[发明专利]一种用于含水油液的旋流破乳脱水分离装置

说明书

本发明涉及一种用于含水油液的旋流破乳脱水分离装置，包括旋流器，旋流器中旋流室的开口端朝向底流管并通过同轴的复合曲线管段与底流管连通；复合曲线管段中凹圆弧过渡段的大径端与旋流室的开口端连接，且凹圆弧过渡段的大径端的内径与旋流室的内径相等，直圆锥过渡段的大径端与凹圆弧过渡段的小径端相切，直圆锥过渡段的小径端与凸椭圆弧过渡段的大径端相切，凸椭圆弧过渡段的小径端与底流管连接。本发明所述旋流器的分离空间较采用传统直面双锥段的旋流器以及采用呈双球面的平滑过渡管段的旋流器都要大，切向锥角增大，接触面积增大，导致流体向下阻力增大，迫使旋流液滴中的大量油液迁移至溢流口，可显著提高分离效果和分离效率。

技术领域

本发明属于液体物理分离的技术领域，具体涉及一种用于含水油液的旋流破乳脱水分离装置。

背景技术

工业废油的资源化利用对国家战略、环境保护以及缓解资源危机具有重大意义。工业废油资源化利用的首要环节是破乳脱水，采用单一的处理方法很难有效地对乳化液进行破乳脱水处理，所以一般采用多种方法联合处理或采用耦合集成的单元进行处理来获得更好的分离效果；其中，电场法和旋流离心法结合的方式较为常见，即将电场与旋流离心场进行耦合，电场加剧乳液中液体的碰撞，促进液滴的聚结，增大液滴的尺寸，旋流离心场利用油水密度的不同，使旋转的油水混合液产生不同的离心力，实现油水分离。

电场和旋流离心场的耦合采用旋流器，如中国专利CN201811485648.7一种静电旋流破乳装置及其应用。目前，旋流器在同轴不同直径的旋流室与底流管之间一般采用直面双锥段结构过渡连接，请参见图1，直面双锥段结构8呈梯度状，旋流室与底流管的过渡不平滑，容易引起旋流器内部流场的震动，导致流场不稳定，不利于液滴的聚结，分离效果较差。为解决这一问题，申请人重新设计了旋流室与底流管之间的过渡结构，请参见图2，过渡结构采用呈双球面的平滑过渡管段9，平滑过渡管段9由凸圆弧过渡段和凹圆弧过渡段通过相切式平滑连接组成，使旋流室与底流管平滑过渡，有效减少了液滴的震动，在一定程度上提高了分离效果，具体请参见CN202110545860.3一种乳状液的破乳脱水分离方法。

然而，经实际使用反复验证和理论分析，平滑过渡管段9虽然有效减少了液滴的震动，相较直面双锥段结构8的形式在一定程度上提高了分离效果，但还是存在一些不足，主要体现在：平滑过渡管段中凸圆弧过渡段相较直面双锥段结构中对应区域的空间较大，可能导致作用在液滴上的离心力减少，对分离效果有一定影响；平滑过渡管段中凹圆弧过渡段相较直面双锥段结构中对应区域的空间较小，导致切向锥角减小，流体向下阻力减小，容易使少量油液流向底流管的可能，对分离效果有一定影响；此外，经研究发现，入口管的直径与旋流室的直径大小关系对分离效果也有较大影响。因此，需要对旋流器作进一步的设计和优化，以提高分离效果。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用于含水油液的旋流破乳脱水分离装置，解决目前旋流装置分离效果较差的问题，取得流场更稳定、分离效果更好的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于含水油液的旋流破乳脱水分离装置，包括旋流器，旋流器包括呈圆筒段的旋流室以及与所述旋流室同轴的底流管，旋流室一端开口一端封闭，旋流室的封闭端连接有入口管以及与旋流室同轴的溢流管，入口管与旋流室的圆周内壁相切并与旋流室连通，溢流管绝缘穿过旋流室的封闭端并与旋流室连通，旋流室的壁和溢流管均为导电材质；旋流室的开口端朝向底流管并通过同轴的复合曲线管段与底流管连通；

在旋流器的轴向剖面上，复合曲线管段的内壁包括依次相连的凹圆弧过渡段、直圆锥过渡段和凸椭圆弧过渡段，凹圆弧过渡段的大径端与旋流室的开口端连接，且凹圆弧过渡段的大径端的内径与旋流室的内径相等，直圆锥过渡段的大径端与凹圆弧过渡段的小径端相切，直圆锥过渡段的小径端与凸椭圆弧过渡段的大径端相切，凸椭圆弧过渡段的小径端与底流管连接，且凸椭圆弧过渡段的小径端的内径与底流管的内径相等。