专利名称：一种物理激发器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种溶气释放器，是一种水处理装置。
背景技术：
油田生产中要伴随产生大量的采油废水，水量一般是产油量的5 20倍，这些水必须经过严格的处理后回注地下以保持地层的采油动力，目前采油废水的处理多采取沉降、过滤的办法，效果不是很理想。现在出现改进的采油废水处理工艺则较多采用加药剂混凝+部分回流加压溶气气浮+过滤的办法，水处理效果有所提高，但处理成本较高，效果稳定性不高，分离出来的石油由于混合的药剂等杂质而严重限制了宝贵的石油资源的回收再利用，并且由于药剂絮凝而形成的大量废渣又带来了废弃物污染及处理的问题。由于地下深层的高压条件往往使地下水中溶有一定量的气体，这种地下水在采出到地面后，水中的某些溶解气体由于压力大幅降低而处于过饱和状态，如油田的采油废水就是从地下数百甚至上千米深层采出，该水中含有一些天然气成分，在地面就会从水中不断析出，对沉降罐稳定地油水分离和悬浮物沉淀产生较大干扰。如果创造一种物理手段对采油废水施以剧烈物理激荡消能，就可能使溶解在这种水里的大部分天然气等在很短的时间内同时析出，进而在水中同时产生大量的微小气泡，在这些小气泡从水中上浮到水面的过程中会接触吸附水中的油粒、悬浮颗粒等并将之一并携带浮上水面，这样就可以化不利因素为有利条件，大大优化采油废水的除油净化工艺。目前应用于常规气浮工艺的TV型、 TJ型、TS型等溶气释放器适用于较高溶气过饱和度(溶气分压是常温常压时的2倍以上) 和较高进水压力(一般在0. 25Mpa以上)，对于采油废水中溶解天然气的较低过饱和度 (水中溶解天然气的分压仅略高于该气体常温常压时的饱和蒸汽压)以及较低水压(一般 0. 8-2. OMpa)的条件，这些溶气释放器的释气效果虽然也有一些但效率不高，且释气效果也不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种能在较低的进水压力和溶解气体较低的过饱和度的情况下能使溶气激发释放的物理激发器。本发明的技术方案如下一种物理激发器，如图所示，它有一个进水管G，进水管G的一端连接一进水节流孔板A，进水节流孔板A的中央有一个与进水管同轴心的圆孔状的节流孔1，进水节流孔板A 的相对于进水管G的另一面有一个与节流孔1同轴的、焊接在进水节流孔板A上的激流反射环C，激流反射环C为壁厚2-5mm，高10_12mm，内径较反射激荡器B外径大出20_30mm的圆环，在激流反射环C内有一个圆形的反射激荡器B，反射激荡器B与激流反射环C同轴，反射激荡器B为一圆柱台，圆柱台的直径为节流孔1直径的5-7倍，圆柱台面向进水节流孔板 A的一面的四周有一圈高1. 0-2. Omm的肩，肩宽1. 5-2. 5mm，形成圆柱台凹面，圆柱台凹面中央有一个直径为节流孔1直径的1. 15-1. 2倍的圆柱形盲孔作为反射激荡孔2，反射激荡孔
32的深径比为1 0.8-1. 2 (根据水的运动粘滞系数及水中溶解气的特性调节)，从反射激荡孔2边起向外，呈径向水平辐射状均分开有4-8条激流槽3，激流槽3为矩形槽，大小根据处理水量确定，激流槽3直通到圆柱台四周的肩外(即将圆柱台的肩切断成4-8个缺口)， 多条槽的截面积总和为节流孔1面积的1. 5-2. 5倍，激流槽3的深度为反射激荡孔的深度的30-60%，圆柱台的另一面有一与圆柱台同轴的圆杆状的圆柱台柄，圆柱台柄的直径是圆柱台直径的0. 3-0. 6，圆柱台柄的端头中心轴位置有一个M8或MlO的盲端螺纹孔，用于连接调节螺杆，用以调节圆柱台平面与进水节流孔板A平面之间的间隙，反射激荡器B的圆柱台柄坐落在焊接在盖板E中央圆筒形的固定承插座D内，盖板E的中心有一个与圆柱台柄端部螺纹孔同规格的螺纹通孔，螺纹通孔内有调节反射激荡器上、下升降的螺杆H，在进水节流孔板A与盖板E之间焊接有圆环形的外围壳F，使外围壳F、进水节流孔板A和盖板E构成一物理激发器的围护结构，外围壳F的直径为圆柱台直径的2-3倍，在外围壳F与盖板E 连接处的圆周上开有多个水、气泄出孔4，水、气泄出孔4的总面积为节流孔1面积的25-40 倍。