本发明专利技术公开了一种海上溢油回收及回收污油的破乳和分离系统，包括：自吸式轴向涡流分离器在水下对撇油器撇出的含水污油进行脱水处理，脱水处理出的水排出到水体中，而脱水处理出的油被送入到高压/高频静电聚结破乳分离器中，形成上船污油；高压/高频静电聚结破乳分离器对上船污油进行破乳分离，破乳分离出的油被送入到油舱中，而破乳分离出的水被送入低剪切动态离心分离器中；低剪切动态离心分离器对破乳分离出的水进行净化处理，净化处理后的水经低剪切动态离心分离器的出水口排出到水体中。本发明专利技术不仅工艺流程简单、操作方便、造价低、占地面积小、能够安装在撇油船上进行破乳和分离作业，而且水力停留时间短、处理后外排水满足国家相关标准要求，适合长周期运转。
A Demulsification and Separation System for Oil Spill Recovery and Waste Oil Recovery at Sea
【技术实现步骤摘要】
一种海上溢油回收及回收污油的破乳和分离系统
本专利技术涉及海上溢油回收
，尤其涉及一种海上溢油回收及回收污油的破乳和分离系统。
技术介绍
海上溢油事故一旦发生，不仅会污染周边海域环境、破坏生态平衡，而且会造成重大的经济损失。随着我国海洋石油资源开发力度的加大，海上原油钻采和原油运输迅速增加，海上溢油事故的应急处理和保障技术的建设亟待完善。采用撇油船进行撇油回收是海上溢油应急处理的主要手段之一，然而，撇油作业时，撇出物的含水量高(例如：在2010年“4.20”超大型溢油事件中，撇出物的含水率高达90％)，尤其是水面油膜较薄时回收物的含水率更无法控制。撇油船上的储油空间有限，因此撇油船不得不频繁往返运输含有大量水份的撇出物。为了减少撇油船往返次数、提高撇油效率，在撇油船上对撇出物进行初步分离，并将分离后清洁水回排入水体的方案，无疑是解决撇油船作业效率低的有效措施。但受到撇油船作业空间小、操作人员少的限制，目前油田和炼化企业大规模应用的重力沉降、气浮、化学、生化等处理系统工艺流程长、操作复杂、占地面积大，无法安装在撇油船上，因此研发在撇油船上应用的操作简便、占地面积小、流程短的紧凑型油水离心分离技术受到了广泛关注。然而，在风浪作用下，溢油后的油和水交界面处会逐渐乳化，形成油水乳化液(ASM标准的F1780-97(2010)提出溢油后12小时，油层会逐渐形成含水30％的油水乳化液)；日光作用下，上层原油的轻相挥发，油品会逐渐老化，进而导致撇出的含水污油乳化严重、油相密度增高、含水率加大等，因此撇出的含水污油油水分离难度大。采用常规紧凑型分离设备处理后的水相含油量很难满足15mg/L的船舶外排水国家标准要求。专利公开号为CN102989200A的《一种溢油回收机器人用油水分离工艺及设备》采用水力旋流器+带有聚结填料的重力沉降分离器来对撇出物进行浓缩，然而并没有对浓缩后外排水进行处理，排海的污水含油量高达10000mg/L(1％)。为满足船舶外排水达标排放的限制，国内主要采用气浮和过滤两种方案。专利公开号为CN102864763B的《基于堰式收油的溶气式溢油回收装置与方法》和专利公开号为CN105731578A的《一种基于气浮式溢油分离的船载溢油回收系统》采用溶气泵溶气，并对溶气后的溢油回收物进行气浮分离，溶气泵对气体有较好的剪切作用，但也导致了分散油滴的破碎，由于油水界面张力远小于气水界面张力，因此破碎的油滴粒径远小于气泡粒径，进而会导致油水的乳化，后续分离难度增加；且常规气浮方式分离油水时要达到出水15mg/L的要求也需要较大的水力停留时间。专利公开号为CN10544251A的《一种基于文丘里效应的海上溢油回收气浮处理装置》采用射流泵收集浮油，射流动力源为气体，从而实现了收集和注气的同时进行。专利公开号为CN103343528B的《一种快速水面溢油回收系统》中将粗粒化和气浮相结合，旨在将排水含油量降低到10mg/L以下。然而，气浮分离一般用在低含油量的污水除油作业中，面对大型海上溢油时，回收物含油量较高(10％)，如此高含油量下并不适合直接采用气浮进行油水分离作业。另外，常规气浮除油工艺的水力停留时间较长，一般在20分钟以上，因此大处理量下，体积较大的气浮设备很难在船舶上安装使用。