一种含油污泥清洗罐及其高效搅拌装置的制作方法

本发明涉及含油污泥清洗技术领域，具体涉及一种含油污泥清洗罐及其高效搅拌装置。

背景技术：

含油污泥是指混入原油、各种成品油、渣油等重质油的污泥，其主要在石油的集输和处理过程中产出。大量的含油污泥处理常常需要及时、科学的处理工艺。如果这些含油污泥得不到经济、有效的处理，会对油田上生产和生活环境造成严重的危害及污染，且浪费了许多有用的资源，不仅油田需支付巨额处理费，还会造成极其恶劣的影响。含油污泥是宝贵的二次资源，如不进行处理而随意排放不但对环境造成巨大的破坏，而且也是对资源的巨大浪费。随着环保法规的日益严格和完善，含油污泥无害化、清洁化、资源化处理技术将成为污泥处理技术发展的必然趋势。

目前，由于含油污泥具有易沉降的特点，常规清洗搅拌装置很难做到使含油污泥与水和药品等混合物充分混合，即含油污泥与水和药品的搅拌均匀程度不足，导致清洗效率不高，分离效果不佳。

技术实现要素：

为此，本发明提供一种含油污泥清洗罐及其高效搅拌装置，以解决现有技术中含油污泥清洗效果不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，该含油污泥清洗罐的高效搅拌装置包括驱动装置、搅拌轴、搅拌叶片和压水叶片，驱动装置与搅拌轴上端连接，搅拌叶片和压水叶片固定在搅拌轴上，压水叶片沿搅拌轴的旋转方向逐渐向上倾斜的设置。

进一步地，所述的压水叶片设置在搅拌叶片的下方。

进一步地，所述的搅拌叶片包括环绕搅拌轴设置的螺旋搅拌叶片，螺旋搅拌叶片通过多个连杆与搅拌轴固定连接。

进一步地，所述的螺旋搅拌叶片的螺旋方向方向为沿搅拌轴的旋转方向逐渐向下设置。

进一步地，所述的螺旋搅拌叶片的半径大于压水叶片的长度。

进一步地，所述的搅拌叶片和压水叶片的材质为碳钢、304不锈钢、316不锈钢或进行表面特氟龙处理后的碳钢。

进一步地，所述的驱动装置包括搅拌电机、搅拌减速机和托架，搅拌电机固定在减速机上侧，托架固定在搅拌减速机下侧，搅拌轴上端穿过托架与搅拌减速机连接。

根据本发明的第二方面，本发明还提供一种含油污泥清洗罐，包括清洗罐本体、高效搅拌装置，高效搅拌装置的驱动装置固定在清洗罐本体上侧，搅拌轴设置在清洗罐本体内，在清洗罐本体下部设有螺旋出料机构，螺旋出料机构的出料端连接有排料阀，排料阀的开度大小可调，螺旋出料机构连接有驱动其旋转的出料驱动装置，出料驱动装置连接有调节其旋转速度的出料转速调节单元。

进一步地，所述的螺旋出料机构包括螺旋出料叶片、输送轴和输送外壳，输送外壳固定在清洗罐本体底部，输送轴设置在输送外壳内，螺旋出料叶片固定在输送轴上。

本发明具有如下优点：

本发明一方面通过搅拌叶片的转动使得液体在离心力作用下涌向罐壁，中心部分液面受压水叶片作用下降，快速形成水流由中心向四周扩散并先向下后上流继而向中心聚集的循环过程，另一方面加速含油污泥在清洗罐内的流动，从而显著增加了含油污泥与清洗液的碰撞强度，显著提高了清洗效果，实现含油污泥清洗过程中清洗液和污泥的充分接触，加速含油污泥与清洗液在清洗罐内的混合，同时降低了搅拌过程中叶片的损耗以及附加能量的消耗。

在污泥清洗过程中搅拌温度始终不低于70℃，可以配合清洗液提高泥沙表面油层亲水性，并且不同角度的搅拌叶片沿搅拌轴纵向不同高度固定，能够显著加强湍动程度，削弱切向流，增强轴向流与径向流，使得含油污泥与清洗液混合程度提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的一种含油污泥清洗罐的高效搅拌装置的示意图；

图2为本发明实施例1提供的含油污泥清洗罐的高效搅拌装置的主视图；

图3为本发明实施例1提供的含油污泥清洗罐的结构示意图；

图4为本发明实施例1含油污泥清洗罐的剖视图；

图5为图4中a处的局部放大图；

图中：1-搅拌轴2-螺旋搅拌叶片3-连杆4-压水叶片5-搅拌电机6-搅拌减速机7-托架8-清洗罐本体9-罐底料斗10-螺旋出料机构11-出料电机12-排料阀13-加长节14-出料口15-出料减速机16-驱动轴17-螺旋出料叶片18-输送轴19-输送外壳。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参见图1～2，该含油污泥清洗罐的高效搅拌装置包括驱动装置、搅拌轴1、搅拌叶片和压水叶片4，驱动装置与搅拌轴1上端连接，搅拌叶片和压水叶片4固定在搅拌轴1上，压水叶片4沿搅拌轴1的旋转方向逐渐向上倾斜的设置。