本发明的物理激发器的工作机理是含有一定量溶解气体的水在一定压力推动下从物理激发器进水节流孔1以较高流速呈射流进入激发器内，该股水射流首先就直接射入部件B的反射激荡孔后被阻挡反弹，反弹水流又与接着射入的水流对撞而形成高频震荡；接着一部分水流沿部件B上的矩形激流槽高速流出部件B区域，另一部分水流则从部件B上端面水平高速向外幅流并受到部件B上端外沿凸台的拦阻后从上部较小缝隙溢射出部件B区域；从部件B区域射出的两股水流分别冲击到激流反射环后以不同的速度和方向反弹，这两股水流就会形成高差速混合，造成高频率压缩、拉伸及急速涡流；从水流进入物理激发器开始到射流流出激发功能区，其间受到强烈的高频率震荡所引起的空化作用及高差速混合涡流产生的非常强烈的空泡效应，使溶解在水中的气体在很短的时间内(几十毫秒)大量析出，接着水流就迅速流出物理激发器而进入一个大的常压空间，析出的气体就来不及回溶于水体而从水中浮上水面。被激发析出的微小气泡在上浮到水面的过程中有极多的机会接触吸附它在水中遇到的油粒、悬浮杂质等，就会携带它们一起浮到水面，从而净化了水体。由于油田采油废水中的溶解气体大部分为天然气，天然气气泡与水中的石油微粒有很好的亲和性，用本项发明的物理激发器激发析出的微小天然气气泡在水中上浮过程中极易吸附融合分散在水体中的石油微粒，就可以获得优于常规气浮工艺的油水分离效果。本发明能较好地适应来水中溶解气体较低的过饱和度(一般达到当时的温度、压力下的饱和蒸汽压以上即可)和较低的进水压力(0. SMpa以上即能有效释气)，油田采出液经过正常油水分离收油后的采油废水采用本项发明的物理激发器可以较好地激发释放出水中残留的天然气获得等同甚至优于气浮的效果，使采油废水在不需要投入能源、不需要增加配套设备、不加药剂的情况下几乎无成本获得较高的油水分离效率，可以大大降低油田采油废水处理系统的投资规模和处理成本，同时该发明用于采油废水的油水分离还实现了废水中石油的原质原品回收，处理过程中也大大减少了固体废物。
图1为本发明的物理激发器的A-A剖面示意图。
图2为图1的俯视图。图3为反射激荡器B的示意图。图4为实施例实验装置的示意图。
具体实施例方式实施例1本实施例的实验装置见图4所示。本发明的物理激发器在油、气、水三相分离实验的方式为设置一个直径为1. Sm、高 2.細、有效容积为4. 4m3的圆柱形水箱，该水箱内中央位置设置一个直径500mm、高600mm的上端开口的圆柱形激发混合筒，将本发明的物理激发器直接垂直放置在激发混合筒内底部并接上进水管。该激发器为外径为120mm、厚57mm的圆柱形金属盒体，其结构见图1、图2和图3所示，其中节流孔1的直径为10mm，激流反射环C壁厚4mm，高10mm，内径为80mm，圆柱台的直径为60mm，圆柱台的肩高1. 5mm，肩宽2. Omm,反射激荡孔2的直径为12. Omm,反射激荡孔2深10. 0mm，从反射激荡孔2边起向外，呈径向水平辐射状均分开有6条激流槽3， 激流槽3为矩形槽，激流槽3宽4. 0mm，深5. Omm,圆柱台柄的直径为25mm，长25mm，圆柱台柄的端头中心轴位置的盲端螺纹孔为M8，外围壳F的内径为112mm，在外围壳下半段开有8 个水、气泄出孔4，孔4为宽33mm，高10. Omm的矩形孔，进水端平面上有DN40管道接口用于与来水管道相接，该激发器底端中央部位有调节螺栓，可以根据来水的实际物理参数进行调适以获得最佳的激发效果。在国内东北某油田采油区地面联合站，采用上述配置了一个本发明的物理激发器的油、气、水三相激发分离器，进行了为期一个月、处理规模为5m3/h的现场连续实验运行。 该次试验是从联合处理站采油废水沉降罐外输水泵出水管上接出一路水管直接接上该物理激发器，来水压力0. 15-0. 