[发明专利]基于粒径选择的水力旋流分离装置

说明书

一种基于粒径选择的水力旋流分离装置。包括外层旋流筒、外层锥筒、外层底流管以及外层溢流管、内层旋流筒、内层锥筒、内层底流管以及内层溢流管；还包括入口和弯管；入口沿垂直方向与弯管的入口端相连接；弯管的出口端内置有一块中央封隔板，中央封隔板把弯管的出口端分成两个彼此不相通的平行空腔，两个平行空腔分别为外层切向入口和内层切向入口；内层旋流筒与内层切向入口沿着切向连接，外层旋流筒与外层切向入口沿着切向连接；内层溢流管与外层溢流管的出口方向均沿着内层溢流管、外层溢流管的轴向方向。利用本种旋流分离器,对处理液中不同粒径大小的分散相均具有较大的分离效率，使旋流分离的效率整体得到提升。

技术领域

本发明涉及一种两相分离技术领域中的旋流分离器，可应用于石油、化工、环保等领域。

背景技术

目前，用于两相不互溶介质的快速分离方法主要有气浮选、过滤、膜分离和旋流分离等。气浮选方法适应分散相浓度变化的范围较小；过滤可以较好地实现两相的分离，但需要频繁的反冲洗来保证设备的长期稳定运行；膜分离设备成本较高，对介质条件要求又较为严格。旋流分离具有设备体积小等优点，其分离原理是利用不互溶介质间的密度差而进行离心分离，密度差越大，分散相的粒径越大，分离效果相对就越好。目前旋流分离器在石油开采、化工、食品加工、环境保护等涉及到不互溶多相介质分离的领域均获得了一定应用，但还存在自身的不足，如对细小颗粒或液滴去除效果差等问题，导致后续分离处理成本的负担加重。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种基于粒径选择的水力旋流分离装置,利用该装置对大粒径和小粒径颗粒或液滴均具有较高的分离效率，具有分离效率高、设备体积小、处理液预分离、内外两层旋流分离等突出的优点。

本发明的技术方案是：该种基于粒径选择的水力旋流分离装置，包括顺次连接的带有上筒盖的外层旋流筒、外层锥筒、外层底流管以及外层溢流管，所述外层旋流筒、外层锥筒和外层底流管连接后形成的空腔为外层旋流腔，其独特之处在于：

所述水力旋流分离装置还包括有上筒盖的内层旋流筒、内层锥筒、内层底流管以及内层溢流管；其中，内层旋流筒、内层锥筒和内层底流管顺次连接后，位于所述外层旋流腔内，内层旋流筒、内层锥筒与内层底流管顺次连接后所形成的内部空腔为内层旋流腔；内层溢流管位于内层底流管中，通过筋板连接，内层溢流管的顶端位于内层锥筒中，内层溢流管的末端伸出所述外层溢流管外。

内层旋流筒的上筒盖突出于外层旋流筒的上筒盖。

所述水力旋流分离装置还包括入口和弯管；入口沿垂直方向与弯管的入口端相连接；弯管的出口端内置有一块中央封隔板，所述中央封隔板把弯管的出口端分成两个彼此不相通的平行空腔，所述两个平行空腔分别为外层切向入口和内层切向入口；所述内层旋流筒与内层切向入口沿着切向连接，所述外层旋流筒与外层切向入口沿着切向连接。

内层溢流管与外层溢流管的出口方向均沿着所述内层溢流管、外层溢流管的轴向方向；所述内层底流管与外层底流管的出口均为切向出口，即外层底流管切向出口与外层底流管沿着切向方向连接，内层底流管切向出口穿过外层溢流管与内层底流管沿着切向方向连接。

本发明具有如下有益效果：应用本种分离装置对具有密度差的不互溶两相处理液进行分离时，由入口进入，首先经过弯管的惯性分离作用，将处理液预分离成富含大粒径颗粒的液流和富含小粒径颗粒的液流。富含小粒径颗粒的液流沿着内层切向入口进入内层旋流腔内部并形成高速旋转流，小粒径颗粒受离心力作用被甩向内层旋流腔内壁附近，并集中于内层溢流管与内层底流管之间的环形空间向下排出，轻质相水则集中于旋流中心区域，并由内层溢流管向下排出；富含大粒径颗粒的液流沿着外层切向入口进入外层旋流腔内部，同样形成高速旋转流，大粒径颗粒受离心力的作用被甩向外层旋流腔内壁附近区域，并沿着外层溢流管与外层底流管之间的环形空间向下排出，轻质相水则集中于内层旋流管、内层锥段和内层底流管的外壁处向下运移，最终由内层底流管与外层溢流管之间的环形空间向下排出。