一种用于悬浮乳液的水面浮油安全收集系统及方法与流程

本发明属于环保，尤其是涉及一种用于悬浮乳液的水面浮油安全收集系统及方法。

背景技术：

1、在石油等危化品的生产、炼制加工和运输过程中，漏油、溢油事故频频发生，对环境生态造成了严重影响。原油、成品油等常见石化原料以及部分非水溶相液体危化品的密度比水的密度低，一旦泄漏极易浮在水体液面之上并与水形成浮油相。

2、采用机械设备收集溢油是目前常用的处理溢油事故的主要方法。针对各水域、港口、海面的浮油、含油污水、事故污水等处置，国内多以收油船、收油机、吸污车、抽吸泵等机械式收油设备为主，即：仅仅依靠机械设备将油水混合物一起回收，再将油水混合物处理后的水进行排出。现有技术中的水面溢油回收方法采用第一喷枪、第二喷枪、驱油剂罐、凝油剂罐、无人船船体等部件组成相应的回收装置，来接收污水以及对污水进行溢油检测、监测、回收和水体净化；现有技术中的浮筒沉水浮油吸收装置公开了一种能够在自动收集油水的同时进行油水分离的方法及设备；除此之外，现有技术还公开了利用浮筒内的疏水亲油网，结合抽气收油管道，将浮油收集起来的海上浮油收集装置。

3、在实现本发明的过程中，发明人发现，上述现有技术中的方法及装备均采用把油水混合物抽吸至装备内再进行分离的方式对浮油进行处置，浮油处置效率低，且不易实现对浮油和水形成的悬浮乳状液体系的应急分离与处置，同时也均未考虑应急清理过程中烃蒸气的吸入对气相燃爆风险的影响。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种用于悬浮乳液的水面浮油安全收集系统，包括：气泡发生器，其顶端设置有与浮油收集装置的底部连通的气泡出口，用于产生惰性气体气泡，并将所述惰性气体气泡向所述浮油收集装置的内部释放；所述浮油收集装置，其浮在待收集悬浮乳液中，且通过非封闭式侧壁使得内部腔体的悬浮乳液与外部液面齐平，用于通过悬浮乳液内的气泡流动区域与非气泡流动区域之间的密度差来形成环流状态用以凝聚油颗粒，从而实现对内腔悬浮乳液的油水分离，以及在分离出浮油时，通过装置顶部处的抽吸口将所分离的浮油抽取至装置外部。

2、优选地，所述浮油收集装置的内部腔体上表面与内部腔体悬浮乳液的液面之间形成第一空间，其中，所述第一空间用于在油水分离过程中，容纳在所述惰性气体气泡浮出悬浮乳液发生破裂时所产生的惰性气体，从而在当前空间形成惰性气体保护层，以对油水分离过程进行防爆保护。

3、优选地，所述抽吸口通过浮油收集头来实现，其中，所述浮油收集头的外表面设置有用于保持所述浮油收集头的浮油输入端始终处于分离出的浮油内的漂浮装置。

4、优选地，所述非封闭式侧壁的外表面设置有浮筒，其中，所述浮筒用于对所述浮油收集装置在所述待收集悬浮乳液中的浸泡体积进行调整，从而使得所述浮油收集装置在所述待收集悬浮乳液中处于最佳油水分离位置。

5、优选地，所述气泡出口构造为套筒状结构，其中包括：内套管，其用于产生均匀的惰性气体气泡；以及环绕所述内套管的外套筒，其气泡输出端高于所述内套筒的气泡输出端，用于将所述惰性气体气泡释放到所述浮油收集装置的内部。

6、优选地，所述内套管的内壁为光滑结构或螺旋槽结构中的一种；以及所述内套管的长径比为10，所述内套管的内径为2mm。

7、优选地，所述气泡发生器所形成的所述惰性气体气泡的直径为100微米～2000微米；所述气泡发生器释放所述惰性气体气泡的释放速度为0.01～10m/s，且释放压力为10～100kpa。

8、优选地，所述浮油收集装置的底部设置有多个气泡发生器，所述多个气泡发生器均匀分布在以所述浮油收集装置底部的中心为圆心的多个半径不同的圆环上，其中，第一圆环的直径为所述第一圆环和第二圆环之间环间距的2.5倍。

9、优选地，位于同一圆环上的相邻气泡发生器之间、以及位于不同半径的相邻圆环上的且位于同一条最外圈圆环直径上的相邻气泡发生器之间，均通过管路连通，其中，所述管路的起始端管口与用于提供惰性气体的供气装置连接。

10、优选地，所述浮油收集装置还具备颗粒物收集单元，所述颗粒物收集单元用于在油水分离过程中对沉降到所述浮油收集装置底部的颗粒物进行实时收集，以保障所述环流状态的流畅度。

