一种油水乳状液的破乳分离系统的制作方法

本实用新型涉及一种油水乳状液的破乳分离系统，特别涉及一种基于流化床的含水油泥油渣或含油废水的破乳分离系统。

背景技术：

随着我国经济的不断发展以及人口不断增加，生活污水和工业废水的排放量日益增多，据统计，2017年全国废水排放量约771亿吨，其中工业废水排放量约为181.6亿吨，占比23.55％；全国城镇累计建成运营的污水处理厂4,063座，城市污水日处理能力1.7亿立方米；2017年生活污泥产生量5000万吨，工业污泥产生量约为4000万吨。原油、炼油、化工等行业因为工艺和具体单元操作的原因，污水往往含油较多，或者是油含量较高的浮渣残渣底渣油泥等废物也含较多的水，实现油水分离是回收油品和资源、减少环境污染的必然举措；传统工艺有分离效率低、能耗高、投资大、占地面积大或二次污染严重等问题，急需结构紧凑、清洁高效的技术处理处置含水油泥油渣或含油污水，以保护生态环境、减少污染，提高企业经济、社会和环境的综合效益。

本实用新型立足于含油污水处理和含水油泥油渣等乳状液的破乳分离，充分利用三段结构型式和提升管的液固混合好、传热传质快、温度均匀、结构紧凑的特点和微波与超声波促进油滴聚集成长的优势及调理药剂的破乳功能，突破含油回流液的循环利用、液固流动与旋转运动相结合、微波/超声波处置与流体动力学结构设计相结合的技术瓶颈，实现油水高效分离，提高了油品回收效率和油品品质。

技术实现要素：

本实用新型的目的一是：开发一种油水乳状液的破乳分离系统，特别涉及一种基于流化床的含水油泥油渣或含油废水的破乳分离系统；目的二是：进一步提高油水分离的效率和油品品质。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种油水乳状液的破乳分离系统，包括依次连通连接的含水油泥供料单元、三段式破乳器、微波发生器、超声波发生器、连接弯管、提升管、一级旋液分离器、二级旋液分离器、回流泵、富油储罐、调理药剂加料口、螺杆进料器和下料管，系统分离出富油产品和水固混合物，所述三段式破乳器采用含油回流液循环利用结构设计，使得一级旋液分离器和二级旋液分离器分离出的含油回流液又循环至三段式破乳器；三段式破乳器可设有微波发生器和超声波发生器，使三段式破乳器采用含油回流液循环和微波与超声波相结合的破乳方式。

上述一种油水乳状液的破乳分离系统，调理药剂进料系统包括调理药剂加料口、螺杆进料器和下料管；三段式破乳器包括中间段、沉降段和锥形段，三段式破乳器通过下料管和调理药剂进料系统连通连接，三段式破乳器的沉降段和富油储罐通过管道连通连接，富油储罐内部的油品在底部排出，不可凝气体从其上面移出；含水油泥供料单元通过管道与三段式破乳器的中间段的底部切向位置连通连接，补充水通过管道与三段式破乳器的中间段底部切向位置连通连接；三段式破乳器的锥形段通过连接弯管与提升管连通连接，提升管通过管道与一级旋液分离器和二级旋液分离器连通连接，二级旋液分离器与回流泵通过管道连通连接，一级旋液分离器和二级旋液分离器通过管道汇合成水固混合物，经水与固分离后可对水和固体物质分别进行循环利用，回流泵出来的含油回流液分成3路，分别是提升管含油回流液、连接弯管含油回流液和锥形段含油回流液，提升管含油回流液通过管道连接进入提升管，连接弯管含油回流液通过管道连接进入连接弯管，锥形段含油回流液通过管道连接进入锥形段。

上述一种油水乳状液的破乳分离系统，三段式破乳器采用分段结构，由下而上，反应器直径逐渐增加，中间段直径保持不变，沉降段直径最大，三段式破乳器的中间段外侧布置微波发生器或超声波发生器，沉降段外侧布置超声波发生器或微波发生器；微波辐照时，磁控管成对布置，且三段式破乳器内部需配置吸波剂,采用微波加热时，中间段的主体壳体采用陶瓷或石英材质。

上述一种油水乳状液的破乳分离系统，三段式破乳器的锥形段不设气体分布板，锥形段含油回流液在锥形段的侧面切向进入锥形段，连接弯管含油回流液在连接弯管的底部切向方向进入，提升管含油回流液在提升管的底部垂直向上进入提升管。

上述一种油水乳状液的破乳分离系统，下料管在三段式破乳器的沉降段顶部进入，下料管末端设置成直管，直管的开口垂直向下，下料管深入到中间段底部且下料管位于三段式破乳器的径向中间位置，下料管的底面在含水油泥供料单元与中间段连接管道的竖向靠上位置，也位于补充水在中间段进口处的竖向靠上位置。

