专利名称：空气喷射旋流闪浮器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种含油污水处理技术领域，特别涉及一种利用旋流原理设计的油水分离装置。
背景技术：
在石油开采和加工过程中，能产生大量含油污水。含油污水主要包括有油田采出水、洗盐废水、洗井水、炼油污水等。它的特点是产生量大；成分复杂，含油污水中含有油以外，通常还含有COD、挥发酚、硫化物等污染物。含油污水达标处理，是一件非常艰巨的工作。
目前，国内外去除含油废水中的石油类物质，所使用的方法有1、物理法除油，包括立式除油罐、斜板除油罐、粗粒化罐等；2、混凝除油、浮选，包括溶气浮选、充气浮选等；3、旋流器以及过滤除油，以砂滤、核桃壳过滤为主。我国普遍采用除油、过滤两段流程去除污水中的石油类和悬浮物。如公告号为2276379的中国专利，公开了一种原油预脱水和污水除油水力旋流器。是由进液腔、管板、圆筒涡旋段、出油腔、排油孔、加速段、直管段及出水腔组成。特征是水力旋流管由两个直线管段，即圆筒涡旋段、直管段和一个锥管加速段组成。加速段位于圆筒涡旋段和直管段的中间，排油孔位于旋流管顶部，直接从管板中伸出。这种水力旋流器的旋流管为单锥型，由圆筒涡旋段、加速段(锥管)和直管段组成，排油孔布置在旋流管顶部。特点是降低了流体通过旋流管的压力降、提高分离效率。该原油预脱水和污水除油水力旋流器仅采用圆筒涡旋段、直管段和一个锥管加速段分离除油，分离效率仍然不能满足要求。
为使除油装置高效、小型化、预制化，除了研究聚结除油(粗粒化)装置外，近年来引进了美国WEMCO公司的CAF浮选机、旋流器以及高速除油过滤装置，但由于国内油田含油污水成份复杂，也未达到预期效果，各种方法都存在着分离效果不足的缺点。因此，开发高效率的除油技术，对降低运行成本和投资成本低、缩短工艺流程的新型油田采出水除油工艺是油田环保工作急需解决的问题。
发明内容
为了适应国内油田含油污水成份复杂的实际情况，克服现有含油污水处理设备分离效率低的不足，本实用新型的目的在于提供一种空气喷射旋流闪浮器，该空气喷射旋流闪浮器能在同一设备内完成分散油和乳化油的分离，并且能提高含油污水中石油类的去除效率，缩短含油污水处理流程，实现含油污水的高效和经济的处理。开发出一种经济性好、占地面积小、可以实现去除分散油、乳化油，具有广泛应用领域的新型含油污水处理设备，以替代现有的浮选单元，力争同时代替隔油单元，使含油污水物理段设施的投资降低，降低污水处理的操作成本。
本实用新型采用的技术方案是空气喷射旋流闪浮器主要由入口段、柱段、底流段和溢流管所组成。入口段为圆筒形，在入口段侧壁上有切线方向进入的污水入口。入口段顶有顶盖，顶盖中心固定有溢流管。入口段下法兰连接柱段。柱段为污水进入设备的关键部分，该段可以保证污水能够沿设备的切线方向进入设备内部，使液体在设备内部高速旋转起来，柱段为一个两端有法兰的圆筒。柱段内通过环形固定架固定有圆筒状的多孔材料管。柱段圆筒与多孔材料管之间形成环形空间。在柱段圆筒壁上有压缩空气入口，压缩空气能从压缩空气入口进入柱段圆筒与多孔材料管之间的环形空间，并通过多孔材料管管壁进入多孔材料管内。柱段下法兰和底流段上法兰之间固定有底盘。底盘为圆盘形，底盘中心有孔。底流段为筒状，底流段下部固定有调节盘。调节盘中心螺孔有调节杆。调节杆端部连接一个调节块。在底流段底部有清水出口。
为了调节溢流管伸进入口段的长度，溢流管外壁可以有螺纹，顶盖与溢流管之间螺纹配合。通过旋转溢流管，达到调节溢流管伸进入口段的长度的目的。
为了使多孔材料管固定更牢固可靠，固定架设置在多孔材料管的两端外壁上。
