置在圆筒腔室段的上部，并插入圆筒腔室段；
圆筒腔室段、大锥度腔室段、中锥度腔室段、小锥度腔室段和尾管段形成一个共轴的连通的管腔，即为所说的旋流管；
由圆筒腔室段、大锥度腔室段、中锥度腔室段、小锥度腔室段和尾管段形成的共轴的连通的旋流管通过固定件固定在壳体内；所说的固定件又将壳体分隔成三个区间，即集轻腔、集重腔和进料腔；集轻腔与溢流管相连通，集重腔与尾管段相连通，进料腔与进料口相连通；
所说的壳体上设有污水进口、净水出口和轻质组分出口，并分别连通进料腔、集重腔和集轻腔。
本实用新型是这样运行的：
含硫和含油的污水由所说的壳体上的污水进口进入进料腔，然后通过进料口沿切线方向注入圆筒腔室段，形成高速旋转的涡流，先后经过大锥度腔室段、中锥度腔室段和小锥度腔室段逐级加速，离心加速度逐渐升高，离心力将比重较大的一相甩至腔壁，从尾管段集结后排入集重腔，通过壳体上的净水出口排出；而比重较小的一相则集中在管腔的中部，形成轻相芯，上升到溢流管处，并由溢流管排入集轻腔，最后由壳体上的轻质组分出口排出，从而完成了含硫和含油的污水的净化处理。
在壳体内可以并列设置一个或一个以上的旋流管，这将根据处理量决定。
下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为具有单个旋流管的旋流器结构示意图。图2旋流管结构示意图。图3旋流管进料口处的横截面示意图。图4为具有两个旋流管的旋流器示意图。1--壳体 2--集重腔3--固定件 4--污水进口5--进料腔 6--集轻腔7--轻质组分出口 8--旋流管9--净水出口 10--溢流管11--进料口 12--圆筒腔室段13--大锥度腔室段 14--中锥度腔室段15--小锥度腔室段 16--尾管段
由图1可见，所说的旋流器包括壳体1和旋流管8；
所说的旋流管8包括圆筒腔室段12、大锥度腔室段13、中锥度腔室段14、小锥度腔室段15、尾管段16、溢流管10和进料口11；
所说的圆筒腔室段12为一上端密封的圆直管；
所说的大锥度腔室段13为一上粗下细的锥形管，其上端口的内径D1为下端口的内径D2的1.2～2.0倍，并与圆筒腔室段12的内径相同，内径D2为圆筒腔室段12的高度H的0.02～1.0倍，大锥度腔室段13的半锥角α为18～20度，大锥度腔室段13的上端口与圆筒腔室段12的下端口相连接；
所说的中锥度腔室段14为一上粗下细的锥形管，其上端口的内径与大锥度腔室段13的下端口内径D2相同，并与大锥度腔室段13的下端口相连接，其锥角β为6～12度；
所说的小锥度腔室段15为一上粗下细的锥形管，其上端口的内径与中锥度腔室段14的下端口内径相同且连接在一起，锥角γ为1.5～3度；
所说的尾管段16的内径D3为大锥度腔室段13的下端口的内径D2的0.2～0.5倍，尾管段16的长度L为大锥度腔室段13的下端口的内径D2的20～40倍，尾管段16与小锥度腔室段15的下端口相连接；
一个或一个以上的进料口11设置在所说的圆筒腔室段12上，进料口11为四边形，进料口11以与圆筒腔室段12相切的方法相连接，进料口11的当量直径为D2的0．3～0.5倍，所说的当量直径的定义为：当量直径=∏/π，∏为四边形周长，π为圆周率；
溢流管10则设置在圆筒腔室段12的上部，其插入圆筒腔室段12的深度L0为大锥度腔室段13的下端口的内径D2的0.4～0.7倍，其内径d0=0.5～3mm；
圆筒腔室段12、大锥度腔室段13、中锥度腔室段14、小锥度腔室段15和尾管段16形成一个共轴的连通的管腔，即为所说的旋流管；
由圆筒腔室段12、大锥度腔室段13、中锥度腔室段14、小锥度腔室段15和尾管段16形成的共轴的连通的旋流管通过固定件3如管板等固定在壳体1内；所说的固定件又将壳体1分隔成三个区间，即集轻腔6、集重腔2和进料腔5；集轻腔6与溢流管10相连通，集重腔2与尾管段16相连通，进料腔5与进料口11相连通；所说的壳体1上设有污水进口4、净水出口9和轻质组分出口7，并分别连通进料腔5、集重腔2和集轻腔6。
图2描述了旋流管与进料口11之间的配合关系，由图可见，进料口11是以与圆筒腔室段12的切线相连接的，因此，污水可以通过进料口11沿切线方向注入圆筒腔室段12，从而可以以旋转的形式进入旋流管。
含硫和含油的污水由所说的壳体1上的污水进口4进入进料腔5，然后通过进料口11沿切线方向注入圆筒腔室段12，先后经过大锥度腔室段13、中锥度腔室段14和小锥度腔室段15，离心加速度逐渐升高，离心力将比重较大的一相甩至腔壁，从尾管段16集结后排入集重腔2，通过壳体1上的净水出口9排出；而比重较小的一相则集中在管腔的中部，形成轻相芯，上升到溢流管10处，并由溢流管10排入集轻腔6，最后由壳体1上的轻质组分出口7排出，从而完成了含硫和含油的污水的净化处理。
