一种含石油烃泥沙下行式旋流洗脱成套设备和洗脱方法技术

技术编号:29016892 阅读:38 留言:0更新日期:2021-06-26 05:17
本发明专利技术提供了一种含石油烃泥沙下行式旋流洗脱成套设备和洗脱方法,所述成套设备包括颗粒分级器、搅拌混合器、下行式洗脱主容器和油水分离器,含石油烃泥沙经所述颗粒分级器粒径分级,细粒泥沙通入所述搅拌混合器;所述细粒泥沙与洗涤液和循环水搅拌混合形成泥浆混合物,并通入下行式洗脱主容器;所述下行式洗脱主容器内部包括若干并联的锥形螺旋洗涤管构成的螺旋洗涤结构,导流结构和旋流分离结构,将所述泥浆混合物旋流洗脱并固液分离;所述油水分离器油水分离固液分离的液相并回收油相和水相或循环利用。所述设备及方法实现了泥沙粒径分级,深度洗脱分离和油水高效分离的目的,具有洗脱效率高,能耗低,结构紧凑,适应性广等优点。性广等优点。性广等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种含石油烃泥沙下行式旋流洗脱成套设备和洗脱方法


[0001]本专利技术属于泥沙洗脱
,具体涉及一种含石油烃泥沙下行式旋流洗脱成套设备和洗脱方法。

技术介绍

[0002]含石油烃泥沙是指石油天然气勘探、开采、集输、废液处理过程中产生的石油烃与泥沙形成的混合物,及在钻井过程中使用油基泥浆产生的含石油烃岩屑。其体系非常稳定,具有数量多、危害大和处理难度大等特点。因此,迫切需要结合各地情况加强研究,积极采取有效措施,切实防治土壤石油污染。
[0003]目前国内外对含石油烃泥沙处理的分离技术主要有:萃取法、热洗法、破乳回收法、浮选除油法、离心分离法等,但存在着成本高、分离不彻底、周期长、环境条件影响大等不足。
[0004]其中,离心分离含石油烃泥沙是较为清洁、成熟的技术,该技术高效、简单、快捷、处理量大且无需大量化学试剂,设备占用空间小,适用于规模化处理含石油烃泥沙。但是为了提高离心分离效率,通常需要消耗大量能量来提供足够的离心力使得含石油烃泥沙中油相分离。另外,离心机运行会造成噪声污染,而且设备维护成本高。因此急需开发一种适合于我国石油烃污染的泥沙颗粒的高效且低耗的洗涤设备和方法。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足,本专利技术提供了一种含石油烃泥沙下行式旋流洗脱成套设备和洗脱方法,采用旋流洗脱技术处理被石油烃污染的泥沙,并提供成套设备和洗脱方法。
[0006]为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:
[0007]一种含石油烃泥沙下行式旋流洗脱成套设备,所述成套设备包括颗粒分级器、搅拌混合器、下行式洗脱主容器和油水分离器,其中:
[0008]所述颗粒分级器内部设置过滤筛盘,其外缘与颗粒分级器的内壁连接,用于将含石油烃泥沙粒径分级为粗粒泥沙和细粒泥沙,且所述细粒泥沙通入所述搅拌混合器。
[0009]所述搅拌混合器上端设有细粒进料口、洗涤液进料口和循环水进料口,内部上方安装搅拌装置,用于将加入所述搅拌混合器内的细粒泥沙与洗涤液和循环水搅拌混合形成泥浆混合物,并通入所述下行式洗脱主容器。
[0010]所述下行式洗脱主容器的内部上方设置螺旋洗涤结构,所述螺旋洗涤结构包括若干并联的锥形螺旋洗涤管,用于旋流洗脱所述泥浆混合物中的细粒泥沙;所述螺旋洗涤结构下方设置导流结构和旋流分离结构,所述旋流分离结构包括若干并联的旋流分离器,用于将旋流洗脱后的泥浆混合物固液分离为洗脱后的泥沙颗粒和油水混合物。
[0011]所述油水分离器用于油水分离所述油水混合物,并回收油水分离后的油相和水相,或将水相作为循环水通入所述搅拌混合器循环利用。
[0012]本专利技术进一步设置为,所述过滤筛盘倾斜设置于所述颗粒分级器内,所述过滤筛
盘设置若干过滤孔,所述颗粒分级器与所述过滤筛盘最低点连接处的壁面的上端设置粗粒出口,所述颗粒分级器的底端设有细粒出口。
[0013]本专利技术进一步设置为,所述过滤孔的直径为2mm。
[0014]本专利技术进一步设置为,所述锥形螺旋洗涤管包括由上至下连接的螺旋洗涤段和文丘里强化段,所述螺旋洗涤段包括筒状的壳体和设置于所述壳体内的呈正反旋交替连接的正旋螺旋管和反旋螺旋管,所述正旋螺旋管和反旋螺旋管分别为螺旋回转直径逐渐减小的倒锥形结构和螺旋回转直径逐渐增大的正锥形结构,且旋向相反。
[0015]本专利技术进一步设置为,所述文丘里强化段包括由上至下依次连接的收缩段、喉管段和扩散段,所述文丘里强化段的长度与螺旋洗涤段的直径比为4

