一种双环同步循环电化泥浆固液分离设备的制作方法

文档序号:15864549发布日期:2018-11-07 20:18阅读:170来源:国知局

本实用新型涉及泥浆处理工艺,特别涉及一种双环同步循环电化泥浆固液分离设备。



背景技术:

石油钻井、天然气勘探和水处理等相关行业都会产生泥浆,特别是石油与天然气勘探开发过程会产生大量污染物,废弃钻井泥浆是主要污染物之一,它是一种含粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑的多相稳态胶体悬浮体系。从环境指标来看,其主要污染物为有机物、悬浮物、酸碱物、油类和重金属。如不采用适当的方法处理,将对环境造成极大的危害。

添加混凝剂沉降法是目前各油田处理钻井泥浆常用的固液分离方法,通过在废弃钻井泥浆中加入适当的混凝剂,以改变钻井泥浆体系的物理、化学性质,彻底破坏钻井泥浆胶体体系,改变废钻井泥浆中粘土颗粒表面性质,让更细的颗粒产生聚结,使其在重力或机械辅助分离条件下实现固液分离。常用的混凝剂有无机高分子絮凝剂和有机高分子电化剂两类。

电化沉降法,一般不需要添加化学药剂,设备体积小,占地面积少,操作简单灵活,污泥量少,后续处理简单。电化可以有效去除污水中的重金属,阴离子,有机物,悬浮固体甚至砷等有毒物质。

但现有使用电化沉降法的设备有着不能连续工作,固液分离排放困难,金属电极氧化还原后无法合理处理造成效率低下、资源浪费等一系列问题存在。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,现提供一种双环同步循环电化泥浆固液分离设备,本实用新型适用于各种泥浆的初期固液分离工作,其具有可循环、体积小、效率高、便于运输、节能的优点。

一种双环同步循环电化泥浆固液分离设备,其特征在于,包括箱体、进料口、出水口、泄水口、外圈电极板模块、内圈电极板模块、动力模块、外圈电极板传动模块、内圈电极板传动模块、密封装置、挡料板、刮料板、隔料板、绝缘板、去极化装置及推送出料装置组成;所述箱体由固定箱体和侧板组成;所述外圈电极板模块和内圈电极板模块组成结构相同,都是由多个电极板和电极支撑通过传动链的连接形成整体模块;所述动力模块由电动机和减速箱组成;所述外圈电极板传动模块由外圈传动轴、外圈传动盘、传动带和外圈密封圈组成;所述内圈电极板传动模块由内圈传动轴、内圈传动盘和内圈密封圈组成;所述本设备通过内圈电极板模块小环形结构和外圈电极板模块大环形结构的嵌套装形式,组成具有两个相对同步运动的平直段电化反应空间,泥浆通过在两个平直段空间的移动实现泥浆电化反应工作。

进一步的,所述侧板在固定箱体上可安装、拆卸,其安装面放置有密封垫,保证整个箱体的密封状态。

进一步的,所述进料口、出水口分别共有两个,作为泥浆的进入口和上清液的出水口;所述泄水口为少量渗出液的排水口,泄水口可接入进料口以进行再次电电化固液分离工作。

进一步的,所述外圈电极板模块和内圈电极板模块由多个电极板和电极支撑组成并形成环形结构,电极板使用金属或导电复合材料制作,电极板上固定安装有传动链,其使用同步带、链条、齿形链及同类型传动装置,外圈电极板模块和内圈电极板模块的一侧安装有固定于箱体侧边的电极滑块,电极滑块与电极板环形结构进行相切滑动配合,完成电极板带电和正负电转换的工作。

进一步的,所述外圈电极板传动模块和内圈电极板传动模块分别与外圈电极板模块和内圈电极板模块上安装的传动装置啮合、转动,且二者共用一组动力模块通过内圈传动轴、内圈传动盘、传动带、内圈密封圈和外圈传动轴、外圈传动盘和外圈密封圈形成的机械传动组件进行同速、同向的动力传递工作,以保证两个工作腔内上下电极板的同步性及密封性。

进一步的,所述密封装置共8组环形结构,使用金属包敷缘绝材料及复合材料或复合纤维增强材料制作,分别固定安装在固定箱体的立板内壁上及固定安装于侧板的安装面上,每两组密封装置上下包裹电极模块,完成电极模块两侧的半密封工作的同时,形成两个半密封的工作腔。

进一步的,所述挡料板、刮料板、隔料板和绝缘板皆使用绝缘复合材料制作,其中挡料板共两块,分别竖直放置于进料口一侧,其作用在于泥浆进入工作腔后,阻挡其一边通道,使泥浆按照工作路线流动;刮料板共两块,分别放置于两个工作腔的尾部并与电极板相切,其目的是脱离吸附在电机板上的膏状物质;隔料板共两块,分别水平放置于两个工作腔尾部的中间位置,隔料板具有分割作用,将上清液的水和下浊液的电化物质分割开的同时,也防止了推送出料装置的运动而造成物料被搅动浑浊;所述绝缘板水平放置于内圈电极板传动模块的中线位置,作用是防止内圈电极板传动模块的正反电极板连电造成整体工作无法正常运行。