图4为具有两个并联连接的旋流管的旋流器，显然，根据需要，可以在壳体内设置多个旋流管。
上述旋流器的优点是十分明显的：
(1)工作时不需要任何动力设备；
(2)具有多种功能，可以根据生产需要实现液-液两相的分离，包括原油的脱水，含油污水、含硫污水等两种不互溶介质的分离，在净化含油污水、含硫污水的同时，回收油品；
(3)结构简单，内部无旋转件及易损件，也不需要管线连接、阀门等控制件，成本低，工作安全可靠；
(4)占地面积小，安装方便，运行费用低，用于油水分离时，其处理时间为2～4秒，且分离效率高，与处理量相同的其他设备相比，其体积仅为几分之一，重量仅为三、四十分之一，其运行费用仅为投资成本的2％，耗电较其他装置节省5％左右；
(5)使用灵活方便，可以单独使用，也可以并联或串联使用，实现多级处理，还能够与现有装置联合使用，并可实现自动控制。
Claims (4)
1．一种液-液分离旋流器，其特征在于，包括壳体(1)和旋流管(8)；所说的旋流管(8)包括圆筒腔室段(12)、大锥度腔室段(13)、中锥度腔室段(14)、小锥度腔室段(15)、尾管段(16)、溢流管(10)和进料口(11)；
所说的圆筒腔室段(12)为一上端密封的圆直管；
所说的大锥度腔室段(13)其上端口的内径(D1)与圆筒腔室段(12)的内径相同，并圆筒腔室段(12)的下端口相连接；
所说的中锥度腔室段(14)其上端口的内径与大锥度腔室段(13)的下端口内径(D2)相同，并与大锥度腔室段(13)的下端口相连接；
所说的小锥度腔室段(15)其上端口的内径与中锥度腔室段(14)的下端口内径相同且连接在一起；
尾管段(16)与小锥度腔室段(15)的下端口相连接；
一个或一个以上的四边形进料口(11)设置在所说的圆筒腔室段(12)上，进料口(11)以与圆筒腔室段(12)相切的方法相连接，溢流管(10)则设置在圆筒腔室段(12)的上部，插入圆筒腔室段(12)内；
圆筒腔室段(12)、大锥度腔室段(13)、中锥度腔室段(14)、小锥度腔室段(15)和尾管段(16)形成的旋流管(8)；
由圆筒腔室段12、大锥度腔室段13、中锥度腔室段14、小锥度腔室段15和尾管段16形成的共轴旋流管通过固定件(3)固定在壳体(1)内，并将壳体(1)分隔成集轻腔(6)、集重腔(2)和进料腔(5)；集轻腔(6)与溢流管(10)相连通，集重腔(2)与尾管段(16)相连通，进料腔(5)与进料口(11)相连通；
所说的壳体(1)上设有污水进口(4)、净水出口(9)和轻质组分出口(7)，并分别连通进料腔(5)、集重腔(2)和集轻腔(6)。
2．如权利要求1所述的旋流器，其特征在于，所说的大锥度腔室段(13)上端口的内径(D1)为下端口的内径(D2)的0.4～2.0倍，(D2)为圆筒腔室段(12)的高度(H)的0.05～1.0倍，大锥度腔室段(13)的半锥角(α)为18～20度；
所说的中锥度腔室段(14)的锥角(β)为6～12度；
所说的小锥度腔室段(15)的锥角(γ)为1.5～3度；
所说的尾管段(16)的内径(D3)为大锥度腔室段(13)的下端口的内径(D2)的0.2～.05倍，尾管段(16)的长度(L)为大锥度腔室段(13)的下端口的内径(D2)的20～40倍；
溢流管(10)插入圆筒腔室段(12)的深度(L0)为大锥度腔室段(13)的下端口的内径(D2)的0.4～0.7倍；
进料口(11)的当量直径为(D2)的0.3～0.5倍；
所说的溢流管(10)插入圆筒腔室段(12)的深度(L0)为大锥度腔室段(13)的下端口的内径(D2)的0.4～0.7倍，其内径(d0)=0.5～3mm。
3．如权利要求1所述的旋流器，其特征在于，在壳体(1)内并连设置多个旋流管(8)。
4．如权利要求2所述的旋流器，其特征在于，在壳体(1)内并连设置多个旋流管(8)。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102329017A (zh) * | 2010-07-12 | 2012-01-25 | 浙江瑞普环境技术有限公司 | 一种含油废水净化处理方法及设备 |
| CN104492616A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-04-08 | 天津亿利科能源科技发展股份有限公司 | 一种可调节流速的多级并联式水力旋流器 |
| CN112062209A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-11 | 广东海洋大学 | 一种海洋多糖废碱液处理装置 |
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