25Mpa，进水流量4-5m3/h左右。试验运行的结果表明，该物理激发器的激发释气效果比较理想，来水经过激发器后的出水初期观感呈乳状液白中带黄， 仔细观察水中存在大量的微小气泡上浮到水面，水面逐步出现大量的泡沫浮油，水流在分离区向下缓慢流动而气泡携带着油、悬浮杂质浮出水面，取样观察发现黄中带黑液面大量浮油的来水经过本发明设备的处理后出水变得基本澄清。该物理激发器的油、气、水三相分离设备在运行中取样化验结果表明，来水含油量范围在18. 69 4937. 5mg/L，经过物理激发三相分离设备处理后出水含油量范围在7. 19 29. 68mg/L，在未投加任何药剂、不产生任何新增能耗的情况下，采油废水的油水分离取得效果非常优异。具体化验数据详见表-1。表-115-1联合站物理激发油水分离验证试验分析数据表
权利要求
1. 一种物理激发器，其特征是它有一个进水管(G)，进水管(G)的一端连接一进水节流孔板(A)，进水节流孔板(A)的中央有一个与进水管同轴心的圆孔状的节流孔(1)，进水节流孔板(A)的相对于进水管(G)的另一面有一个与节流孔(1)同轴的、焊接在进水节流孔板(A)上的激流反射环(C)，激流反射环(C)为壁厚2-5mm，高10-12mm的圆环，在激流反射环(C)内有一个圆形的反射激荡器(B)，反射激荡器(B)与激流反射环(C)同轴，反射激荡器 (B)为一圆柱台，圆柱台的直径为节流孔(1)直径的4-6倍，圆柱台面向进水节流孔板(A) 的一面的四周有一圈高1. 0-2. Omm的肩，肩宽1. 5-2. 5mm，形成圆柱台凹面，圆柱台凹面中央有一个直径为节流孔(1)直径的1. 15-1. 2倍的圆柱形盲孔作为反射激荡孔(2)，反射激荡孔(2)的深径比为1 : 0.8-1. 2，从反射激荡孔(2)边起向外，呈径向水平辐射状均分开有4-8条激流槽(3)，激流槽(3)为矩形槽，大小根据处理水量确定，激流槽(3)直通到圆柱台四周的肩外，多条槽的截面积总和为节流孔(1)面积的1. 5-2. 5倍，激流槽(3)的深度为反射激荡孔的深度的30-60%，圆柱台的另一面有一与圆柱台同轴的圆杆状的圆柱台柄，圆柱台柄的直径是圆柱台直径的0. 3-0. 6，圆柱台柄的端头中心轴位置有一个M8或MlO的盲端螺纹孔，用于连接调节螺杆，用以调节圆柱台平面与进水节流孔板(A)平面之间的间隙， 反射激荡器(B)的圆柱台柄坐落在焊接在盖板(E)中央圆筒形的固定承插座(D)内，盖板 (E)的中心有一个与圆柱台柄端部螺纹孔同规格的螺纹通孔，螺纹通孔内有调节反射激荡器上、下升降的螺杆(H)，在进水节流孔板(A)与盖板(E)之间焊接有圆环形的外围壳(F)， 使外围壳(F)、进水节流孔板(A)和盖板(E)构成一物理激发器的围护结构，外围壳(F)的直径为圆柱台直径的2-3倍，在外围壳(F)与盖板(E)连接处的圆周上开有多个水、气泄出孔 (4)，水、气泄出孔(4)的总面积为节流孔(1)面积的25-40倍。
全文摘要
一种物理激发器，它是一种溶气释放器，它由进水管G、进水节流孔板A、激流反射环C、反射激荡器B、固定承插座D、盖板E和外围壳F组成，进水节流孔板A中心有节流孔1，焊接在进水节流孔板A上，在激流反射环C中央有反射激荡器B，反射激荡器B的圆柱台四周有肩，圆柱台凹面中央有盲孔反射激荡孔2，从反射激荡孔2向外有呈径向水平辐射状均分的4-8条激流槽3，激流槽3直通到圆柱台四周的肩外，圆柱台有圆柱台柄，圆柱台柄坐落在固定承插座D中，固定承插座D焊接在盖板E上，进水节流孔板A、盖板E和外围壳F构成激发器壳体，在外围壳F下段有出水出气孔4。本发明能较好地释放在较低的进水压力和溶解较低过饱和度和气体的溶气。
文档编号C02F1/20GK102491442SQ201110429060
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者甘宪, 甘澍霆 申请人:南京碧盾环保科技有限公司