[發明專利]用于在多相流中分離各相的設備和方法

有效

• 申請號: 200980159418.4
• 申請日: 2009-04-20
• 公開（公告）號: CN102438758A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: A·M·于利坎加斯
• 申請（專利權）人: 索爾博水技術公司
• 主分類號: B04C5/00
• 分類號: B04C5/00;B04C5/181
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 蔣旭榮

技術領域

本發明涉及一種用于在多相流束中對不同的各相進行改進分離的裝置，如它在如下權利要求1的引言部分中所述的那樣。

更具體地說，本發明涉及在液體-液體流束、液體-氣體流束、或在其中細顆粒固體物質也可能是流束的一部分并且這種固體物質要被分離的這些流束中不同的相的分離。更具體地說，本發明涉及一種用來在浮選旋流器的出口處收集小油滴和氣泡的集成裝置，從而這些小油滴和氣泡可以作為大氣泡和大油滴而在浮選旋流器的凈水側的出口處隨液體流束釋放，這些大氣泡和大油滴可在另一個浮選旋流器中非常容易地分離，該另一個浮選旋流器串聯連接在液體流束中，或者串聯連接在另一個適當的分離裝置中。

此外，本發明涉及在浮選旋流器中吸附劑的投配，所述裝置集成在該浮選旋流器處。

本發明也涉及在常規旋流器或浮選過程中集成的裝置的使用、或這些的組合解決方案，如它在如下獨立和從屬權利要求中所述的那樣。

本發明涉及與分離多相流束有關的技術，其中不同的流束具有不同的凈重。它特別涉及從來自石油工業的采油污水(produced?water)中分離油、水及氣體，但它也涉及以相同方式從一般廢水以及飲用水中分離有機和無機污染物，其中，可使所需要的分離的材料的凈重比主液體相的凈重低。

在從巖層到生產廠涌現的碳氫化合物(油/氣)中，也有水和固體顆粒。在制煉廠中早期分離的水相叫做采油污水，并且釋放到海洋中。然而它包含呈細分形式的一些油，并因此代表了海洋的污染物。因此，在采油污水被釋放之前，它應該被清除掉所述碳氫化合物。

本發明也涉及將在多相液體-液體流束中的同相的小液滴聚結成不同相的大液滴。

本發明也涉及將在液體相中的微米和亞微米氣泡聚結成較大氣泡，其中，這些作為亞微米和微型的氣泡已經附著到在液體相中的顆粒和/或疏水的、和/或親油的污染物上。微米是指μm的尺寸，而亞微米是指小于1μm的尺寸。

本發明也涉及在浮選旋流器中的非常輕的吸附劑的投配，以便使其與在液體相中的污染物相接觸，從而在液體相中的吸附污染物的凈重顯著地較輕，從而顯著地更容易在浮選旋流器中發生分離。

背景技術

目前存在用于不同凈重成分的分離的不同水力旋流器的幾種變型。

最普通的特征是，將多相液體切向地處理到旋流器的圓形腔室中，在該處，居中敞開的圓筒促進多相液體的高旋轉速度。離心力將具有最高比密度的顆粒或液體向腔室的外壁分離出，而較輕液體/氣體被抽吸到在中心處的圓筒。

渦流形成在圓筒下方，在該處，低凈重的相被收集，并且在圓筒中被向上拉，而較重的相跟隨外壁，并被處理成穿過在旋流器的底部處的開口離開。

在居中圓筒下方在渦流中收集的輕的相將在圓筒內向上升，并且如果這個相要被分離，則作為廢棄物穿過出口離開。如果比如具有比要保持的凈重大的顆粒或液體是污物(污染物)，則廢棄物將停留在旋流器的底部出口處，而干凈的相將在旋流器的進口腔室中的居中圓筒中升高。

由于在離心力的影響下凈重差(ΔSG(Δ比重))，在多相流束中的分離適用性已知與待被分離的各相之一的液滴尺寸成近似對數比例。ΔSG越小，對于相等效率分離需要的液滴尺寸越大。在相反情況下，對于在流束中不同相的大的ΔSG，用相同的離心力可分離較小顆粒/液滴。

因此對于浮選，需要亞微米空氣/氣體氣泡，以便將它們附著到液體中的污染物上，從而污染物可實現低凈重。

已知的是，通過在壓力下使在液體(水)中的空氣/氣體飽和，氧氣/氣體將作為亞微米尺寸的氧氣/氣體氣泡而隨壓力減小而膨脹。還已知的是，在石油工業中的采油污水從油層在比較高壓力下被處理。在油/水/氣體的進一步表面分離期間，在釋放到海洋或重新注入水之前，在不同的分離步驟中釋放壓力。已知的是，氣泡則將按低到幾微米的尺寸被釋放，并且氣泡也小于1微米。也已知的是，在水中最難以分離的油中的一些處于5微米到低于1微米的尺寸量級上。

也已知的是，氣體既可以在浮選旋流器之前添加，又可以在浮選旋流器中再循環，以便將油從采油污水中除去。

已知的是，在浮選旋流器中(在該處氣泡附著到污染物上以便實現凈重差)用于高效分離的成功標準取決于氣泡尺寸。較大量的較小氣泡具有通過隨后附著而與污染物相連接的更好機會。小的氣泡分離得較慢，并且具有碰到污染物的較好機會(如果該過程為此提供足夠時間的話)。

已知的是，氣泡可通過借助于對油滴的比較弱約束的粘附、或通過包封氣泡的油滴(其中這種約束驚人地較強)而約束油滴。