阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种从水相中分离出油相的装置。采用阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置，来实现高效的油水分离。主要包括封头1001、稳流挡板1002、筒体1003、聚结梯形板组1004、溢流挡板1005、水包1006和鞍座1007等部件。其中聚结梯形板组前设置稳流挡板，板面开孔以均布来流液体。该聚结梯形板采用聚丙烯材料，梯形板上表面经重铬酸钾-硫酸水溶液做氧化处理，另一面保持不变。同一梯形板组的板间距相等，相邻梯形板组的板间距逐渐增大，呈阶梯式分布，不仅能减少板材消耗量，更重要的是能实现连续的油水分离操作，提高了油水分离效率。
【专利说明】阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置，属于液-液相分离领域。
【背景技术】
[0002]油水分离装置是一种广泛用于石油、化工、食品、船舶以及水处理等行业的设备，能有效实现油水两相的分离。按作用机理可以分为重力沉降法、离心法、过滤法、粗粒化法和膜分离法等。重力沉降法主要利用油水两相间的密度差来达到油水分离的目的，适用于去除粒径大于100 μ m的较大油滴。常见设备有沉降罐、斜板沉降池及隔油池等，目前技术发展较为成熟，但对于分离精度要求高的场合不适用。
[0003]粗粒化法又称聚结法，主要利用油水两相对聚结材料亲和力的差异来达到分离的目的，适用于去除乳化油和溶解油。技术核心为聚结材料，可分为纤维材料、多孔介质和聚结板材料。设备占地面积较小，分离精度较高。
[0004]目前使用单一油水分离方法的装置比较少，常常将两种或两种以上的方法结合起来。市场上较常见的是基于重力沉降法的填料式聚结分离器。其设备结构简单，分离效率较高，但使用一段时间后不可避免的会出现填料吸附饱和或堵塞的情况，降低分离效率，需要定期更换填料，增大了设备成本。
[0005]本文中提出的基于重力沉降原理并采用新型聚结部件的油水分离装置，不仅能很好的避免上述问题，而且能有效实现油水两相的分离。
【发明内容】
[0006]为了克服填料式聚结分离器的缺陷和不足，本实用新型提供一种阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置，能避免填料堵塞和增加设备成本的问题，可以实现油水分离过程的连续操作，具有设备体积小、油水两相接触面积大和分离效率高的特点。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置，该装置为卧式容器，包括封头1001、稳流挡板1002、筒体1003、聚结部件1004、溢流挡板1005、水包1006、鞍座1007，其特征在于:筒体1003外部设有气相出口 C、重相出口 e、轻相出口 d、备用口 b、人孔f和4个液位计口 LfL4，左侧椭圆形封头1001上设有进料口 a，筒体底部设有水包1006和鞍座1007。筒体内部从左到右依次设有稳流挡板1002、聚结梯形板组件1004和溢流挡板1005。所述聚结梯形板组件1004中的聚结梯形板通过垂直于轴向的拉杆和平行于轴向的连接板固定。所述聚结梯形板大小相同，同一组聚结梯形板组的板间距相同，相邻聚结梯形板组的板间距在轴向方向上逐渐增大。
[0008]上述技术方案中，油水混合液通过进料口 a进入容器内部。稳流挡板1002板面开孔，能均匀的分布来流液体，同时起一定的缓冲作用，避免液体直接冲击聚结梯形板。油水混合液经过稳流挡板后均匀的流过聚结梯形板组件1004，油相液体在梯形板的下表面由小油滴逐渐聚结成大油滴，最后在重力作用下与水分离。分离后的水相直接从水包1006排出，油相上浮，翻过溢流挡板1005从轻相出口 d排出。