进一步的,所述去极化装置为圆柱状电动型打磨装置,分别与外圈电极板模块的内环形面及内圈电极板模块的外环形面相切,其目的是打磨去除电极板电化反应后生成的氧化层和还原层,使电化反应得已持续长久的良好进行。

进一步的,所述推送出料装置结构为旋转绞龙、推送活塞及同类型出料装置,其目的是将膏状物质推送出设备以进行下一步泥浆处理工作。

所述设备具体工作流程如下:

1)设备通电,泥浆通过箱体侧边固定安装的进料口进行电化工作,在通过各部件配合组成的半密闭工作腔内定向移动;

2)外圈电极板模块、内圈电极板模块、外圈电极板传动模块及内圈电极板传动模块组成的两组环形移动同步电极板模块同步缓慢转动,通过电化原理对泥浆进行固液分离工作;

3)通过刮料板的刮料、隔料板的分割物料,使的上清液通过侧板上固定安装的出水口流出进入下一步水处理工艺,而电化物质通过侧板上固定安装的推送出料装置推出设备进入下一步的泥浆处理工艺;

4)泄水口将渗出液排入进料口进行再次电化固液分离工作;

5)去极化装置去除电极板电化反应后生成的氧化层和还原层,使电化反应得已持续长久的良好进行。

本实用新型与现有的技术相比,有以下优点:

1、本实用新型使用环形电极板同步运行结构,相比普通简单的正负电极板成平行状态进行电化反应,此结构具有循环工作的特点,在工作连续性上有很大的优势;且上下两个腔体同时进行电化反应,强化了设备空间的利用率和工作效率。

2、本实用新型使用半密封型工作腔,相比池型等开放型结构,本实用新型做到了所有进入的泥浆都进行了电化反应,大大加大了电化的完全性,使的固液分离更全面;且所有进入泥浆(除极少泄露外)只能在工作腔内流动,即所有电能几乎全部用在进行电化反应,极大的提升了电能使用率。

3、本实用新型采用电机、减速机的方式进行动力传动,面对不同形式的泥浆,可做到视电电化反应状况进行电机的变频调速工作,以达到操纵电化反应的时间,使本实用新型的适用性更强,并在能源使用上更为合理。

4、本实用新型在运行的同时进行了电极板的去极化工作,此设计解决了普通设备需面对电电化反应造成的电极板氧化、还原而致使经常停机清除氧化层、更换电极板进而造成工作效率低、资源浪费的窘迫。

5、水平放置的电极板进行电化反应并循环转动,相比竖直固定放置电极板更容易清理正电极板上粘附的膏状物质,且合理的利用了水中杂质的自沉性质,使得固液分离更全面、能耗更低。

6、本实用新型的进料口、出料口都设置在设备侧板两侧,可以模块化堆组,场地利用率高。

7、箱体结构,具有便于运输的特点。

附图说明

图1为设备内部整体结构示意图。

图2为设备箱体正面结构示意图。

图3为设备箱体等轴测结构示意图。

图4为设备的外圈电极板模块和内圈电极板模块单个部件组成前视图。

图5为设备的外圈电极板模块和内圈电极板模块单个部件组成侧视图。

图6为设备的外圈电极板模块和内圈电极板模块单个部件组成下视图。

图7为设备工作腔及电极板带电特性示意图。

其中,1-1固定箱体、1-2侧板、2进料口、3出水口、4泄水口、5外圈电极板模块、5-1电极板、5-2电极支撑、5-3传动链、6内圈电极板模块、7-1电动机、7-2减速箱、8-1内圈传动轴、8-2内圈传动盘、8-3传动带、8-4内圈密封圈、9-1外圈传动轴、9-2外圈传动盘、9-3外圈密封圈、10密封装置、11挡料板、12刮料板、13隔料板、14绝缘板、15去极化装置、16推送出料装置。

具体实施方式

实施例1:

一种双环同步循环电化泥浆固液分离设备,其特征在于,包括箱体(1)、进料口(2)、出水口(3)、泄水口(4)、外圈电极板模块(5)、内圈电极板模块(6)、动力模块(7)、外圈电极板传动模块(8)、内圈电极板传动模块(9)、密封装置(10)、挡料板(11)、刮料板(12)、隔料板(13)、绝缘板(14)、去极化装置(15)及推送出料装置(16)组成;所述箱体(1)由固定箱体(1-1)和侧板(1-2)组成;所述外圈电极板模块(5)和内圈电极板模块(6)组成结构相同,都是由多个电极板(5-1)和电极支撑(5-2)通过传动链(5-3)的连接形成整体模块;所述动力模块(7)由电动机(7-1)和减速箱(7-2)组成;所述外圈电极板传动模块(8)由外圈传动轴(8-1)、外圈传动盘(8-2)、传动带(8-3)和外圈密封圈(8-4)组成;所述内圈电极板传动模块(9)由内圈传动轴(9-1)、内圈传动盘(9-2)和内圈密封圈(9-3)组成;所述本设备通过内圈电极板模块(6)小环形结构和外圈电极板模块(5)大环形结构的嵌套装形式,组成具有两个相对同步运动的平直段电化反应空间,泥浆通过在两个平直段空间的移动实现泥浆电化反应工作。

