一种旋液沉降分离设备

技术领域

本发明涉及石油化工生产设备技术领域，尤其涉及石油化工溶剂萃取过程中的液液分离设备，具体涉及一种旋液沉降分离设备。

背景技术

在石油化工生产、污水处理等过程中，常常需要对密度、组分不同的混合液体进行分离，如溶剂萃取分离、油水分离、油污分离等。

混合液分离通常采用沉降方法，而沉降分离要求设备体积庞大、停留沉降时间长。而传统的旋液分离器适用于固液分离，对于混合液的离心分离，需要严格根据混合液中轻、重相的密度差设计离心力，操作弹性较小，而且离心后的液体依然存在部分轻重相混合，还需转移至沉降池进行进一步沉降，因此现有的离心分离技术多应用于气-液、气-固分离，而难以在实际生产中的液液分离应用。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种旋液沉降分离设备，通过离心与沉降相结合，提高液液分离效率。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供一种旋液沉降分离设备，包括纵向布置的沉降罐体和位于所述沉降罐体内的旋液分离器，所述沉降罐体的上部设有轻相液出口，所述沉降罐体的下部设有重相液出口，所述旋液分离器与所述轻相液出口之间、所述旋液分离器与所述重相液出口之间留有沉降空间；所述旋液分离器包括沿纵向螺旋布置的旋转流道，所述旋转流道的螺旋半径自上而下逐渐减小，所述旋转流道的内侧沿螺旋方向设置有多个溢出口；所述沉降罐体的中部侧壁开有供混合液切线流入所述旋转流道的进料口。

作为本发明的进一步改进，所述旋转流道的横截面呈长方形，且其高度与宽度的比例为3～4:1。

作为本发明的进一步改进，所述流道的横截面为多边形或椭圆形。

作为本发明的进一步改进，所述溢出口为长方形孔。

作为本发明的进一步改进，从所述进料口沿着所述旋转流道至首个所述溢出口的行径为0.8～1.5m。

作为本发明的进一步改进，所述旋液分离器还包括支撑机构，所述旋转流道通过所述支撑机构固定于所述沉降罐体的内部。

作为本发明的进一步改进，所述支撑机构包括相互垂直的纵支撑板和横支撑板，纵支撑板与所述沉降罐体的内壁相焊接固定，所述横支撑板的一端固定于所述纵支撑板，所述横支撑板的另一端与所述旋转流道的外侧相固定。

作为本发明的进一步改进，所述沉降罐体的位于所述旋液分离器与所述重相液出口之间的节段侧壁设有用于测量轻重相分界线的界位测量机构，所述界位测量机构的量程为0.5～1D，D为所述沉降罐体的直径。

作为本发明的进一步改进，所述轻相液出口和/或所述重相液出口设置有调节其出口大小的阀门。

作为本发明的进一步改进，所述进料口设置有用于控制混合液流入速度的调节阀。

本发明的有益效果：

本发明的旋液沉降分离设备，使用时混合液以一定的速度从进料口切线进入设置于内部的旋液分离器，在其旋转流道按混合流体重度差进行离心分离，其中轻质流体在流道内侧设置的溢出口流出优先进入沉降罐体，重质流体在离心力的作用下沿旋转流道内壁的外侧继续离心旋转流动，最后在旋转流道的出口进入沉降罐，经沉降作用后，轻质流体从轻相液出口导出、重质流体从重相液出口导出完成混合液的分离。与现有技术相比，本发明的旋液沉降分离设备具有以下优点：

1)结合了混合液在旋液分离器内的离心分离和在沉降罐体内沉降分离，相比传统两套独立的离心机和沉降池，可大幅缩小设备规格，减少设备数量，降低建造成本；

2)混合液在旋液分离器内的离心分离后随即进入沉降罐体内进行沉降，中间无需额外转移，大大提高了分离效率；

3)旋转流道的螺旋半径自上而下逐渐减小，能够使混合液保持良好流速，在无外界动力情况下，亦能够满足离心流速需求。

附图说明

图1为实施例中的旋液沉降分离设备的结构示意图。

图2为实施例中的旋液分离器的结构示意图。

图3为图2中以A-A为截面的剖视图。

图4为图2中旋转流道的局部放大视图。

附图标记：

沉降罐体1、轻相液出口11、重相液出口12、进料口13；

旋液分离器2、旋转流道21、溢出口22；

支撑机构3、界位测量机构4。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例的旋液沉降分离设备，如图1至图3所示，包括纵向布置的沉降罐体1和位于沉降罐体1内中部的旋液分离器2，沉降罐体1的上部设有轻相液出口11，沉降罐体1的下部设有重相液出口12，旋液分离器2与轻相液出口11之间、旋液分离器2与重相液出口12之间留有沉降空间。旋液分离器2包括沿纵向螺旋布置的旋转流道21，旋转流道21的螺旋半径自上而下逐渐减小，使得旋转流道21呈锥形旋转。旋转流道21的内侧沿螺旋方向设置有多个溢出口22；沉降罐体1的中部侧壁开有供混合液切线流入旋转流道21的进料口13。