[0009]上述技术方案中，聚结梯形板是横截面为等腰梯形的长板，材料可以采用聚丙烯或者不锈钢。当采用聚丙烯材料时，用重铬酸钾-硫酸水溶液对该梯形板的上表面做氧化处理，氧化后的梯形板上表面具有较好的亲水性，而下表面则保持原材料不变，因此油滴可以在梯形板的下表面进行聚结，同时保证连续的水相在重力作用下沉降，有效的实现了油水两相的分离。该梯形板的宽度为B，板厚为δ，两相邻的梯形板之间设有垫管，用于调节梯形板间距S。聚结梯形板组轴向上设有连接板4007，在梯形板的梯形短边上开孔，通过拉杆4001使梯形板组固定。
[0010]上述技术方案中，聚结梯形板组件包括5组梯形板(4002?4006)，采用阶梯间距布置，相邻两个梯形板组的板间距逐渐增大。
[0011]上述技术方案中，油水混合液通过稳流挡板1002均布后沿轴向运动，首先流过梯形板组4002，此时大部分微小油滴开始在亲油的梯形板下表面润湿聚结。在表面张力的作用下，粒径小的油滴聚结成较大粒径的油滴，并在重力作用下脱离梯形板，随着油水混合液继续向前运动，在下一梯形板组4003上继续聚结。梯形板采用阶梯间距布置时，有利于后来形成的较大粒径的油滴继续聚结或者向前运动，当油滴所受浮力大于自身重力时上升到液体表面，与水分离。
[0012]本实用新型的有益效果是:(I)采用聚丙烯材质的聚结梯形板组避免了填料式油水分离器的吸附饱和和堵塞的问题，并且聚结梯形板无需定期更换清洗，可以实现连续高效的油水分离。(2)采用重铬酸钾-硫酸水溶液对梯形板的上表面做氧化处理，优化并提高了梯形板的聚结性能；(3)聚结梯形板组阶梯间距布置不仅能节约板材费用，而且能提高设备的分离效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0014]图1为本实用新型油水分离装置的结构示意图(主视图)。
[0015]图2为本实用新型油水分离装置的结构示意图(侧视图)。
[0016]图3为本实用新型稳流挡板的结构示意图。
[0017]图4为本实用新型溢流挡板的结构示意图。
[0018]图5为本实用新型聚结梯形板组的结构示意图。
[0019]图6为本实用新型聚结梯形板的结构参数示意图。
[0020]图中:1001.封头，1002.稳流挡板，1003.筒体，1004.聚结梯形板组，1005.溢流挡
[0021]1006.水包，1007.鞍座，4001.拉杆，4002?4006.梯形板组，4007.连接板。
【具体实施方式】
[0022]在图1和图2中，所述油水分离装置包括封头1001、稳流挡板1002、筒体1003、聚结梯形板组1004、溢流挡板1005、水包1006和鞍座1007。所述筒体上有备用b、气相出口C、轻相出口 d、重相出口 e和人孔f，所述左侧封头有进料口 a。油水混合液从进料口 a进入容器，穿过稳流挡板1002后进入聚结梯形板组，粒径不同的油滴逐渐在亲油的梯形板下表面上聚结，最后在重力作用下与水分离。分离后的水相直接通过水包1006排出，油相则翻过溢流挡板1005通过轻向出口 d排出。其中，封头和筒体采用法兰连接，接管及裙座与筒体焊接。
[0023]在图3中，所述稳流挡板底部与筒体焊接，板面开孔，开孔范围如图3所示，稳流挡板高度为容器高度的60°/Γ70%。
[0024]在图4中，所述溢流挡板底部与筒体焊接，外形结构与稳流挡板相同，但板面不开孔，其高度为容器高度的60°/Γ70%。
[0025]在图5中，所述聚结梯形板组1004包括聚结梯形板(4002?4006)，拉杆4001和连接板4007。梯形板采用聚丙烯材料制成，将聚丙烯板的上表面置于7(T80°C的重铬酸钾-硫酸水溶液中浸泡15?25min，取出后用清水清洗并晾干，再加工成横截面为等腰梯形的聚结板，梯形板宽度B为5(Tl50mm,板厚δ为0.5?2.0mm。所述聚结梯形板的下表面保持原材料不变。
[0026]在图5中，所述聚结梯形板的材料还可以选为不锈钢。
[0027]在图5和图6中，所述聚结梯形板的短边上均匀开孔，拉杆自上而下穿过板孔，在拉杆顶端和底端采用螺母与梯形板固定。每两块梯形板之间置有垫管，垫管采用聚丙烯材料，套在拉杆上，板间距S可根据垫管的长度来调节，并且同一板组的垫管长度相同，相邻板组间的垫管长度逐渐增大。相邻两梯形板组的距离可根据设备尺寸来调节，可优选为1?10mnin本实施例中，板组4002?4006的板间距S分别为5mm、7mm、9mm、12mm和15mm。