5,所述扩散段的扩散角β为2
°‑5°
,用于进一步强化洗脱。
[0016]本专利技术进一步设置为,所述螺旋洗涤段的长度与螺旋洗涤段的直径比为6

8,所述正旋螺旋管和反旋螺旋管的内径与螺旋洗涤段的直径比为0.2,螺旋圈数为3

6圈,螺距与螺旋洗涤段的直径比为0.5,所述正旋螺旋管和反旋螺旋管连接处最小螺旋回转面积的直径与螺旋洗涤段的直径比为0.4,螺旋升角α为15
°‑
25
°

[0017]本专利技术进一步设置为,所述正旋螺旋管和反旋螺旋管的螺旋圈数均为4圈。
[0018]本专利技术进一步设置为,所述螺旋洗涤结构还包括用于支撑固定所述锥形螺旋洗涤管的支撑板,所述支撑板与所述下行式洗脱主容器的内壁连接固定;所述支撑板上设有若干与所述锥形螺旋洗涤管位置对应的圆形通孔,所述锥形螺旋洗涤管的上端与所述圆形通孔的侧壁连接从而实现固定。
[0019]本专利技术进一步设置为,所述导流结构包括从上至下依次连接于一体的导流锥筒段、导流圆筒段和导流分散段,所述导流锥筒段从下至上内径渐缩且上边缘与所述下行式洗脱主容器的内壁连接,所述导流分散段为与所述下行式洗脱主容器内壁连接的扁圆柱状结构,通过所述螺旋洗涤结构的泥浆混合物经所述导流锥筒段和导流圆筒段后均布分散于所述导流分散段内。
[0020]本专利技术进一步设置为,所述旋流分离器包括位于所述旋流分离器侧壁的旋流入口、顶端的溢流口和底端的底流口;所述旋流分离器穿过所述导流分散段设置且旋流入口与所述导流分散段连通,所述溢流口位于所述导流分散段上方,所述底流口位于所述导流分散段下方;与所述旋流分离结构的上端位置对应的所述下行式洗脱主容器的侧壁上设置液相排出口,所述下行式洗脱主容器的底端设置泥沙排出口,分别用于排放固液分离后的油水混合物和洗脱后的泥沙颗粒。
[0021]本专利技术还公开了一种利用上述成套设备洗脱含石油烃泥沙的方法,所述方法包括以下步骤:
[0022](1)含石油烃泥沙通入所述颗粒分级器,通过所述过滤筛盘粒径分级,粒径分级后小粒径的细粒泥沙通入所述搅拌混合器;
[0023](2)通入所述搅拌混合器内的细粒泥沙与通入的洗涤液和循环水经搅拌混合形成泥浆混合物,并通入所述下行式洗脱主容器;
[0024](3)所述泥浆混合物经所述下行式洗脱主容器中螺旋洗涤结构的锥形螺旋洗涤管深度洗脱,并通过所述导流结构进入所述旋流分离结构内固液分离为油水混合物和洗脱后的泥沙颗粒;
[0025](4)所述油水混合物通入所述油水分离器油水分离,分离后的水相从所述油水分离器排出或作为循环水通入搅拌混合器的循环水进料口循环利用,油相从所述油水分离器排出回收。
[0026]本专利技术进一步设置为,根据粒径分级后细粒泥沙中石油烃质量分数不同,通入所述搅拌混合器中泥沙与循环水的流量之比不同:
[0027]当石油烃质量分数≤20%时,泥沙与循环水的质量流量之比为1:2;
[0028]当石油烃质量分数>20%且≤30%时,泥沙与循环水的质量流量之比为1:4;
[0029]当石油烃质量分数>30%且<40%时,泥沙与循环水的质量流量之比为1:7;
[0030]当石油烃质量分数≥40%时,泥沙与循环水的质量流量之比为1:12。
