專利名稱：船用艙底油污水預(yù)熱處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及船用油污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種船用艙底油污水處理系
統(tǒng)中的預(yù)加熱裝置。
背景技術(shù)：
隨著世界航運(yùn)事業(yè)的快速發(fā)展，船舶噸位迅猛增加，船舶廢棄物也將給海洋造成不同程度的污染，尤其是船舶含油壓載水、洗艙水以及機(jī)艙水等艙底油污水給海洋環(huán)保帶來(lái)了巨大的壓力，船舶油污水的排放已成為海洋污染的一個(gè)重要因素。為此，國(guó)際海事組織和各國(guó)政府相繼出臺(tái)了一系列海事法律法規(guī)，嚴(yán)格控制船舶污染問(wèn)題。國(guó)際海事組織海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)也將船舶在沿海和特殊區(qū)域排放艙底水的含油量不超過(guò)15ppmm的規(guī)定擴(kuò)大到了所有的海域。因此，船用艙底油污水處理裝置成為強(qiáng)制配備執(zhí)行的船舶污染處理設(shè)備。 現(xiàn)有的油污水分離處理裝置是根據(jù)油和水比重不同，以及聚合、過(guò)濾吸附作用來(lái)進(jìn)行分離的。分離時(shí)含油污水在分離筒中，油份漂浮到污水的上部而在集油部位積聚，實(shí)現(xiàn)油和水的粗分離，而后污水在通過(guò)油滴聚合環(huán)節(jié)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)油和水的細(xì)分離，然后再經(jīng)過(guò)多級(jí)繼續(xù)分離或?yàn)V料吸附分離，使污水中的含油量低于國(guó)際海事組織和所在區(qū)域國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)有的這種油污水分離處理裝置中，其工作的核心理念是利用油和水密度差及油和水的不相溶性，在靜止或流動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)油珠、懸浮物與水的分離，分散在水中的油珠在浮力的作用下緩慢上浮、分層；故而油珠能否上浮以及上浮的速度是能否實(shí)現(xiàn)油水分離至關(guān)重要的因素。 然而，為了節(jié)約航行成本以及實(shí)現(xiàn)對(duì)石油資源的充分利用，船舶發(fā)動(dòng)機(jī)除使用柴油等石油燃料外，也開(kāi)始大量使用渣油作為燃料，而渣油是提煉航空煤油、汽油及柴油的廢棄物，其密度均在980kg/m3以上，且粘度很高。由于渣油與水的密度差極小甚至相等，因此，現(xiàn)有的油水分離裝置對(duì)這種含有渣油的油污水的分離幾乎是束手無(wú)策。雖然在現(xiàn)有油水分離裝置中，部分設(shè)備也在分離筒中加裝了電加熱裝置，試圖改善渣油的密度和粘度。但船用電加熱器的加熱速度及加熱量均十分有限，根據(jù)物理學(xué)知識(shí)，水的比熱差不多在固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)中最大，達(dá)到4. 2KJ/Kg°C， lkw的電加熱器對(duì)lkg的水加熱1小時(shí)也僅能使其溫度升高O. 86t:，由于受船上供電系統(tǒng)的限制，船用油污水分離裝置中的電加熱器一般選用3KW，也即其工作1時(shí)也僅能lkg的污水水溫升高2. 6t:左右；加之船用油污水的量又較大，顯然用電加熱器對(duì)渣油污水進(jìn)行加熱升溫往往是杯水車薪，根本不能達(dá)到理想的油水分離效果。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種熱容量大、加熱速度快的船用艙底油污水預(yù)熱處理裝置。 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型船用艙底油污水預(yù)熱處理器，包括預(yù)熱器殼體，該預(yù)熱器殼體上設(shè)置有油污水通入管和加熱油污水排出管；油污水通入管和加熱油污水排出管與預(yù)熱器殼體筒腔相連通；所述預(yù)熱器殼體筒腔內(nèi)設(shè)置有蒸汽加熱管，該蒸汽加熱管固定安裝于加熱管連接座上，加熱管連接座與預(yù)熱器殼體固定密閉連接，裝于加熱管連接座上的蒸汽加熱管兩端分別通向蒸汽通入管和蒸汽排出管。 采用上述結(jié)構(gòu)后，由于在預(yù)熱器殼體筒腔內(nèi)設(shè)置有蒸汽加熱管，當(dāng)預(yù)熱器殼體筒腔內(nèi)通入待分離處理的油污水時(shí)，流經(jīng)蒸汽加熱管的水蒸汽通過(guò)加熱管壁對(duì)包圍其管壁四周的油污水進(jìn)行加熱，使預(yù)熱器殼體筒腔內(nèi)的油污水溫度上升，密度降低，粘性下降，從而加大了污油和水的密度差，保證油污水在重力分離裝置中能夠高效分離，這對(duì)分離密度達(dá)到980kg/m3以上的渣油顯得特別有效，從根本上解決了現(xiàn)有油污重力分離裝置無(wú)法分離含有渣油的油污水分離處理問(wèn)題。