11、优选地，所述惰性气体气泡为氮气气泡或冷二氧化碳气泡。

12、另外，本发明还提出了一种用于悬浮乳液的水面浮油安全收集方法，所述水面浮油安全收集方法利用本发明所述的水面浮油安全收集系统来实现对水面浮油的安全收集，所述水面浮油安全收集方法包括：利用顶端设置有与浮油收集装置的底部连通的气泡出口的气泡发生器，来产生惰性气体气泡，并将所述惰性气体气泡向所述浮油收集装置的内部释放；使所述浮油收集装置浮在待收集悬浮乳液中，且通过非封闭式侧壁使得内部腔体的悬浮乳液与外部液面齐平，利用所述浮油收集装置通过悬浮乳液内的气泡流动区域与非气泡流动区域之间的密度差来形成环流状态用以凝聚油颗粒，从而实现对内腔悬浮乳液的油水分离；在分离出浮油时，通过所述浮油收集装置顶部处的抽吸口将所分离的浮油抽取至装置外部。

13、与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

14、本发明提出了一种用于悬浮乳液的水面浮油安全收集系统及方法，该系统通过气泡发生器向待收集悬浮乳液内引入惰性气体微气泡来进行油水分离，并由浮油收集装置提供用于对待收集悬浮乳液进行油水分离的空间。本发明一方面基于气泡的流动过程，在待收集悬浮乳液内的气泡流动区域与非气泡流动区域之间形成密度差，利用液体环流实现了对悬浮乳液的水面浮油的分离与收集；另一方面，利用气泡壁特有的油滴凝聚能力，以及在密度差引发的待收集悬浮乳液内部的扰动、悬浮乳液的环流、气泡的上浮运动和气泡上浮后的破碎，实现了油滴的多次聚集，提高了油水分离效率，得到了更好的油水分离效果。除此之外，本发明还基于气泡破裂所产生的惰性气体在悬浮乳液表面形成抑爆保护层，实现了对浮油收集过程的安全防护，降低了事故发生的风险。

15、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种用于悬浮乳液的水面浮油安全收集系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的水面浮油安全收集系统，其特征在于，所述浮油收集装置的内部腔体上表面与内部腔体悬浮乳液的液面之间形成第一空间，其中，所述第一空间用于在油水分离过程中，容纳在所述惰性气体气泡浮出悬浮乳液发生破裂时所产生的惰性气体，从而在当前空间形成惰性气体保护层，以对油水分离过程进行防爆保护。

3.根据权利要求1或2所述的水面浮油安全收集系统，其特征在于，所述抽吸口通过浮油收集头来实现，其中，所述浮油收集头的外表面设置有用于保持所述浮油收集头的浮油输入端始终处于分离出的浮油内的漂浮装置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的水面浮油安全收集系统，其特征在于，所述非封闭式侧壁的外表面设置有浮筒，其中，所述浮筒用于对所述浮油收集装置在所述待收集悬浮乳液中的浸泡体积进行调整，从而使得所述浮油收集装置在所述待收集悬浮乳液中处于最佳油水分离位置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的水面浮油安全收集系统，其特征在于，所述气泡出口构造为套筒状结构，其中包括：

6.根据权利要求5所述的水面浮油安全收集系统，其特征在于，

7.根据权利要求1～6中任一项所述的水面浮油安全收集系统，其特征在于，

8.根据权利要求1～7中任一项所述的水面浮油安全收集系统，其特征在于，所述浮油收集装置的底部设置有多个气泡发生器，所述多个气泡发生器均匀分布在以所述浮油收集装置底部的中心为圆心的多个半径不同的圆环上，其中，第一圆环的直径为所述第一圆环和第二圆环之间环间距的2.5倍。

9.根据权利要求8所述的水面浮油安全收集系统，其特征在于，位于同一圆环上的相邻气泡发生器之间、以及位于不同半径的相邻圆环上的且位于同一条最外圈圆环直径上的相邻气泡发生器之间，均通过管路连通，其中，所述管路的起始端管口与用于提供惰性气体的供气装置连接。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的水面浮油安全收集系统，其特征在于，所述浮油收集装置还具备颗粒物收集单元，所述颗粒物收集单元用于在油水分离过程中对沉降到所述浮油收集装置底部的颗粒物进行实时收集，以保障所述环流状态的流畅度。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的水面浮油安全收集系统，其特征在于，所述惰性气体气泡为氮气气泡或冷二氧化碳气泡。

12.一种用于悬浮乳液的水面浮油安全收集方法，其特征在于，所述水面浮油安全收集方法利用如权利要求1～11中任一项所述的水面浮油安全收集系统来实现，其中，所述水面浮油安全收集方法包括：

技术总结
本发明公开了一种用于悬浮乳液的水面浮油安全收集系统及方法，包括：气泡发生器，其顶端设置有与浮油收集装置的底部连通的气泡出口，用于产生惰性气体气泡，并将惰性气体气泡向浮油收集装置的内部释放；浮油收集装置，其浮在待收集悬浮乳液中，且通过非封闭式侧壁使得内部腔体的悬浮乳液与外部液面齐平，用于通过悬浮乳液内的气泡流动区域与非气泡流动区域之间的密度差来形成环流状态用以凝聚油颗粒，从而实现对内腔悬浮乳液的油水分离，以及在分离出浮油时，通过装置顶部处的抽吸口将所分离的浮油抽取至装置外部。本发明实现了对悬浮乳液的水油分离，并且实现了对所分离出的浮油的安全收集。

技术研发人员：赵祥迪,张广文,羊涛,姜春雨,郑毅,马明,王春,王正
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/14