[發明專利]一種纖維顆粒組合雙氣泡強化油水分離的成套設備和方法

有效

• 申請號: 202110851023.3
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113461196B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 楊強;王寧;許蕭;盧浩;劉懿謙;李裕東
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02
• 代理公司: 上海華工專利事務所(普通合伙) 31104
• 代理人: 繆利明

1.一種纖維顆粒組合雙氣泡強化油水分離的成套設備，其特征在于，所述強化油水分離的成套設備包括破乳過濾單元和旋流氣浮單元，其中：

所述破乳過濾單元為親疏水纖維過濾器，所述過濾器的頂部設有進料口管道，所述過濾器內從上至下包括若干級纖維顆粒床，所述纖維顆粒床的四周與所述過濾器內壁連接且所述進料口管道與最上層的纖維顆粒床連通，所述過濾器的頂部壁面設有過濾器油相出口，底部壁面設有過濾器水相出口；

所述旋流氣浮單元為雙氣泡噴射旋流式氣浮裝置，所述氣浮裝置的底部設置氣浮裝置進口，所述氣浮裝置進口與所述過濾器水相出口連通；所述氣浮裝置軸心處設置氣浮內筒，所述氣浮內筒的底部與所述氣浮裝置進口連通；所述氣浮內筒內從下至上依次設有一級氣泡發生器和二級氣泡發生器，用于產生氣泡群，在氣浮作用下油水分離，所述一級氣泡發生器用于產生粒徑為100-1000μm的大氣泡，所述二級氣泡發生器用于產生10-100μm的小氣泡；

所述氣浮內筒上設有循環噴射機構，用于在所述氣浮內筒中形成旋流場，加速液滴碰撞與分離，所述循環噴射機構包括分別設置于所述氣浮內筒的底端和側壁上的若干組對應的循環出口和循環入口，所述循環出口和循環入口連通，并通過循環泵提供動力，所述循環入口在所述氣浮內筒側壁的內部連接傾斜朝下的卷吸噴嘴；所述卷吸噴嘴包括噴嘴入口和噴嘴出口，所述噴嘴入口與所述循環入口連通，所述噴嘴入口的內側一端為漸縮結構，所述卷吸噴嘴位于所述漸縮結構的徑向位置設有卷吸孔，所述卷吸孔至所述噴嘴出口之間為文丘里強化段；所述氣浮裝置的底端壁面設置凈化水出口，頂端壁面設置排氣口，氣浮內筒上方的壁面設置氣浮裝置油相出口。

2.根據權利要求1所述的強化油水分離的成套設備，其特征在于，所述一級氣泡發生器為中心設有中孔的圓盤形結構，安裝于所述氣浮內筒底部，沿所述一級氣泡發生器的圓周設有一級密集孔，所述一級密集孔沿著徑向從外側向中心分布逐漸密集。

3.根據權利要求1所述的強化油水分離的成套設備，其特征在于，所述二級氣泡發生器為圓盤形結構，安裝于所述氣浮內筒內距離所述氣浮內筒底部2/3處，所述二級氣泡發生器等間距均勻設置二級密集孔。

4.根據權利要求1所述的強化油水分離的成套設備，其特征在于，所述卷吸噴嘴安裝于所述氣浮內筒上距離所述氣浮內筒底部的1/3處，其軸線與所述氣浮內筒的母線的夾角為30°-80°。

5.根據權利要求1所述的強化油水分離的成套設備，其特征在于，所述氣浮內筒為圓錐形結構，所述氣浮內筒的母線與水平線夾角為30°-80°，所述氣浮內筒的長度為所述氣浮裝置切線長度的2/3。

6.根據權利要求1所述的強化油水分離的成套設備，其特征在于，所述過濾器包括三級纖維顆粒床，從上至下依次為一級纖維顆粒床、二級纖維顆粒床和三級纖維顆粒床，其中每級纖維顆粒床的床層厚度為所述過濾器的容器切線長度的10％-30％；孔隙率分別為0.2-0.3，0.3-0.5，0.5-0.7，通過X型纖維編織方法編織所得。

7.根據權利要求1所述的強化油水分離的成套設備，其特征在于，所述過濾器底部設置反洗水入口，用于根據實際運行工況對所述過濾器進行高壓反洗注水吹掃，防止所述過濾器內顆粒堵塞。

8.利用權利要求1-7任一所述的強化油水分離的成套設備強化油水分離的方法，其特征在于，所述強化油水分離的方法包括如下步驟：

(1)油水混合物經所述進料口管道進入所述破乳過濾單元，通過所述纖維顆粒床聚結破乳，聚結破乳后產生的油相從所述過濾器油相出口排出收集，產生的水相從所述過濾器水相出口排出；

(2)步驟(1)中的水相經所述氣浮裝置進口進入所述旋流氣浮單元，所述一級氣泡發生器和二級氣泡發生器分別產生不同大小尺度的氣泡，利用非極性親油屬性對水中油滴進行負載并上浮，實現油水高效分離；同時，所述氣浮內筒內的流體在所述循環噴射機構的作用下循環流動，并在所述氣浮內筒內形成旋流場，強化水中油相的聚結分離；

(3)步驟(2)中產生的氣體通過所述排氣口排出，產生的油相從所述氣浮裝置油相出口排出收集，產生的潔凈水從所述凈化水出口排出。