为了有效调节出水流量，调节块为圆柱状，端部为圆台锥形。
所述的多孔材料管采用钛材料制作成。
入口段是液体的进入段，液体在此段进入并在筒内高速旋转。柱段是气体的分散段，同时还是实现油水分离的部分，将进入多孔材料管的气体切割成微小的气泡，水中的油滴与微小气泡结合，由于密度差的原因，密度小的气泡、油滴以及二者的结合体逐渐向柱体中心移动，在压力的作用下向上移动从溢流管排出，形成浮渣。除去油的水由于密度较大逐渐向柱壁移动，并在压力下向下移动，从底流段排出，成为处理后的清水排出。通过调节调节杆可以改变底流出口的当量直径，从而控制溢流口和底流的流量，从而控制工况和出水水质。整个设备没有转动部件，非常易于维护。该处理器耐冲击负荷能力强，能全面去除分散油和乳化油，产生的浮渣量也较小，是一种高效的环境友好污水处理设备。
针对含油污水中油既以分散油形式存在，又以乳化油形式存在的特点，选择集旋流器与浮选特点于一身的空气喷射旋流闪浮技术来同时实现水中分散油和乳化油的去除。污水从闪浮设备的上部污水入口沿切线方向加压进入入口段，在设备内腔产生高速旋转并整体向下移动，设备的柱段是加压空气腔，空气腔外接压缩空气，空气腔内壁为多孔材料管，压缩空气沿多孔材料管进入多孔材料管内，在高速旋转的污水切割下压缩空气被粉碎成微小气泡(气泡直径100um)。由于污水的高速旋转，密度较小的组份逐渐向设备中心轴线移动，密度小越移动越快，油滴和气泡因密度比水小同时向中心移动，气泡移动更快，在移动中不断粘附油滴，大量的油滴和气泡在中心聚结，并向上移动，最终从设备顶端溢流管排出，经过除油的清水从设备的下部清水出口排出。装置实现全自动操作，无需专人看管。
本实用新型的有益效果空气喷射旋流闪浮器采用旋流闪浮技术结合了旋流和浮选技术，因此可以实现高效地去除水中浮油和乳化油，石油类的去除率可以达到95％以上，去除油滴直径的下限可以达到3-4um，对来水含油量的波动具有较高的容忍度。空气喷射旋流闪浮器容积负荷大、占地面积小。进入闪浮器的水仅在设备中停留约1s，设备小巧，占地面积仅为常规设备的70％。由于旋流闪浮器自身没有任何转动的零部件，因此维护简单。旋流闪浮器的造价仅为同类常规设备的50％，运行费用仅为同类常规设备的80％。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。
附图是本实用新型空气喷射旋流闪浮器结构剖面示意图。是实施例的结构示意图。
图中，1.溢流管，2.顶盖，3.入口段，5.固定架，6.柱段，7.多孔材料管，8.调节块，9.底盘，10.底流段，11.调节杆，12.调节盘，13.清水出口，14.压缩空气入口，15.污水入口。
具体实施方式
实施例参阅附图。本实用新型空气喷射旋流闪浮器2005年7-10月在某油田高一联合站开展了该设备的现场试验，安装在一个处理能力为5m3/h的处理装置。该装置的处理流程变得结构紧凑，操作简便，完全实现自动化控制，未出现安全和技术问题，出水水质稳定。该整套处理装置占地面积仅为5m2，投资15万元。同该处理站的采油污水处理工艺相比，流程大大缩短，同等规模的处理能力相比，此工艺的设备投资要节省50％，运行费用降低10.3％。
处理能力为5m3/h的空气喷射旋流闪浮器，入口段(3)内径46mm；柱段(6)内径95mm，高度330mm；底流段(10)内径95mm。
入口段(3)为圆筒形上、下有法兰。在入口段(3)侧壁上有切线方向进入的2个污水入口(15)。一个在入口段(3)底部，一个在入口段(3)的中部。入口段(3)顶部有圆盘顶盖(2)，顶盖(2)中心孔为螺孔，螺孔内有溢流管(1)。入口段(3)下法兰连接柱段(6)。