更由于位于預(yù)熱器殼體筒腔內(nèi)的蒸汽加熱管是通以飽和水蒸汽作為油污水的加熱介質(zhì)的，這就充分利用了水蒸汽熱容量高的物理特性，在冷凝成水時(shí)會(huì)放出大量冷凝潛熱，提高了油污水的加熱速度。由于在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，當(dāng)水在變成水蒸汽時(shí)吸收了汽化潛熱相當(dāng)于2260kJ/kg ;當(dāng)水蒸汽在沸點(diǎn)狀態(tài)下凝結(jié)成飽和水時(shí)又把這些熱量放出來(lái)，其所能放出的冷凝潛熱量五倍于把等量水從rC加熱到IO(TC所需的熱量，如此巨大的熱容量不僅保證了含渣油油污水加熱升溫所需的足夠熱量，而且能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)油污水的快速升溫加熱，快速使其融化上浮，加快了油污水的分離速度，徹底克服了現(xiàn)有油污水分離中電加熱方式升溫嚴(yán)重不足的缺陷。同時(shí)也由于大型船舶總是配有水蒸汽鍋爐，蒸汽熱源充足，不會(huì)出現(xiàn)電加熱用電嚴(yán)重受限的不足。 本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述加熱管連接座上設(shè)置有相互分隔的蒸汽通入腔和蒸汽排出腔；蒸汽通入管和蒸汽加熱管入口端與蒸汽通入腔相連通；蒸汽排出管和蒸汽加熱管出口端與蒸汽排出腔相連通。采用蒸汽通入腔和排出腔結(jié)構(gòu)，可以在預(yù)熱器筒腔并行地裝入多根蒸汽加熱管，從而大大提高了水蒸汽通量，確保了渣油污水加熱升溫速度。 本實(shí)用新型進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式，在所述預(yù)熱器殼體筒腔內(nèi)設(shè)置的蒸汽加熱管由若干根倒置的U型管組成。該加熱器具有結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，便于安裝和維護(hù)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型船用艙底油污水預(yù)熱處理器作進(jìn)一
步詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型船用艙底油污水預(yù)熱處理器的結(jié)構(gòu)原理圖。 圖2是本實(shí)用新型船用艙底油污水預(yù)熱處理器一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖2所示結(jié)構(gòu)的剖視圖。 圖中，1-預(yù)熱器殼體，2-加熱油污水排出管，3-油污水通入管，4-加熱管連接座，5_蒸汽通入管，6-蒸汽排出管，7-蒸汽加熱管，8-蒸汽通入腔，9-蒸汽排出腔。
具體實(shí)施方式如
圖1所示，在預(yù)熱器筒腔內(nèi)設(shè)置有蒸汽加熱管，飽和水蒸汽通過(guò)蒸汽通入管、蒸汽截止閥進(jìn)入蒸汽加熱管，經(jīng)過(guò)蒸汽加熱管的水蒸汽再經(jīng)過(guò)相變從蒸汽排出管和疏水閥向外排出。在預(yù)熱器筒腔內(nèi)充滿了待加熱的油污水，油污水由通入管的通入口充入筒腔內(nèi)完
4成加熱升溫后，從排出管排出口排出，而送至油污水重力分離器中進(jìn)行油和水的分離。該油污水中含有密度等于大于980kg/m3的渣油，本申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)分析得知含渣油的油污水加熱至500c時(shí)，油和水的分享離就能順利進(jìn)行。根據(jù)國(guó)際海事組織MEPC. 107 (49)決議《修訂的船舶機(jī)器處所艙底水防污設(shè)備指南和技術(shù)條件》規(guī)定，艙底水分離器型式認(rèn)可試驗(yàn)和性能技術(shù)條件，流入物溫度范圍不得能超過(guò)4(TC工作溫度范圍?？刂朴臀鬯魅胪睬坏牧魅胨俣染涂梢钥刂朴臀鬯募訜釢駵厣?，確保流出油污水溫度達(dá)5(TC左右。[0016] 圖2、圖3所示的船用艙底油污水預(yù)熱處理器，預(yù)熱器殼體1呈圓柱筒狀，使用時(shí)在筒狀殼體的外面包裹有隔熱材料，以提高熱效率。在圓柱形筒狀的預(yù)熱器殼體1的下部位置，設(shè)置有油污水通入管3，預(yù)熱器殼體1的上部位置則設(shè)置有加熱油污水排出管2，油污水經(jīng)油污水通入管3進(jìn)入到預(yù)熱器殼體1的筒腔內(nèi)，再由加熱油污水排出管2排出，而被送至油污水重力分離器中。