上述一种油水乳状液的破乳分离系统，调理药剂加料口包括旋转阀供料器或星型供料器和其下面的挡板，下料管里面的物料提供料封，螺杆进料器里面可以注入惰性气体以提供气封，调理药剂常温下是液体或固体。

本实用新型所述的一种油水乳状液的破乳分离系统，含水油泥供料单元将含水油泥输入到三段式破乳器的中间段并在中间段底部的切向位置进入三段式破乳器，补充水在中间段底部的切向位置进入三段式破乳器，和含水油泥构成相对应的切向进入的流股，从而形成液固旋转流动，在三段式破乳器中间段形成中间的低压区域，便于调理药剂从下料管进入三段式破乳器并和含水油泥充分剧烈混合，促进油水分离和液固分离；三段式破乳器的中间段外侧布置微波发生器或超声波发生器，可促进油滴的聚集成长和油水分离，沉降段外侧布置超声波发生器或微波发生器，进一步促进了油滴的聚集成长和油水分离，轻质的油品上浮从沉降段溢出进入富油储罐，油品在富油储罐底部排出，不可凝气体从富油储罐上面移出；三段式破乳器内部较重的水固相沉积到中间段底部，含油回流液由回流泵分别循环回流到锥形段、连接弯管和提升管入口，锥形段含油回流液在锥形段侧面切向位置进入锥形段，连接弯管含油回流液在连接弯管的底部切向方向进入，提升管含油回流液在提升管的底部垂直向上进入提升管，锥形段含油回流液在锥形段的旋转流动和调理药剂的作用下进一步实现油水分离、提高油品回收率，连接弯管含油回流液和提升管含油回流液以及在提升管底部注入的补充水则为液固循环和液固提升提供动力；提升管内液固经一级旋液分离器和二级旋液分离器分离后，重组分下沉经管道汇合成水固混合物，经水与固分离后可对水和固体物质分别进行循环利用，轻组分经回流泵回流至锥形段、连接弯管和提升管入口处；调理药剂加料口包括旋转阀供料器或星型供料器和其下部的挡板，将液体或固体调理药剂由下料管送入三段式破乳器，下料管内部的物料提供料封，螺杆进料器内部可以注入惰性气体以提供气封。

本实用新型具有积极的效果：(1)破乳器采用三段式结构型式，由下至上，依次是锥形段、中间段和沉降段，直径逐渐增加，沉降段直径最大，利于减缓流速、减少水固夹带、延长停留时间、提高油水分离效率；(2)锥形段有剧烈的液固旋转流动，促进了调理药剂与流体的液固混合，改善了锥形段流体动力学分布；(3)微波和超声波，加速了油滴的聚集成长和油水分离，改善了系统温度分布、强化了传热传质效率，提高了油水分离效率；(4)含油回流液的循环回流，在锥形段侧面切向进入三段式破乳器，油品在调理药剂、微波与超声波作用下不断聚集，油相上浮，水固下沉，从而提高了油水分离效率；(5)下料管深入到中间段，调理药剂进入三段式破乳器的中间段底部，液体旋转流动在中间段造成低压区，便于调理药剂顺利加入到三段式破乳器并和液体充分混合；(6)调理药剂进料系统的旋转阀供料器或星型进料器、密封挡板、加料管的料封以及螺杆进料器通入的密封气体，有效隔离了调理药剂进料系统和三段式破乳器，保证系统的可靠稳定运行。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型系统的结构示意图。

其中

1三段式破乳器、2中间段、3沉降段、4锥形段；

5微波发生器、6超声波发生器、7连接弯管、8提升管、9一级旋液分离器、10二级旋液分离器、11回流泵、12含油回流液、13提升管含油回流液、14连接弯管含油回流液、15锥形段含油回流液、16含水油泥供料单元、17富油储罐、18调理药剂加料口、19螺杆进料器、20下料管、21补充水、22水固混合物、23旋转阀供料器

具体实施方式

(实施例1)油包水乳状液破乳

见图1，本系统包括依次连通连接的含水油泥供料单元16、三段式破乳器1、微波发生器5、超声波发生器6、连接弯管7、提升管8、一级旋液分离器9、二级旋液分离器10、回流泵11、富油储罐17、调理药剂加料口18、螺杆进料器19和下料管20，系统分离出富油产品和水固混合物，所述三段式破乳器1采用含油回流液循环利用结构设计，使得一级旋液分离器9和二级旋液分离器10分离出的含油回流液又循环至三段式破乳器1；三段式破乳器1可设有微波发生器5和超声波发生器6，使三段式破乳器1采用含油回流液循环和微波与超声波相结合的破乳方式。

