[發明專利]一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置及方法

有效

• 申請號: 202110778498.4
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113526614B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 武云龍;馬榮;黃憲春;尹立平;鐘興福;林黎明;張軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: B01D45/00
• 分類號: B01D45/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 焦海峰

1.一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置，其特征在于，包括輸送管道，以及沿輸送管道自前向后依次設置為旋流初始段、旋流分離段、旋流穩定段，

沿著來流方向自前向后排布設置有導流片和氣引入口，所述氣引入口沿輸送管道內壁的切向方向引入，氣引入口距導流片小于2倍管直徑的距離范圍內設置為旋流初始段；

通過導流片在旋流初始段形成旋流紊流發散區域，將氣引入口引入的氣流打碎成細小氣泡，并與來流中的分散油滴接觸吸附；

輸送管道中心沿著中軸線自旋流分離段向旋流穩定段過渡形成氣油混合腔，氣泡和分散油滴沿著氣油混合腔聚合為含油濃度較高的油氣水混合液；輸送管道內壁沿著氣油混合腔的外側形成環形水腔，水沿著環形水腔內聚合。

2.根據權利要求1所述一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置，其特征在于，所述輸送管道的旋流初始段設置為縮徑結構，所述縮徑結構的最小直徑設置為輸送管道的管直徑的30-70%，通過縮徑結構控制氣泡均勻分布。

3.根據權利要求2所述一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置，其特征在于，所述旋流初始段的縮徑結構后設置有擴徑結構，擴徑結構沿著縮徑結構的后端依次外擴還原為原輸送管道的管直徑。

4.根據權利要求1所述一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置，其特征在于，所述輸送管道的進液端、出液端分別設置為含油污水入口和出水口；

所述輸送管道的旋流初始段沿著來流方向的起點和終點分別設置為導流片、氣引入口，沿著輸送管道的進液端設置有導流片，通過導流片控制來流形成沿軸向旋轉的流動；

所述輸送管道在旋流初始段的管壁上安裝有一個或多個氣引入口，通過氣引入口通入氣體或氣水混合液。

5.根據權利要求1或4所述一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置，其特征在于，所述輸送管道的旋流穩定段的軸心位置設置有排油管，排油管設置為軸對稱結構，通過排油管的左側右側同時排油將匯聚在管道中心的含油濃度較高的油氣水混合液排出。

6.根據權利要求5所述一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置，其特征在于，所述排油管內套設一根同軸的排氣管，通過排氣管和排油管的協同配合結構實現油氣水同時分離，分離出的氣通過加壓后再引入氣引入口。

7.根據權利要求1所述一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置，其特征在于，所述導流片設置為螺旋片或其它起旋結構，導流片設置為2-6片半圓形螺旋片，其與輸送管道的軸向呈20-60度夾角進行安裝。

8.一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離方法，采用權利要求1-7任意一項所述一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置，其特征在于，具體包括如下步驟：

（1）含油污水通過含油污水入口進入輸送管道，通過輸送管道進液端的導流片控制來流形成沿軸向旋轉的流動；

（2）通過氣引入口通入氣體或氣水混合液，在旋流剪切作用力下與含油污水混合形成油、氣、水混合物；

（3）在旋流分離段，氣泡與分散在水體中的細小油滴粘附，在離心力作用下向輸送管道中心匯聚，聚并成大氣泡和大的油滴；

（4）在旋流分離段，密度較大的水在離心力作用下甩向輸送管道內壁，含油率降低；

（5）在旋流穩定段，通過安裝在軸心位置的排油管將匯聚在輸送管道中心的含油濃度較高的油氣水混合液排出；

（6）通過輸送管道軸向出水口流出含油率降低的污水。