进一步的,所述侧板(1-2)在固定箱体(1-1)上可安装、拆卸,其安装面放置有密封垫,保证整个箱体(1)的密封状态。

进一步的,所述进料口(2)、出水口(3)分别共有两个,作为泥浆的进入口和上清液的出水口;所述泄水口(4)为少量渗出液的排水口,泄水口(4)可接入进料口(2)以进行再次电电化固液分离工作。

进一步的,所述外圈电极板模块(5)和内圈电极板模块(6)由多个电极板(5-1)和电极支撑(5-2)组成并形成环形结构,电极板(5-1)使用金属或导电复合材料制作,电极板上固定安装有传动链(5-3),其使用同步带、链条、齿形链及同类型传动装置,外圈电极板模块(5)和内圈电极板模块(6)的一侧安装有固定于箱体(1)侧边的电极滑块,电极滑块与电极板环形结构进行相切滑动配合,完成电极板带电和正负电转换的工作。

进一步的,所述外圈电极板传动模块(8)和内圈电极板传动模块(9)分别与外圈电极板模块(5)和内圈电极板模块(6)上安装的传动装置啮合、转动,且二者共用一组动力模块(7)通过内圈传动轴(8-1)、内圈传动盘(8-2)、传动带(8-3)、内圈密封圈(8-4)和外圈传动轴(9-1)、外圈传动盘(9-2)和外圈密封圈(9-3)形成的机械传动组件进行同速、同向的动力传递工作,以保证两个工作腔内上下电极板的同步性及密封性。

进一步的,所述密封装置(10)共8组环形结构,使用金属包敷缘绝材料及复合材料或复合纤维增强材料制作,分别固定安装在固定箱体(1-1)的立板内壁上及固定安装于侧板(1-2)的安装面上,每两组密封装置(10)上下包裹电极模块,完成电极模块两侧的半密封工作的同时,形成两个半密封的工作腔。

进一步的,所述挡料板(11)、刮料板(12)、隔料板(13)和绝缘板(14)皆使用绝缘复合材料制作,其中挡料板(11)共两块,分别竖直放置于进料口(2)一侧,其作用在于泥浆进入工作腔后,阻挡其一边通道,使泥浆按照工作路线流动;刮料板(12)共两块,分别放置于两个工作腔的尾部并与电极板相切,其目的是脱离吸附在电机板上的膏状物质;隔料板(13)共两块,分别水平放置于两个工作腔尾部的中间位置,隔料板具有分割作用,将上清液的水和下浊液的电化物质分割开的同时,也防止了推送出料装置(16)的运动而造成物料被搅动浑浊;所述绝缘板(14)水平放置于内圈电极板传动模块(9)的中线位置,作用是防止内圈电极板传动模块(9)的正反电极板连电造成整体工作无法正常运行。

进一步的,所述去极化装置(15)为圆柱状电动型打磨装置,分别与外圈电极板模块(5)的内环形面及内圈电极板模块(6)的外环形面相切,其目的是打磨去除电极板电化反应后生成的氧化层和还原层,使电化反应得已持续长久的良好进行。

进一步的,所述推送出料装置(16)结构为旋转绞龙、推送活塞及同类型出料装置,其目的是将膏状物质推送出设备以进行下一步泥浆处理工作。

所述设备具体工作流程如下:

1)设备通电,泥浆通过箱体(1)侧边固定安装的进料口(2)进行电化工作,在通过各部件配合组成的半密闭工作腔内定向移动;

2)外圈电极板模块(5)、内圈电极板模块(6)、外圈电极板传动模块(8)及内圈电极板传动模块(9)组成的两组环形移动同步电极板模块同步缓慢转动,通过电化原理对泥浆进行固液分离工作;

3)通过刮料板(12)的刮料、隔料板(13)的分割物料,使的上清液通过侧板(1-2)上固定安装的出水口(3)流出进入下一步水处理工艺,而电化物质通过侧板(1-2)上固定安装的推送出料装置(16)推出设备进入下一步的泥浆处理工艺;

4)泄水口(4)将渗出液排入进料口(2)进行再次电化固液分离工作;

5)去极化装置(15)去除电极板电化反应后生成的氧化层和还原层,使电化反应得已持续长久的良好进行。

最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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