搅拌叶片包括环绕搅拌轴1设置的螺旋搅拌叶片2，螺旋搅拌叶片2通过多个连杆3与搅拌轴1固定连接。螺旋搅拌叶片2的螺旋方向方向为沿搅拌轴1的旋转方向逐渐向下设置。螺旋搅拌叶片2的半径大于压水叶片4的长度。压水叶片4设置在搅拌叶片的下方。螺旋搅拌叶片2的直径与罐体内径相适应。压水叶片4有多种型号，各型号的压水叶片4的倾斜角度不同，根据需要更换不同角度的压水叶片4。

驱动装置包括搅拌电机5、搅拌减速机6和托架7，搅拌电机5固定在搅拌减速机6上侧，托架7固定在搅拌减速机6下侧，搅拌轴1上端穿过托架7后通过联轴器与搅拌减速机6连接。搅拌叶片和压水叶片4采用稳定性好、强度大、使用寿命长的材料，如碳钢、304不锈钢、316不锈钢或进行表面特氟龙处理后的碳钢等耐腐蚀、耐油材料。

参见图3～5，本发明还提供一种含油污泥清洗罐，包括清洗罐本体8、高效搅拌装置，高效搅拌装置的托架7固定在清洗罐本体8上侧，搅拌轴1设置在清洗罐本体8内，在清洗罐本体8下部设有螺旋出料机构10，螺旋出料机构10的出料端连接有排料阀12，排料阀12的开度大小可调，螺旋出料机构10连接有驱动其旋转的出料驱动装置，出料驱动装置连接有调节其旋转速度的出料转速调节单元。

清洗罐本体8底部还固定有一个罐底料斗9，螺旋出料机构10固定在罐底料斗9的下侧，螺旋出料机构10在输送污泥时使罐底料斗9内的污泥进行混合，输送更加稳定。本实施例中的罐底料斗9为矩形，相对承接面积和卸料口大，罐底料斗9的横截面积由上至下逐渐减小，螺旋出料机构10的轴线平行于罐底料斗9的长度方向。

出料驱动装置包括出料电机11和出料减速机15，出料电机11连接出料减速机15的输入端，出料减速机15的输出端通过驱动轴16连接螺旋出料机构10，本发明中的出料电机11为三相防爆电机，出料转速调节单元为与出料电机11连接的控制柜。在排料阀12与螺旋出料机构10之间还设有加长节13。排料阀12为蝶阀。装置运行过程中，使用交流电源进行供电，并周期性运行。

螺旋出料机构10包括螺旋出料叶片17、输送轴18和输送外壳19，输送外壳19固定在清洗罐本体8底部，输送轴18设置在输送外壳19内，螺旋出料叶片17固定在输送轴18上，本实施例中的螺旋出料机构10为u型螺旋输送机和管式螺旋输送机，即输送外壳19为圆形或u形。

上述含油污泥清洗罐的清洗方法包括以下步骤：

高效搅拌装置开始搅拌后，含油污泥(液-液-固)混合体系中的液滴(液-液体系)，尤其是油滴，在搅拌叶片附近的高剪切力下，其破碎速率大于凝聚速率，尺寸逐渐减小。同时随着搅拌叶片驱动的清洗罐内的流场使液滴进入循环过程，在该过程中的分散、凝聚、再分散不仅增加了接触面积，更新了液滴的表面，而且也使连续相中扩散阻力减少，强化了相际传质。搅拌过程使得固-液体系中的固体颗粒在液体中均匀悬浮，并且降低了固体颗粒表面的液膜厚度，减少扩散阻力，加速固体颗粒的溶解以及化学反应。高效搅拌装置运行过程中使用交流电源进行供电，搅拌30min后，静置沉淀，根据需要旋转搅拌的次数。

搅拌叶片作用下在罐体内主要产生径向流，快速形成水流沿半径方向运动，压水叶片4作用下在罐体内主要产生轴向流，在清洗罐本体8内快速形成水流由中心向四周扩散并先向下后上流继而向中心聚集的循环过程，同时含油污泥在清洗罐内的流动加快，显著增加了含油污泥与水的碰撞强度，提高了清洗效果。

污泥在清洗罐本体8内清洗完成后，清洗罐本体8内的搅拌轴1逐渐降低转速，泥沙沉淀一段时间后，接通出料电机11电源。螺旋出料机构10接收物料进行输送，物料的重力及其与槽体壁所产生的摩擦力，使物料只能在螺旋出料叶片17的推送下沿着输送腔向前移动。

