聚結(jié)壓力除油器的工作原理
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聚結(jié)除油器是一種專為清除液體中懸浮的油漬與固體雜質(zhì)設(shè)計(jì)的裝置,它廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、紡織以及食品等多個(gè)行業(yè)內(nèi)的液體傳輸系統(tǒng)。該設(shè)備的工作原理基于電化學(xué)技術(shù),能夠有效地將細(xì)小懸浮的油污與固體顆粒聚集為大塊,隨后利用重力沉降或過(guò)濾手段將其分離出去,以此實(shí)現(xiàn)液體的凈化目標(biāo)。
高效聚結(jié)式壓力除油器是科力邇專利技術(shù)產(chǎn)品,利用粗粒化原理、淺池原理和CFD仿真工具優(yōu)化罐體內(nèi)部空間和結(jié)構(gòu),合理布局內(nèi)部流場(chǎng),實(shí)現(xiàn)油滴和懸浮物在水中快速集聚、聚結(jié)、上浮(或下沉)和分離。
除油器罐體內(nèi)部由入口預(yù)分離區(qū)、初分離區(qū)和主分離區(qū)組成,入口預(yù)分離區(qū)由特殊設(shè)計(jì)的旋流分離裝置組成,初分離區(qū)和主分離區(qū)分別填充不同規(guī)格的聚結(jié)填料,罐體頂部設(shè)有集油包,罐體底部設(shè)置有高效沖砂排淤裝置。

高效聚結(jié)式壓力除油器
1、粗?;?/p>
“粗粒化”是指利用油、水兩相對(duì)聚結(jié)材料親合力相差懸殊的特性,當(dāng)含油廢水通過(guò)填充著聚結(jié)材料的床層時(shí),油粒被材料捕獲而滯留于材料表面和孔隙內(nèi)。隨著捕獲油粒的增加,油粒間會(huì)產(chǎn)生變形,從而合并聚結(jié)成較大的油粒。由斯托克斯公式可知,油粒在水中的浮升速度與油粒直徑的平方成正比,聚結(jié)后較大的油粒則易于從水中被分離。
粗?;幚淼膶?duì)象主要是水中的分散油,粗粒化除油是粗?;跋鄳?yīng)的沉降過(guò)程的總稱。油珠浮升符合斯托克斯公式。對(duì)溫度一定的特定污水而言,其動(dòng)力黏滯系數(shù)、污水密度、污油密度和重力加速度都是一定值,可簡(jiǎn)化為:

由上式可以看出,油珠上浮速度與油珠粒徑平方成正比。如果在污水沉降之前設(shè)法使油珠粒徑增大,則可大大增大油殊上浮速度,進(jìn)而使污水在沉降罐中向下流速加大,這樣便可提高沉降罐效率。
2、淺池原理
20世紀(jì)哈真(Hazen)提出的淺池理論為:設(shè)斜管沉淀池池長(zhǎng)為L(zhǎng),池深為H,池中水平流速為v,顆粒沉速為μ0,在理想狀態(tài)下,L/H=v/μ0??梢?jiàn)L與v不變時(shí),池深H越小,可被去除的懸浮物顆粒越小。若用水平隔板,將H分為3層,每層層深為H/3,在μ0與v不變的條件下,只需L/3,就可以將μ0的顆粒去除。也即總?cè)莘e可減少到原來(lái)的1/3.如果池長(zhǎng)不變,由于池深為H/3,則水平流速可增加至3v,仍能將沉速為μ0的顆粒除去,也即處理能力提高3倍。同時(shí)將沉淀池分為n層就可以把處理能力提高n倍。
一定粒徑油滴的脫除效率可表示為:

式中,ρ為水的密度,ρ0為油的密度,d1為油滴直徑,AT為浮升面積,μ為水的粘度,Q為含油污水處理量。
由上式可以看出,油滴的脫除效率只與油滴粒徑、油與水的物性、處理量和浮升面積有關(guān),而與浮升高度無(wú)關(guān),即“淺池原理”。
3、斜板填料或波紋板填料
壓力除油器基于粗粒化原理和淺池原理,采用多層波紋板(斜板)組,,通過(guò)縮短油滴浮升高度來(lái)提高油滴分離效率。同時(shí),油水混相在板組內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中,由于過(guò)流斷面不斷變化和波紋狀流道,使流體流速時(shí)大時(shí)小,方向不斷發(fā)生變化,從而使油滴碰撞聚結(jié)的幾率增大,小油滴在運(yùn)到過(guò)程中不斷聚結(jié)變大,通過(guò)潤(rùn)濕、吸附、聚結(jié)等作用,在波紋板的下表面形成油膜,并沿板面移動(dòng)、脫落,水相在重力作用下沉降,到達(dá)下層波紋板的上表面,最終更快的實(shí)現(xiàn)了油水分離。
4、應(yīng)用案例
新疆某石化企業(yè)電脫鹽及罐區(qū)黑水處理項(xiàng)目,于2023年12月投入運(yùn)行,入口污水含油量5~10%,采用高效聚結(jié)壓力式除油器+兩級(jí)CDFU旋流溶氣氣浮為核心設(shè)備的組合工藝,處理量150m3/h,經(jīng)處理后的出水含油量降低至150ppm以下,達(dá)到后端生產(chǎn)工藝指標(biāo)要求。

聚結(jié)壓力除油器應(yīng)用于黑水處理及進(jìn)出水效果對(duì)比