[0031]本专利技术进一步设置为,所述经旋流分离结构固液分离的油本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含石油烃泥沙下行式旋流洗脱成套设备,其特征在于,所述成套设备包括颗粒分级器、搅拌混合器、下行式洗脱主容器和油水分离器,其中:所述颗粒分级器内部设置过滤筛盘,其外缘与颗粒分级器的内壁连接,用于将含石油烃泥沙粒径分级为粗粒泥沙和细粒泥沙,且所述细粒泥沙通入所述搅拌混合器;所述搅拌混合器上端设有细粒进料口、洗涤液进料口和循环水进料口,内部上方安装搅拌装置,用于将加入所述搅拌混合器内的细粒泥沙与洗涤液和循环水搅拌混合形成泥浆混合物,并通入所述下行式洗脱主容器;所述下行式洗脱主容器的内部上方设置螺旋洗涤结构,所述螺旋洗涤结构包括若干并联的锥形螺旋洗涤管,用于旋流洗脱所述泥浆混合物中的细粒泥沙;所述螺旋洗涤结构下方设置导流结构和旋流分离结构,所述旋流分离结构包括若干并联的旋流分离器,用于将旋流洗脱后的泥浆混合物固液分离为洗脱后的泥沙颗粒和油水混合物;所述油水分离器用于油水分离所述油水混合物,并回收油水分离后的油相和水相,或将水相作为循环水通入所述搅拌混合器循环利用。2.根据权利要求1所述的成套设备,其特征在于,所述过滤筛盘倾斜设置于所述颗粒分级器内,所述过滤筛盘设置若干过滤孔,所述颗粒分级器与所述过滤筛盘最低点连接处的壁面的上端设置粗粒出口,所述颗粒分级器的底端设有细粒出口。3.根据权利要求2所述的成套设备,其特征在于,所述过滤孔的直径为2mm。4.根据权利要求1所述的成套设备,其特征在于,所述锥形螺旋洗涤管包括由上至下连接的螺旋洗涤段和文丘里强化段,所述螺旋洗涤段包括筒状的壳体和设置于所述壳体内的呈正反旋交替连接的正旋螺旋管和反旋螺旋管,所述正旋螺旋管和反旋螺旋管分别为螺旋回转直径逐渐减小的倒锥形结构和螺旋回转直径逐渐增大的正锥形结构,且旋向相反。5.根据权利要求4所述的成套设备,其特征在于,所述文丘里强化段包括由上至下依次连接的收缩段、喉管段和扩散段,所述文丘里强化段的长度与螺旋洗涤段的直径比为4

5,所述扩散段的扩散角β为2
°‑5°
,用于进一步强化洗脱。6.根据权利要求4所述的成套设备,其特征在于,所述螺旋洗涤段的长度与螺旋洗涤段的直径比为6

8,所述正旋螺旋管和反旋螺旋管的内径与螺旋洗涤段的直径比为0.2,螺旋圈数为3

6圈,螺距与螺旋洗涤段的直径比为0.5,所述正旋螺旋管和反旋螺旋管连接处最小螺旋回转面积的直径与螺旋洗涤段的直径比为0.4,螺旋升角α为15
°‑
25
°
。7.根据权利要求6所述的成套设备,其特征在于,所述正旋螺旋管和反旋螺旋管的螺旋圈数均为4圈。8.根据权利要求1所述的成套设备,其特征在于,所述螺旋洗涤结构还包括用于支撑固定所述锥形螺旋洗涤管的支撑板,所述支撑板与所述下行式洗脱主容器的内壁连接固定;所述支撑板上设有若干与所述锥形螺旋洗涤管位置对应的圆形通孔,所述锥形螺旋洗涤管的上端与所述圆形通孔的侧壁连接从而实现固定。9.根据权利要求1所述的成套设备,其特征在于,所述导流...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨强熊泰许萧卢浩刘懿谦王宁谷梅霞
申请(专利权)人:中石化石油工程设计有限公司
类型:发明
国别省市:

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