[发明专利]油水旋流分离器

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋流分离器，尤其涉及一种油水旋流分离器。

背景技术

随着环保意识的增强，我国城市污水和工业废水处理率在不断提高，其中含油污水的处理是大部分废水中不可缺少的环节，特别是油田采出液处理过程中产生的污水处理更是如此。

90年代以来，我国各油田大都进入中、高含水开采期，油井产出液中含水量急剧增加，油田含油污水量也相应增加。随着近海及海上油田开发生产以及环境保护的需要，对油水分离提出了更高的要求。由于海洋采油平台空间的限制，使用其它油水分离设备将不可避免地增加平台建造和经营成本。

目前广泛采用液-液离心分离技术应用于含油污水处理，它具有体积小、重量轻、占地少等优点。该技术在二十世纪七十年代产生于英国Southampton大学，由M.T.Thew首先将研制的水力旋流器应用于油-水分离，并在八十年代将旋流技术应用在石油工业的液-液分离。在以后的二十多年，液-液分离水力旋流器不断得到改进。

液-液水力旋流分离器是依靠流体的旋转产生离心力来达到分离不同物质的目的。中国发明专利02239957.7(公开日：2003年5月21日)中公开了一种旋流油水分离器，该分离器适合用于油田采出液处理过程中的污水处理，主要由入口段、加速段、分离段和稳流段四个回转体组成，其出油管设置在入口段端部的中心位置，在入口段还设有两个切向入口。液体混合物从入口沿切向流进入口段后，产生高速旋转，由于混合物中轻重组分的密度不同，在离心力的作用下，重组分将向旋流器回转壁面处运动，并在壁面附近浓集，在旋转过程中，逐渐向底部出口运动，最终排出旋流器。与此同时，轻组分将向旋流器中心轴处运动，形成油芯，并向入口方向流动，从溢流口排出，这样就实现了轻重组分的分离。

较早的中国发明专利00217613.0(公开日：2001年3月14日)中也公开了一种旋流油水分离器，其基本结构与上述专利相似，只不过加速段、分离段具有多个锥度，因而分离效果可能会好一些。

对油-水分离用水力旋流器而言，分为脱油型和脱水型两种。通常使用脱油型旋流油水分离器来处理含油污水，即含油量小于油-水混合液2％的场合，来脱去污水中的油。此时采用上述旋流油水分离器处理含油量较低的污水，从出油管排出的油的含水率可能会较高，特别是分离含油量大或粘度较高的污水时，效果相对较差。另外，由于入口处各种含油污水压力不一，或经常有波动，从而得不到稳定的反向流动的油芯，分离出的油不能顺利地从细小的溢油口流出，还可能造成分开的油和水重新混合，这是不希望的。

发明内容

因此，本发明的任务是克服现有技术之不足，提出一种改进的油水旋流分离器，它适用范围广，工作稳定，分离效率高并具有耗能小的特点。

为此，本发明提供一种旋流油水分离器，包括顺次连接的入口段、第一锥体和稳流段；所述入口段设有至少一个切向入口，进液管与切向入口相接；该第一锥体为向下收缩的圆锥体；所述稳流段是呈细长形的圆柱管，其尾部设有出口，其特征在于，所述分离器还包括位于所述入口段上方与之相接的第二锥体或收缩体，该第二锥体或收缩体向上收缩，并具有顶部开口。

由于紧靠入口段没有设置小口径的溢流口，而用大口径的第二锥体或收缩体，使得很容易容纳反向流动的油，并沿第二锥体或收缩体内面收缩，使油的流动速度在顶部开口达到最大。这样可将油引出，而不易夹带水。

根据本发明的进一步特征，所述入口段的中部偏上的中心位置还设有搅拌桨。搅拌桨为小叶轮，被装在轴杆上，由电机带动。搅拌桨的转速在20-3000转/分，视油的粘度大小而定。为此可采用转速可调的电机或输出速度可调的变速器。

所述的搅拌桨半径不宜太大，以防流体扰动过大。搅拌浆的转速可以根据待分离介质的性质来设定，例如在待分离介质的粘度较高时，可采用较低的转速，而待分离介质的粘度较低时，可采用较高的转速。在本发明中，搅拌桨主要用于分离含粘度较大的油和含油量大的污水，在一定的速度下粘度较大的油具有非牛顿流体的剪切变稀特性，经该搅拌桨的旋转搅拌加速，油的粘度降低，流动性得到改善，从而易于沿锥面加速上升。

有利的是，在根据本发明的旋流油水分离器中，所述第一锥体具有加速段和油水分离段，并且该加速段和油水分离段具有不同的锥角，优选加速段的锥角大于油水分离段的锥角。这种结构使分离器可具有更好的分离效果。

根据本发明，所述顶部开口下游最好设有用于开关该顶部开口的阀。以更好地将油引出。在该顶部开口上还连接有出油管，以便排出分离出来的油。