清洗罐本体8内清洗沉淀后的泥沙总体特征为粒径大的在下，粒径小的在上，所以清洗罐本体8中沙在下，泥在上，出料过程中，泥的含量会逐渐升高，泥越高，物料就比较稀(含水量大)，所以出料过程中通过肉眼观察出料负荷变化，当出料口14排出的物料中含泥量增加时表示出料负荷增加(泥更加粘稠)，通过控制柜调节出料电机11，降低转速增大转矩，适应不同输送负荷，以降低物料的非均质性带给输送机整体的损耗。物料输送进行过程中，同时调整蝶阀中蝶板的偏转角度，减小蝶阀开度，控制介质流量，二次控制出料输送速率，同时由于蝶板与螺旋出料叶片17的挤压，污泥中的水分会被挤出，即污泥含水量降低，使水分保存在清洗罐本体8中。

本发明通过改良并结合多种类型搅拌器的优势，实现含油污泥清洗过程中清洗液和污泥的充分接触，加速含油污泥在清洗罐内的流动，显著提高了清洗效果。此外，本发明使连续相中扩散阻力减少，强化了相际传质，降低了搅拌过程中叶片的损耗以及附加能量的消耗。本发明提供的方法及搅拌转置能够简便、快捷、高效地处理含油污泥。

具体的，本发明的高效搅拌装置具有如下特点：

1、本发明在含油污泥清洗过程中实现污泥和清洗液混合的加速，因此在相同条件下提高了清洗效率；

2、本发明在相同体积的清洗罐中实现了基于高效搅拌的清洗过程，同时保证有效容积稳定，维持搅拌效果与搅拌器的正常运转；

3、本发明在工艺运行过程中通过搅拌装置自身降低扩散阻力的作用，降低叶片的损耗和附加能量的升高，实现长期运行的经济性；

4、用于实施本发明的反应装置制作简单、操作方便，自动化程度高。

因此，本发明解决了传统搅拌工艺难以在搅拌过程中实现含油污泥与水和清洗液等充分混合，以及运行过程中搅拌器的损耗以及附加能量升高的缺陷，提高了搅拌转置高效处理含油污泥的实用性。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

将目标含油污泥输送进罐体后接通电源，进行两次相同的搅拌清洗过程，静止沉淀后，对从排泥口排出的污泥取样测试处理效果，含油量从17％下降到1.1％，去除率为93.5％。

本发明一方面通过搅拌叶片的转动使得液体在离心力作用下涌向罐壁，中心部分液面受压水叶片4作用下降，快速形成水流由中心向四周扩散并先向下后上流继而向中心聚集的循环过程，另一方面加速含油污泥在清洗罐内的流动，从而显著增加了含油污泥与清洗液的碰撞强度，显著提高了清洗效果，实现含油污泥清洗过程中清洗液和污泥的充分接触，加速含油污泥与清洗液在清洗罐内的混合，同时降低了搅拌过程中叶片的损耗以及附加能量的消耗。

在污泥清洗过程中搅拌温度始终不低于70℃，可以配合清洗液提高泥沙表面油层亲水性，并且不同角度的搅拌叶片沿搅拌轴1纵向不同高度固定，能够显著加强湍动程度，削弱切向流，增强轴向流与径向流，使得含油污泥与清洗液混合程度提高。

另外，本发明还可以在搅拌轴1上安装数个搅拌叶片且呈不同角度、不同高度排列，在显著提高混合程度的条件下，不阻碍水流的流动速度，从而达到高效搅拌。搅拌叶片长度与罐体相适应，以此来保证有效容积；同时搅拌叶片的大小设计与清洗罐罐体之间有密切的关系，以此来保证搅拌转速大于悬浮临界转速。

此外，该清洗罐本身即是一个污染治理项目，通过清洗过程，既可以回收含油污泥中的石油，又可以降低含油污泥对环境的危害，符合国家“无害化、减量化、资源化”的环保政策，而项目运行过程中产生的污水、污油又全部回收。因此，项目能实现“节能、降耗、减污、增效”目标，符合清洁生产要求。

本发明在清洗罐底部设置了螺旋出料机构10以及可调节大小的排料阀12，通过改良传统含油污泥的出料装置，稳定了物料的运输速率，显著减小了物料的自身重力和螺旋出料叶片17的摩擦阻力对叶片的损耗，同时排料阀12与出料电机11的使用，使得物料水分被排挤出，含水量降低。本发明中的排料阀12还可以采用球阀、闸阀或截止阀。本发明的出料装置结构设计合理，损耗及额外能耗大大减小。能够简便、快捷、稳定地接受并输送含油污泥清洗出料。具体的，本发明的出料装置具有如下特点：

1、实现了含油污泥清理过程中的出料稳定化，可显著降低额外的能量消耗同时减少对输送机叶片的损耗；

2、本发明在出料稳定化的同时，控制柜调整输送机转速，同时调整蝶阀启闭程度，改变出料口14的横截面积，能够将物料内的部分水分排挤，降低自身含水量。

解决了传统运输装置稳定性差、易损耗的问题，同时通过装置本身结构，挤出清洗出料中的水，降低其含水量，提高了稳定化装置接收并输送含油污泥清洗出料的实用性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。