[发明专利]一种嵌套式固-液-液三相旋流分离器

说明书

本发明提供了一种嵌套式固‑液‑液三相旋流分离器，包括固液旋流分离段和液液旋流分离段，所述液液旋流分离段嵌套在固液旋流分离段内部；所述固液旋流分离段包括圆柱段、锥段、排固尾管，所述液液旋流分离段包括内部圆柱段和内部锥段，所述内部圆柱段的下端和所述内部锥段的大口径上端连接，且所述内部圆柱段和所述内部锥段整体位于圆柱段和锥段内部；其嵌套式的结构设计，使得装置整体占地面积小、工艺路线短、分离时间少，可实现油、水、焦粉三相一体化的连续分离操作。

技术领域

本发明涉及延迟焦化废水处理、化工和环境保护等领域，具体涉及一种嵌套式固-液-液三相旋流分离器。

背景技术

延迟焦化工艺的投资和操作费用少、过程简单、转化深度高，其广泛应用于对含碳量高的重油、渣油以及沥青油的脱碳生产中，世界上85％以上的焦化处理装置都采用延迟焦化工艺。然而，炼厂延迟焦化装置会产生大量的含硫废水，其具有硫化氢、氨氮浓度高的特点，且含有较多的焦粉和乳化油。在对含硫废水进行生化处理、达标排放之前，常采用水蒸气汽提法去除含硫废水中的硫化物和氨氮，而含硫废水中含有的油和微细焦粉会对汽提装置造成影响：(1)延迟焦化含硫废水中的油将导致塔盘积油，从而破坏汽液平衡，影响汽提操作过程；(2)焦粉颗粒在管道和设备中局部堆积造成物流不畅通，影响正常操作；(3)汽提装置长时间运行以后，会有大量焦粉颗粒沉积在汽提塔塔盘上，从而堵塞阀孔，造成装置停工检修。所以，在延迟焦化含硫废水进入汽提装置之前，需要对其进行预处理，脱除其含有的油和焦粉。现有的延迟焦化含硫废水脱固脱油方法包括了重力沉降法、絮凝法、自动反冲洗过滤法、陶瓷膜过滤法以及旋流分离法。其中，重力沉降法分离时间长、效率低；絮凝法需要消耗水处理药剂，操作成本较高；自动反冲洗过滤器切换频繁，经常因过滤器压差超高而自动停运，另外该装置还存在购置费用高、维护成本高的问题，总体使用效果并不理想；而陶瓷膜价格昂贵，难以推广应用；旋流分离法具有投资小，操作简单可靠，占地面积小，分离效率高等优点，故而很多企业采用过滤-旋流或重力沉降-旋流组合工艺来脱除含硫废水中的油和焦粉。然而，组合工艺采用的装置复杂，占地面积较大，因此，开发能实现油、水、焦粉三相分离的一体化结构紧凑的旋流器具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种嵌套式固-液-液三相旋流分离器，其嵌套式的结构设计，使得装置整体占地面积小、工艺路线短、分离时间少，可实现油、水、焦粉三相一体化的连续分离操作。

本发明采用的技术方案如下：一种嵌套式固-液-液三相旋流分离器，包括固液旋流分离段和液液旋流分离段，所述液液旋流分离段嵌套在固液旋流分离段内部；

所述固液旋流分离段包括圆柱段、锥段、排固尾管，所述圆柱段的下端和锥段大口径上端连接，所述排固尾管连接于所述锥段的小口径下端，所述排固尾管的下端设有底流口；所述圆柱段的顶端由顶盖封闭，所述圆柱段上部接近上顶盖处设置有固液混合相切向入口；

所述液液旋流分离段包括内部圆柱段和内部锥段，所述内部圆柱段的下端和所述内部锥段的大口径上端连接，且所述内部圆柱段和所述内部锥段整体位于圆柱段和锥段内部；所述内部锥段的小口径下端连接有排水尾管，所述排水尾管向下穿出所述排固尾管，并通过排水尾管端部的排水底流口排出分离出的水；

所述内部圆柱段的中心设置有向上穿出顶盖的排油溢流管，所述排油溢流管通过顶端的排油溢流口排出分离出的油相；所述内部圆柱段与所述排油溢流管之间设置有导叶，所述导叶对经固液旋流分离段分离过后得到的油水混合液进行二次造旋；

位于所述圆柱段与所述内部圆柱段之间设置有圆筒挡板，所述内部圆柱段的上端与所述顶盖之间留有过流空隙，所述旋流分离器内部按照流体流动路径由圆筒挡板分隔为固液旋流分离段和液液旋流分离段，所述圆筒挡板上端与顶盖固定连接、下端延伸至遮盖所述过流空隙，具体的，所述圆筒挡板的下端可延伸至圆柱段的1/3至2/3长度位置处。

所述排固尾管、排油溢流管、排水尾管与所述三相旋流器同轴设置，所述排水尾管嵌套在排固尾管中，且从排固尾管贯穿伸出，两者互不相通。