调理药剂进料系统包括调理药剂加料口18、螺杆进料器19和下料管20；三段式破乳器1包括中间段2、沉降段3和锥形段4，三段式破乳器1通过下料管20和调理药剂进料系统连通连接，调理药剂加料口18包括旋转阀供料器23和其下部的挡板，将硫酸、铁盐、铝盐、低分子阴离子型破乳剂、低分子非离子表面活性剂、非离子型的高分子表面活性剂(如高碳醇、烷基酚、烷基胺、酚醛树脂)、超高分子量型的化学破乳剂、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃中的一种、两种或多种调理药剂由下料管送入三段式破乳器1，下料管20内部的物料提供料封，螺杆进料器19内部可以注入惰性气体以提供气封；三段式破乳器1的沉降段3和富油储罐17通过管道连通连接，富油储罐17内部的油品在底部排出，不可凝气体从其上部移出；含水油泥供料单元16通过管道与三段式破乳器1的中间段2的底部切向位置连通连接，补充水21通过管道与三段式破乳器1的中间段2底部切向位置连通连接，含水油泥和补充水21在相对的切向方向进入中间段2，形成液固旋转流动，极大地促进了调理药剂与含水油泥的混合；三段式破乳器1的锥形段4通过连接弯管7与提升管8连通连接，提升管8通过管道与一级旋液分离器9和二级旋液分离器10连通连接，二级旋液分离器10与回流泵11通过管道连通连接，一级旋液分离器9和二级旋液分离器10通过管道汇合成水固混合物，经水与固分离后可对水和固体物质分别进行循环利用，回流泵11出来的含油回流液分成3路，分别是提升管含油回流液13、连接弯管含油回流液14和锥形段含油回流液15，连接弯管含油回流液14通过管道连接进入连接弯管7，锥形段含油回流液15通过管道连接进入锥形段4，提升管含油回流液13通过管道连接进入提升管8。

三段式破乳器1分为三段，由下而上，反应器直径逐渐增加，中间段直径保持不变，沉降段直径最大，利于从下而上流体流速的减缓，从而减少水和固体物质夹带至富油储罐17，提高了油与水、油与固体物质的分离效率和油相的纯度；三段式破乳器1的中间段2外侧布置微波发生器5，沉降段3外侧布置超声波发生器6，微波和/和超声波的作用可以促进油滴的聚集成长并加速油水分离，进一步提高油水分离效率；微波辐照时，磁控管成对布置，且三段式破乳器1需配置吸波剂,采用微波加热时，中间段2的主体壳体采用陶瓷弱吸波材料制备，便于微波直接作用于三段式破乳器1内部的液固混合物而不是被主体壳体材料所吸收，可有效提高能量利用率和系统效率。

三段式破乳器1的锥形段4不设气体分布板，锥形段含油回流液15在锥形段的侧面切向进入锥形段4，形成液固旋转流动，且旋转方向和含水油泥与补充水的旋转方向一致，连接弯管含油回流液14在连接弯管7的底部切向方向进入，提升管含油回流液13在提升管8的底部垂直向上进入提升管8，一路补充水也在提升管8的底部竖直向上注入提升管，和含油回流液一起，为提升管内部液固流动提供动力。

下料管20在三段式破乳器1的沉降段3顶部进入，下料管20末端设置成直管，直管的开口垂直向下，下料管20深入到中间段2底部且下料管20位于三段式破乳器1的径向中间位置，下料管20的底部在含水油泥供料单元16与中间段2连接管道的竖向靠上位置，也位于补充水21在中间段2进口处的竖向靠上位置，中间段2和锥形段4的液体旋转流动，在中间段2的径向中间位置形成低压区，便于调理药理从下料管20进入中间段2，促进了液固混合和油水分层分离。

(实施例2)油包水乳状液破乳

见图1，本实施例与实施例1的区别之处为：三段式破乳器1的中间段2外侧布置微波发生器，三段式破乳器1的沉降段3外侧也可不布置超声波发生器，中间段2的主体壳体采用弱吸波材料(例如石英)制备。

(实施例3)油包水乳状液破乳

见图1，本实施例与实施例1的区别之处为：三段式破乳器1的中间段2外侧布置超声波发生器，也可不布置微波发生器5，中间段2的主体壳体采用弱吸波材料(例如石英)制备，旋转阀供料器23也可以采用星型供料器。

(实施例4)油包水乳状液破乳

见图1，本实施例与实施例1的区别之处为：三段式破乳器1的中间段2外侧布置超声波发生器，三段式破乳器1的沉降段3外侧也可布置微波发生器。

(实施例5)水包油乳状液破乳

见图1，本实施例与实施例1的区别之处为：水包油乳状液使用的调理药剂为电解质类破乳剂(如盐酸、氯化钠、氯化镁、氯化钙、硝酸铝)、低分子醇类、表面活性剂类、聚合物类(如阳离子聚合物、阴离子聚合物、非离子聚合物)。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。