在預(yù)熱器筒體1的筒腔內(nèi)設(shè)置有若干根并列布置的蒸汽加熱管7，每根蒸汽加熱管7均呈倒置的U型管狀，其U型管的一端為蒸汽入口端，另一端則為蒸汽出口端。在預(yù)熱器筒體l的筒體下端密閉地固定連接有加熱管連接座4，該加熱管連接座4具有內(nèi)置空腔，該內(nèi)置空腔通過(guò)徑向布置的分隔隔板分隔成蒸汽通入腔8和蒸汽排出腔9，蒸汽加熱管7固定安裝于加熱管連接座4上，倒置的U型蒸汽加熱管7的入口端與蒸汽通入腔8相連通，蒸汽加熱管7的出口端與蒸汽排出腔9相連通。在加熱管連接座4上裝有蒸汽通入管5和蒸汽排出管6 ;蒸汽通入管5位于加熱管連接座4的蒸汽通入腔8位置，而通向蒸汽通入腔8 ;蒸汽排出管6位于加熱管連接座4的蒸汽排出腔9位置而與其連通。在蒸汽排出管6上安裝有常用的疏水閥，工作時(shí)該疏水閥自動(dòng)地排除蒸汽管路中的冷凝水，并防止蒸汽泄漏。在蒸汽通入管5上安裝有常用的蒸汽通斷閥，以控制蒸汽的流入和截止，以及控制蒸汽的流量大小，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)維持恒溫。 上述實(shí)施例舉出了本實(shí)用新型一種優(yōu)選實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不局限于此。本實(shí)用新型中的蒸汽加熱管7并不局限于倒置U型加熱管結(jié)構(gòu)，也可以是螺旋狀盤管、翼片加熱器等常用的散熱加熱結(jié)構(gòu)；蒸汽加熱管7的兩端既可以分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的連接座空腔與蒸汽通入管5和蒸汽排出管6相連通，也可以直接與蒸汽通入管5和蒸汽排出管6相連通。同樣預(yù)熱器筒體的筒形也不限于圓柱筒體，還可以根據(jù)船艙空間或加熱條件設(shè)置為相應(yīng)的筒體或柜形結(jié)構(gòu)，蒸汽通入管5上安裝的蒸汽通斷閥可采用截止閥、閘閥、節(jié)流閥等常用閥門；蒸汽排出管6上的疏水閥則可以采用浮子式、熱動(dòng)力式或雙金屬片式等結(jié)構(gòu)的疏水閥，
權(quán)利要求一種船用艙底油污水預(yù)熱處理器，包括預(yù)熱器殼體(1)，該預(yù)熱器殼體(1)上設(shè)置有油污水通入管(3)和加熱油污水排出管(2)；油污水通入管(3)和加熱油污水排出管(2)與預(yù)熱器殼體(1)筒腔相連通；其特征在于所述預(yù)熱器殼體(1)筒腔內(nèi)設(shè)置有蒸汽加熱管(7)，該蒸汽加熱管(7)固定安裝于加熱管連接座(4)上，加熱管連接座(4)與預(yù)熱器殼體(1)固定密閉連接，裝于加熱管連接座(4)上的蒸汽加熱管(7)兩端分別通向蒸汽通入管(5)和蒸汽排出管(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用艙底油污水預(yù)熱處理器，其特征在于在所述加熱管連 接座(4)上設(shè)置有相互分隔的蒸汽通入腔(8)和蒸汽排出腔(9);蒸汽通入管(5)和蒸汽 加熱管(7)入口端與蒸汽通入腔(8)相連通；蒸汽排出管(6)和蒸汽加熱管(7)出口端與 蒸汽排出腔(9)相連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用艙底油污水預(yù)熱處理器，其特征在于所述蒸汽排出管 (6)上安裝有疏水閥，蒸汽通入管(5)上則安裝有蒸汽通斷閥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項(xiàng)所述的船用艙底油污水預(yù)熱處理器，其特征在于 在所述預(yù)熱器殼體(1)筒腔內(nèi)設(shè)置的蒸汽加熱管(7)由若干根倒置的U型管組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種船用艙底油污水預(yù)熱處理器，包括預(yù)熱器殼體，該預(yù)熱器殼體上設(shè)置有油污水通入管和加熱油污水排出管；油污水通入管和加熱油污水排出管與預(yù)熱器殼體筒腔相連通；所述預(yù)熱器殼體筒腔內(nèi)設(shè)置有蒸汽加熱管，該蒸汽加熱管固定安裝于加熱管連接座上，加熱管連接座與預(yù)熱器殼體固定密閉連接，裝于加熱管連接座上的蒸汽加熱管兩端分別通向蒸汽通入管和蒸汽排出管。該預(yù)熱處理器具有加熱速度快，熱容量大，能快速地對(duì)含渣的油污水進(jìn)行加熱，使其密度減少，粘度變低，確保油和水的高效分離。
文檔編號(hào)C02F1/02GK201538695SQ20092023164
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者何麗君, 梅冬興, 蔡曉幸, 陳海兵, 馬如中 申請(qǐng)人:東臺(tái)市東方船舶裝配有限公司