[0028]在图5和图6中，所述聚结梯形板组的数量有多个，多个梯形板组之间采用轴向上的连接板串联固定。连接板上开孔，该孔的直径与梯形板孔的直径相等，孔数与梯形板组的个数相等。拉杆自上而下穿过连接板孔、梯形板孔和垫管，两端采用螺母拧紧固定。连接板的数量可以为I个或多个，根据梯形板组的大小而定。
[0029]本实用新型的油水分离装置可以实现连续高效的油水分离，适用于石油化工等行业
[0030]中分离、精馏等操作单元的含油水溶液的处理。其结构简单，易于安装、操作和维护，并且设备占地面积小，无需消耗电能，具有较好的应用前景。
[0031]以上所述为本实用新型的优选实施例，不作为对本实用新型的限制。实际应用时本实用新型可以根据不同的工艺参数有不同的设计。凡在本实用新型的权利要求范围内的结构和形式，所做的任何修改、替换和改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置，该装置为卧式容器，包括封头1001、稳流挡板1002、筒体1003、聚结部件1004、溢流挡板1005、水包1006、鞍座1007，其特征在于:筒体1003外部设有气相出口 c、重相出口 e、轻相出口 d、备用口 b、人孔f和4个液位计口 L1?L4，左侧椭圆形封头1001上设有进料口 a，筒体底部设有水包1006和鞍座1007，筒体内部从左到右依次设有稳流挡板1002、聚结梯形板组件1004和溢流挡板1005，所述聚结梯形板组件1004中的聚结梯形板通过垂直于轴向的拉杆和平行于轴向的连接板固定，所述聚结梯形板大小相同，同一组聚结梯形板组的板间距相同，相邻聚结梯形板组的板间距在轴向方向上逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置，其特征是:所述聚结梯形板采用聚丙烯材料制成，横截面为等腰梯形，梯形板上表面采用重铬酸钾-硫酸水溶液做氧化处理，梯形板下表面保持原材料不变。
3.根据权利要求1所述的阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置，其特征是:所述聚结梯形板的短边上均匀开孔，拉杆自上而下穿过板孔，每两块梯形板之间置有垫管，垫管采用聚丙烯材料，套在拉杆上，同一板组的垫管长度相同，相邻板组间的垫管长度逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置，其特征是:所述的梯形板组的数量有多个，多个梯形板组之间采用轴向上的连接板串联固定。
5.根据权利要求1所述的阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置，其特征是:所述聚结梯形板组前有一稳流挡板，板面开孔，所述稳流挡板底部与筒体焊接，板组后经过沉降分离区有一溢流挡板，所述溢流挡板底部与筒体焊接，稳流挡板与溢流挡板高度相同，为容器高度的60°/Γ70%。
6.根据权利要求5所述的阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置，其特征是:所述油水分离装置为一卧式容器，容器筒体外部有备用口，所述备用口位于稳流挡板的右上方，所述聚结梯形板组右上方为人孔，所述人孔右侧为气相出口，该出口上有一液位计口，所述溢流挡板右侧有一垂直向下的轻相出口，该出口上有一液位计口，所述轻相出口左侧为鞍座，所述鞍座左侧为垂直向下的水包，水包上有2个液位计口。
7.根据权利要求6所述的阶梯分布式聚结梯形板组油水分离装置，其特征是:所述油水分离装置的筒体两侧为椭圆形封头，所述椭圆形封头与筒体之间采用法兰连接，所述左侧椭圆封头下侧有进料口。
【文档编号】B01D17/022GK204121809SQ201420402461
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】李玲俐, 郭鑫, 赵翠林, 迪建东 申请人:天津中福工程技术有限公司