[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

本發明涉及原油生產、煉化、生活污水等領域的油水兩相混合液的分離處理，特別針對低濃度含油污水的快速分離處理技術，具體涉及一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置及方法，包括輸送管道、導流片和氣引入口，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；輸送管道的進液端設置有導流片；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；在靠近出水口的輸送管道的軸心位置設置有排油管。本發明的裝置結構簡單，體積小巧，處理效率高。相比單純的低強度管道旋流，除油效率可以提高30％，比單純氣浮，除油效率可提高15％，同時可以大大降低成本，提高安全性。

技術領域

本發明涉及原油生產、煉化、生活污水等領域的油水兩相混合液的分離處理，特別針對低濃度含油污水的快速分離處理技術，具體涉及一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置及方法。

背景技術

含油污水一般是伴隨著原油生產而產生的，通常污水中的含油率低于5000ppm，這種含油污水若不經處理直接回注地層，則其中的油珠會堵塞油層毛細通道，降低油層滲透率。此外，如果不經過處理直接排放到江河湖海等，將嚴重影響周圍生態環境。污水深度處理的方法主要包括:重力法、離心分離法、氣浮法、過濾法、吸附法、膜分離等。

其中，在需要對大量的兩相混合流體進行快速分離的時候，重力沉降和過濾技術都是有效的分離技術手段，但上述兩種技術處理速度相對較慢，而且為提高分離效果、增加停留時間造成設備復雜、龐大。而離心原理設計的分離器是通過起旋裝置，使流入旋流器內部的油水兩相混合物形成旋轉流動，在旋流場中由于兩相密度差異的存在，造成所受離心力的不同，使密度較大的水向分離器的邊壁區域遷移，而密度較小的油向旋流器中心匯聚，此類分離器具有分離效率高、結構緊湊、適用范圍寬泛等優點，因此成為研究最多的分離技術，并已經發展出眾多實用性的分離器。氣浮除油技術是向污水中溶入一定量的氣體，產生大量微小氣泡，利用吸附作用使氣泡與污水中的細小油粒相結合，在浮力作用下快速上升到液面，達到油水兩相分離目的。近年發展起來的緊湊型氣浮旋流裝置(CFU)有效的利用了氣浮與低強度旋流離心場的協同作用，使氣泡與油滴的碰撞聚并幾率增加，停留時間有效減少，分離效率提高。

發明專利ZL201310245879.1提出了一種旋流氣浮分離裝置，形成弱旋流的主要原理是在罐體內均勻分布的周向導流彎頭噴射和通向第二個罐體的切向入口與螺旋導流片共同作用，氣浮采用氣泡發生器和溶氣泵方式，整套工藝和結構比較復雜。實用新型專利CN203382540U采用油水混合液切向進入和導流槽結構，在罐體內形成旋流，氣泡采用液引射氣的方式產生，并采用復雜的控制方式控制罐內液位平衡。

在石化、生活、環保等領域，通常都需要對密度不同的兩相混合流體進行分離，從而滿足環保排放等技術要求。因此，如何研發一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置及方法，提高水資源和油組分的回收利用率，增加社會和經濟效益，具有重要的現實意義。

發明內容

針對現有技術中存在的工藝、結構復雜，液位調控繁瑣等缺點，本發明的目的在于提供一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置及方法，特別針對低濃度含油污水的快速分離處理技術，例如油田原油沉降罐排放的污水處理。相對于傳統的重力沉降分離和其它分離技術，本發明的裝置結構簡單，體積小巧，處理效率高。

本發明采取的技術方案為：

一種處理含油污水的管道加氣旋流聚結分離裝置，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，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。