专利公开号为CN106836160A的《一种快速回收的溢油处理装置》采用两级过滤的方式排水，专利公开号为CN108179732A的《快速、高效的水上溢油回收系统及其使用方法》采用膜分离技术对回收物进行分离，这两个专利中的技术方案在面对大型溢油时，回收混合物中含油量较高，滤料或膜均将很快被堵塞，从而会导致工作的有效时间难以保证。专利公开号为CN203212359U《可回收海上薄油膜的撇油装置》采用离心分离和阻截膜除油的方式对撇出物进行处理，受阻截除油设备特性限制(需要大量的反冲洗水)，大处理量的阻截除油设备很难安装在船上。专利公布为CN106630514A的《一种具备存储及深度处理功能的软囊式围油堰》采用旋流+一级气浮+斜板沉降+二级气浮+精细过滤的五级除油工艺，专利公开号为CN206768775U的《溢油回收处理装置》采用一级重力沉降+二级重力沉降+一级过滤+二级过滤的工艺，这两个专利中的技术方案采用如此长的工艺流程，大处理时设备体积难以保证，无法满足船舶空间小的限制。综上所述，现有技术中海上溢油回收的高含水污油，其油水分离工艺流程长、操作复杂、水力停留时间长、设备体积大、占地面积广、无法安装在空间小的撇油船上，且均没有考虑回收污油的乳化和老化问题，因此，处理后外排水很难满足国家标准要求，急需研发海上溢油回收及污油破乳和油水分离的新工艺。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种海上溢油回收及回收污油的破乳和分离系统，不仅工艺流程简单、操作方便、造价低、占地面积小、能够安装在撇油船上，而且水力停留时间短、处理后外排水满足国家相关标准要求，适合长周期运转。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种海上溢油回收及回收污油的破乳和分离系统，包括：撇油器、变频电机、自吸式轴向涡流分离器、低剪切提升泵、高压/高频静电聚结破乳分离器、高压/高频电源、低剪切动态离心分离器和油舱；撇油器、变频电机和自吸式轴向涡流分离器均安装在水下；撇油器的出口与自吸式轴向涡流分离器的入口连通，而自吸式轴向涡流分离器的出油口通过低剪切提升泵与高压/高频静电聚结破乳分离器连通；变频电机与自吸式轴向涡流分离器连接，并控制自吸式轴向涡流分离器转速。高压/高频静电聚结破乳分离器、高压/高频电源、低剪切动态离心分离器和油舱均安装在撇油船上；高压/高频静电聚结破乳分离器与高压/高频电源电连接；高压/高频静电聚结破乳分离器的出油口与油舱连通，而高压/高频静电聚结破乳分离器的出水口与低剪切动态离心分离器的入口连通；低剪切动态离心分离器的出油口与油舱连通。海上溢油经撇油器撇出回收，形成含水污油，并被送入到自吸式轴向涡流分离器中；自吸式轴向涡流分离器在水下对所述含水污油进行脱水处理，脱水处理出的水经自吸式轴向涡流分离器的出水口排出到水体中，而脱水处理出的油在低剪切提升泵作用下经自吸式轴向涡流分离器的出油口被送入到高压/高频静电聚结破乳分离器中，形成上船污油；高压/高频静电聚结破乳分离器对所述上船污油进行破乳分离，破乳分离出的油被送入到油舱中，而破乳分离出的水被送入低剪切动态离心分离器中；低剪切动态离心分离器对所述破乳分离出的水进行净化处理，净化处理得到的油经低剪切动态离心分离器的出油口送入到油舱中，净化处理后的水经低剪切动态离心分离器的出水口排出到水体中。优选地，所述撇油器的撇油口朝向与撇油船的前进方向一致，所述自吸式轴向涡流分离器的出水口朝向与撇油船的前进方向相反。优选地，所述自吸式轴向涡流分离器的出油口中液体的含水率控制在不大于50％。优选地，所述高压/高频静电聚结破乳分离器的出水口中液体的含油率控制在不高于200mg/L。优选地，所述低剪切动态离心分离器的出水口中液体的含油率控制在不高于15mg/L。