使用时混合液以一定的速度从进料口13切线进入设置于内部的旋液分离器2，在其旋转流道21按混合流体重度差进行离心分离，其中轻质流体在流道内侧设置的溢出口22流出优先进入沉降罐体1，重质流体在离心力的作用下沿旋转流道21内壁的外侧(即旋转流道21内壁的靠近沉降罐体1的一侧)继续离心旋转流动，最后在旋转流道21的出口进入沉降罐体1，轻重相液体在沉降罐体1中分层且进一步经沉降作用后，沉降罐体1内充满轻重相分层液体，高分离精度的轻质流体从轻相液出口11导出、高分离精度的重质流体从重相液出口12导出，完成萃取液与萃余液的高效分离。与现有技术相比，本实施例的旋液沉降分离设备具有以下优点：

1)结合了混合液在旋液分离器2内的离心分离和在沉降罐体1内沉降分离，相比传统两套独立的离心机和沉降池，可大幅缩小设备规格，减少设备数量，降低建造成本；

2)混合液在旋液分离器2内的离心分离后随即进入沉降罐体1内进行沉降，中间无需额外转移，大大提高了分离效率；

3)旋转流道21的螺旋半径自上而下逐渐减小，能够使混合液保持良好流速，在无外界动力情况下，亦能够满足离心流速需求。

本实施例中，旋转流道21的横截面呈长方形，类似槽型管结构，且其高度与宽度的比例为3～4:1。或者实际中流道的横截面改为多边形或椭圆形。

本实施例中，结合图4所示溢出口22为长方形孔，溢出孔的数量和规格根据混合液中轻、重质流体的比例、重度差确定。从进料口13沿着旋转流道21至首个溢出口22的行径为0.8～1.5m。

本实施例中，旋液分离器2还包括支撑机构3，旋转流道21通过支撑机构3固定于沉降罐体1的内部。支撑机构3包括相互垂直的纵支撑板和横支撑板，纵支撑板与沉降罐体1的内壁相焊接固定，横支撑板的一端固定于纵支撑板，横支撑板的另一端与旋转流道21的外侧相固定。确保运行过程中设备的稳定性。

本实施例中，沉降罐体1的位于旋液分离器2与重相液出口12之间的节段侧壁设有用于测量轻重相分界线的界位测量机构4，界位测量机构4的量程为0.5～1D，D为沉降罐体1的直径。界位测量机构4采用市面现有的传感器，在沉降罐体1的侧壁沿纵向开两个安装孔，在安装孔中装上传感器后，能够检测这两个安装孔之间的液位界面所在位置。轻相液出口11和/或重相液出口12设置有调节其出口大小的阀门，主要通过调节重相液出口12的大小，来调整轻重相液体的分界面。

本实施例中，进料口13设置有用于控制混合液流入速度的调节阀，或者通过液泵和其它动力能调节混合液的流速。实际中根据需分离混合液的密度差，通过改变流体进入旋液分离器2的速度提高流体性质的适应性。进一步的，根据需分离混合液的组成、流量，通过改变设备规格提高对生产负荷及不同流体组成的适应性。

实际应用中，根据不同萃取过程萃取液与萃余液即重相与轻相的体积量分布改变设备的规格即可实现连续工作，根据需分离混合液的轻相、重相流体的比例，重度差，流量等条件，控制适宜的温度及动能(泵或前端设备的压力能)以12～20m/s流速进入设备，在设备下部通过界位控制抽出重相流体，顶部流出轻相流体。

应用例：

在废润滑油再生的溶剂精制生产过程中，废润滑油及溶剂(NMP)溶解后的萃取液、萃余液的混合液控制在60℃～80℃范围，通过泵的输送以12～20m/s流速进入旋液分离器2。重相流(抽出液)体经下部的界位控制抽出，顶部流出轻相流体(精制液)。

沉降罐体1内流体停留时间15～20min的条件下，向上流出的轻相(精制液)中的重相(抽出液)含量5％左右，可满足生产要求。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。