柱段(6)为一个两端有法兰的圆筒，内径95mm，高度330mm。柱段(6)内通过环形固定架(5)固定有圆筒状的多孔材料管(7)。固定方式是固定架(5)设置在多孔材料管(7)的两端外壁上。多孔材料管(7)采用钛材料制作成。柱段(6)圆筒与多孔材料管(7)之间形成环形空间。在柱段(6)圆筒壁上有内径为10mm的压缩空气入口(14)。柱段(6)下法兰和底流段(10)上法兰之间固定有底盘(9)。底盘(9)为圆盘形，底盘(9)中心圆孔直径46mm。
底流段(10)为筒状，底流段(10)下部固定有调节盘(12)。调节盘(12)中心螺孔有螺纹调节杆(11)。调节杆(11)端部连接一个调节块(8)。调节块(8)圆柱状直径44mm，端部为圆锥台形。调节块(8)在底流段(10)底部有2个直径为25mm的清水出口(13)。
权利要求1.一种空气喷射旋流闪浮器，主要由入口段(3)、柱段(6)、底流段(10)和溢流管所(1)组成，入口段(3)为圆筒形，在入口段(3)侧壁上有切线方向进入的污水入口(15)，其特征是入口段(3)顶部有顶盖(2)，顶盖(2)中心孔有溢流管(1)，入口段(3)下法兰连接柱段(6)，柱段(6)为一个两端有法兰的圆筒，柱段(6)内通过环形固定架(5)固定有圆筒状的多孔材料管(7)，柱段(6)圆筒与多孔材料管(7)之间形成环形空间，在柱段(6)圆筒壁上有压缩空气入口(14)，柱段(6)下法兰和底流段(10)上法兰之间固定有底盘(9)，底盘(9)为圆盘形，底盘(9)中心有圆孔，底流段(10)为筒状，底流段(10)下部固定有调节盘(12)，调节盘(12)中心螺孔有调节杆(11)，调节杆(11)端部连接一个调节块(8)，在底流段(10)底部有清水出口(13)。
2.根据权利要求1所述的空气喷射旋流闪浮器，其特征是溢流管(1)外壁有螺纹，项盖(2)与溢流管(1)之间螺纹配合。
3.根据权利要求1所述的空气喷射旋流闪浮器，其特征是固定架(5)设置在多孔材料管(7)的两端外壁上。
4.根据权利要求1所述的空气喷射旋流闪浮器，其特征是调节块(8)为圆柱状，端部为圆锥台形。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的空气喷射旋流闪浮器，其特征是多孔材料管(7)采用钛材料制作成。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的空气喷射旋流闪浮器，其特征是入口段(3)侧壁上有切线方向进入的污水入口(15)为2个。
专利摘要一种空气喷射旋流闪浮器，应用于含油污水处理技术领域。由入口段、柱段、底流段和溢流管组成。入口段为圆筒形，入口段侧壁上有切线方向进入的污水入口。特征是入口段顶部有顶盖和溢流管。柱段内固定有圆筒状的多孔材料管。柱段圆筒与多孔材料管之间形成环形空间。柱段下法兰和底流段上法兰之间固定有底盘。底流段为筒状，底流段下部固定有调节盘。调节盘中心螺孔有调节杆。调节杆端部连接调节块。底流段底部有清水出口。空气喷射旋流闪浮器采用旋流和闪浮技术结合，实现高效去除水中浮油和乳化油，去除率达到95％以上，去除油滴直径下限达到3－4um。旋流闪浮器造价仅为常规设备的50％，运行费用为常规设备的80％。
文档编号C02F1/24GK2923676SQ20062011808
公开日2007年7月18日 申请日期2006年6月14日 优先权日2006年6月14日
发明者王嘉麟, 李兴春, 丁毅, 梁林佐 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团工程设计有限责任公司