优选地，所述自吸式轴向涡流分离器的出油口的流量不大于其入口流量的20％；所述高压/高频静电聚结破乳分离器的出水口流量不小于其入口流量的40％；所述低剪本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海上溢油回收及回收污油的破乳和分离系统，其特征在于，包括：撇油器(1)、变频电机(3)、自吸式轴向涡流分离器(4)、低剪切提升泵(5)、高压/高频静电聚结破乳分离器(7)、高压/高频电源(8)、低剪切动态离心分离器(10)和油舱(11)；撇油器(1)、变频电机(3)和自吸式轴向涡流分离器(4)均安装在水下；撇油器(1)的出口与自吸式轴向涡流分离器(4)的入口连通，而自吸式轴向涡流分离器(4)的出油口通过低剪切提升泵(5)与高压/高频静电聚结破乳分离器(7)连通；变频电机(3)与自吸式轴向涡流分离器(4)连接，并控制自吸式轴向涡流分离器(4)转速；高压/高频静电聚结破乳分离器(7)、高压/高频电源(8)、低剪切动态离心分离器(10)和油舱(11)均安装在撇油船上；高压/高频静电聚结破乳分离器(7)与高压/高频电源(8)电连接；高压/高频静电聚结破乳分离器(7)的出油口与油舱(11)连通，而高压/高频静电聚结破乳分离器(7)的出水口与低剪切动态离心分离器(10)的入口连通；低剪切动态离心分离器(10)的出油口与油舱(11)连通；海上溢油经撇油器(1)撇出回收，形成含水污油，并被送入到自吸式轴向涡流分离器(4)中；自吸式轴向涡流分离器(4)在水下对所述含水污油进行脱水处理，脱水处理出的水经自吸式轴向涡流分离器(4)的出水口排出到水体中，而脱水处理出的油在低剪切提升泵(5)作用下经自吸式轴向涡流分离器(4)的出油口被送入到高压/高频静电聚结破乳分离器(7)中，形成上船污油；高压/高频静电聚结破乳分离器(7)对所述上船污油进行破乳分离，破乳分离出的油被送入到油舱(11)中，而破乳分离出的水被送入低剪切动态离心分离器(10)中；低剪切动态离心分离器(10)对所述破乳分离出的水进行净化处理，净化处理得到的油经低剪切动态离心分离器(10)的出油口送入到油舱(11)中，净化处理后的水经低剪切动态离心分离器(10)的出水口排出到水体中。...
【技术特征摘要】
1.一种海上溢油回收及回收污油的破乳和分离系统，其特征在于，包括：撇油器(1)、变频电机(3)、自吸式轴向涡流分离器(4)、低剪切提升泵(5)、高压/高频静电聚结破乳分离器(7)、高压/高频电源(8)、低剪切动态离心分离器(10)和油舱(11)；撇油器(1)、变频电机(3)和自吸式轴向涡流分离器(4)均安装在水下；撇油器(1)的出口与自吸式轴向涡流分离器(4)的入口连通，而自吸式轴向涡流分离器(4)的出油口通过低剪切提升泵(5)与高压/高频静电聚结破乳分离器(7)连通；变频电机(3)与自吸式轴向涡流分离器(4)连接，并控制自吸式轴向涡流分离器(4)转速；高压/高频静电聚结破乳分离器(7)、高压/高频电源(8)、低剪切动态离心分离器(10)和油舱(11)均安装在撇油船上；高压/高频静电聚结破乳分离器(7)与高压/高频电源(8)电连接；高压/高频静电聚结破乳分离器(7)的出油口与油舱(11)连通，而高压/高频静电聚结破乳分离器(7)的出水口与低剪切动态离心分离器(10)的入口连通；低剪切动态离心分离器(10)的出油口与油舱(11)连通；海上溢油经撇油器(1)撇出回收，形成含水污油，并被送入到自吸式轴向涡流分离器(4)中；自吸式轴向涡流分离器(4)在水下对所述含水污油进行脱水处理，脱水处理出的水经自吸式轴向涡流分离器(4)的出水口排出到水体中，而脱水处理出的油在低剪切提升泵(5)作用下经自吸式轴向涡流分离器(4)的出油口被送入到高压/高频静电聚结破乳分离器(7)中，形成上船污油；高压/高频静电聚结破乳分离器(7)对所述上船污油进行破乳分离，破乳分离出的油被送入到油舱(11)中，而破乳分离出的水被送入低剪切动态离心分离器(10)中；低剪切动态离心分离器(10)对所述破乳分离出的水进行净化处理，净化处理得到的油经低剪切动态离心分离器(10)的出油口送入到油舱(11)中，净化处理后的水经低剪切动态离心分离器(10)的出水口排出到水体中。2.根据权利要求1所述的海上溢油回收及回收污油的破乳和分离系统，其特征在于，所述撇油器(1)的撇油口朝向与...
【专利技术属性】
技术研发人员：姬宜朋，李昂，陈家庆，郭银月，潘威丞，霍旭，姚浩，孙明悦，潘嘉琪，张斌，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。