[發明專利]雙效傳熱降膜真空油水分離裝置

無效

• 申請號: 201110279949.6
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102430252A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 張賢明;陳彬;劉閣;黃朗
• 申請（專利權）人: 重慶工商大學
• 主分類號: B01D1/22
• 分類號: B01D1/22;B01D1/30;C10G7/04;C10M175/00;C10M175/02;C10M177/00
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技術領域

本發明涉及一種雙效傳熱降膜真空油水分離裝置，屬于礦物油脫水凈化裝置，具體是一種真空罐體內采用由多層人字形元件組成的油膜擴展單元和雙效傳熱器的高效真空蒸發水分的凈化分離裝置。應用在含水潤滑油品的真空分離，或在大宗含水廢潤滑油的殘余水分進行深度分離領域中。

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背景技術

礦物油作為一種基礎能源產品,中國需求遠未達到頂峰，?2020年和2030年將分別達到6-8億噸。工程實際中油品被水污染是不可避免的，當水分超過0.03%時,將嚴重影響用油設備的正常工作。例如液壓傳動系統中，即使液壓油中只有少量水份存在也將使運動單元在工作中出現爬行現象，嚴重影響設備的精度；在電力系統中，變壓器油中的水分會導致絕緣強度下降，產生高壓放電、線間短路、爆炸等安全隱患；在機械設備中潤滑油進水會導致油液乳化，輕者導致設備潤滑不良、銹蝕、降低使用壽命，重者導致設備卡澀、甚至悶車。

目前對礦物油的脫水常見的利用真空凈化方法，專利（?90101897.X）公布了一種低真空油水混合液分離方法和改進的油水分離油凈化裝置，在真空容器內的油水混合液中連續引入充分分散的凈化氣化，使液體產生密集的微細氣泡，將液體變為氣液二相混合狀態，增加了油水混合液一定的表面積，加快了油水分離一定的速度。專利（88108092.6）采用負壓聚結，利用可燃性粉末狀物質做為聚結材料，用循環預涂的方法使之形成聚結層，利用薄層聚結－重力分離相串聯的油水分離裝置實現了脫水效果。這些都不同程度地存在以下問題：

在含水潤滑油品的真空分離，或在大宗含水廢潤滑油的再煉制工藝中，當對油品中殘余水分進行深度分離時，通常由于混合液在真空環境中的停留時間過短、蒸發面積有限、加熱溫度衰減等因素影響，導致分離效果不夠理想，降低了真空分離裝置的工作效率，即使通過多次反復循環凈化處理，仍然無法滿足工程實際中油水深度分離的需要。

發明內容

為了克服現有真空油水分離裝置中混合液在真空環境中的停留時間過短、蒸發面積有限、加熱溫度衰減等不足之處，本發明提出一種雙效傳熱降膜真空油水分離裝置，主要由進油口、粗濾器、雙效傳熱器、霧化分配器、真空罐體、油膜擴展單元、消沫器、凝液器、真空泵和出油口等組成。其特征是，在真空罐體的上部的霧化分配器下面裝有多層人字形元件組成的油膜擴展單元，油膜擴展單元下部是凈化后的油液以及出油口，在油膜擴展單元中間安裝有雙效傳熱器，霧化分配器與油膜擴展單元之間的真空罐體側面安裝消沫器、凝液器和真空泵等。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：采用在真空罐體內油膜擴展單元中間安裝有雙效傳熱器，傳熱器設置一個進口和一個出口，待凈化油液經過雙效傳熱器進口初次加熱后從出口進入霧化分配器霧化成均勻液滴，噴射在油膜擴展單元。由于在真空分離室中油膜擴展單元采用了由多層人字形元件組成，人字形元件由布滿微孔的金屬薄板制成，折疊成眾多的波紋狀，展開面積比平板狀大幅提高，從而使有限的分離空間內形成的蒸發表面積擴大數百倍，其油水混合液被大面積暴露于真空環境中，沸點低于油的水分在真空中很容易被蒸發掉；由于人字形元件每一個波紋的斜面傾角設計遠大于油膜沿金屬面下滑的自鎖角6⁰，為35⁰～75⁰，以免角度小于35⁰時，油膜沿波紋斜面不能實現有效地翻滾，角度大于75⁰時，油膜沿波紋斜面流速太快，致使油膜在波紋斜面停留時間過短，達到不斷更新水分蒸發表面的目的，以便充分蒸發油液內部的殘余水分，達到提高分離效率之目的；油液自上而下在油膜擴展單元內以膜狀下降過程中，路徑被曲折的分離元件大大延長，從而延長了油液以油膜形態在真空中的流動時間，積累了單元時間內的汽體蒸發總量，也就是水分被大幅度移除。

當油膜在真空罐體內下降過程中，隨著路徑的延長和上部強勁的真空抽氣排熱緣故，下降中的油膜存在一個溫度被降低的過程，即真空罐體內的油膜自上而下溫度呈遞減的梯度分布趨勢，到油膜擴展單元下部時的油膜溫度達到最低，此處水分蒸發效率出現最差。本發明利用雙效傳熱器表面溫度與塔內降溫后的油膜所形成的溫度差，對勢能下降同時溫度也下降的油膜流，在不額外增加加熱系統和功耗的情況下，通過安裝于油膜擴展單元中部的雙效傳熱器，對向下推移的降膜進行二次加熱，使呈衰減趨勢的水分蒸發過程，被重新激活增效，有效提高油水的分離效率。