專利名稱：雙效傳熱降膜真空油水分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙效傳熱降膜真空油水分離裝置，屬于礦物油脫水凈化裝置，具體是一種真空罐體內(nèi)采用由多層人字形元件組成的油膜擴(kuò)展單元和雙效傳熱器的高效真空蒸發(fā)水分的凈化分離裝置。應(yīng)用在含水潤(rùn)滑油品的真空分離，或在大宗含水廢潤(rùn)滑油的殘余水分進(jìn)行深度分離領(lǐng)域中。
背景技術(shù)：
礦物油作為一種基礎(chǔ)能源產(chǎn)品，中國(guó)需求遠(yuǎn)未達(dá)到頂峰，2020年和2030年將分別達(dá)到6-8億噸。工程實(shí)際中油品被水污染是不可避免的，當(dāng)水分超過(guò)0.03%時(shí)，將嚴(yán)重影響用油設(shè)備的正常工作。例如液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，即使液壓油中只有少量水份存在也將使運(yùn)動(dòng)單元在工作中出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，嚴(yán)重影響設(shè)備的精度；在電力系統(tǒng)中，變壓器油中的水分會(huì)導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度下降，產(chǎn)生高壓放電、線間短路、爆炸等安全隱患；在機(jī)械設(shè)備中潤(rùn)滑油進(jìn)水會(huì)導(dǎo)致油液乳化，輕者導(dǎo)致設(shè)備潤(rùn)滑不良、銹蝕、降低使用壽命，重者導(dǎo)致設(shè)備卡澀、甚至悶車。目前對(duì)礦物油的脫水常見的利用真空凈化方法，專利(90101897.X)公布了一種低真空油水混合液分離方法和改進(jìn)的油水分離油凈化裝置，在真空容器內(nèi)的油水混合液中連續(xù)引入充分分散的凈化氣化，使液體產(chǎn)生密集的微細(xì)氣泡，將液體變?yōu)闅庖憾嗷旌蠣顟B(tài)，增加了油水混合液一定的表面積，加快了油水分離一定的速度。專利(88108092. 6)采用負(fù)壓聚結(jié)，利用可燃性粉末狀物質(zhì)做為聚結(jié)材料，用循環(huán)預(yù)涂的方法使之形成聚結(jié)層，利用薄層聚結(jié)一重力分離相串聯(lián)的油水分離裝置實(shí)現(xiàn)了脫水效果。這些都不同程度地存在以下問(wèn)題
在含水潤(rùn)滑油品的真空分離，或在大宗含水廢潤(rùn)滑油的再煉制工藝中，當(dāng)對(duì)油品中殘余水分進(jìn)行深度分離時(shí)，通常由于混合液在真空環(huán)境中的停留時(shí)間過(guò)短、蒸發(fā)面積有限、加熱溫度衰減等因素影響，導(dǎo)致分離效果不夠理想，降低了真空分離裝置的工作效率，即使通過(guò)多次反復(fù)循環(huán)凈化處理，仍然無(wú)法滿足工程實(shí)際中油水深度分離的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有真空油水分離裝置中混合液在真空環(huán)境中的停留時(shí)間過(guò)短、蒸發(fā)面積有限、加熱溫度衰減等不足之處，本發(fā)明提出一種雙效傳熱降膜真空油水分離裝置，主要由進(jìn)油口、粗濾器、雙效傳熱器、霧化分配器、真空罐體、油膜擴(kuò)展單元、消沫器、凝液器、真空泵和出油口等組成。其特征是，在真空罐體的上部的霧化分配器下面裝有多層人字形元件組成的油膜擴(kuò)展單元，油膜擴(kuò)展單元下部是凈化后的油液以及出油口，在油膜擴(kuò)展單元中間安裝有雙效傳熱器，霧化分配器與油膜擴(kuò)展單元之間的真空罐體側(cè)面安裝消沫器、凝液器和真空泵等。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是采用在真空罐體內(nèi)油膜擴(kuò)展單元中間安裝有雙效傳熱器，傳熱器設(shè)置一個(gè)進(jìn)口和一個(gè)出口，待凈化油液經(jīng)過(guò)雙效傳熱器進(jìn)口初次加熱后從出口進(jìn)入霧化分配器霧化成均勻液滴，噴射在油膜擴(kuò)展單元。由于在真空分離室中油膜擴(kuò)展單元采用了由多層人字形元件組成，人字形元件由布滿微孔的金屬薄板制成，折疊成眾多的波紋狀，展開面積比平板狀大幅提高，從而使有限的分離空間內(nèi)形成的蒸發(fā)表面積擴(kuò)大數(shù)百倍，其油水混合液被大面積暴露于真空環(huán)境中，沸點(diǎn)低于油的水分在真空中很容易被蒸發(fā)掉；由于人字形元件每一個(gè)波紋的斜面傾角設(shè)計(jì)遠(yuǎn)大于油膜沿金屬面下滑的自鎖角6°，為35° 75°，以免角度小于35°時(shí)，油膜沿波紋斜面不能實(shí)現(xiàn)有效地翻滾，角度大于75°時(shí)，油膜沿波紋斜面流速太快，致使油膜在波紋斜面停留時(shí)間過(guò)短，達(dá)到不斷更新水分蒸發(fā)表面的目的，以便充分蒸發(fā)油液內(nèi)部的殘余水分，達(dá)到提高分離效率之目的；油液自上而下在油膜擴(kuò)展單元內(nèi)以膜狀下降過(guò)程中，路徑被曲折的分離元件大大延長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)了油液以油膜形態(tài)在真空中的流動(dòng)時(shí)間，積累了單元時(shí)間內(nèi)的汽體蒸發(fā)總量，也就是水分被大幅度移除。當(dāng)油膜在真空罐體內(nèi)下降過(guò)程中，隨著路徑的延長(zhǎng)和上部強(qiáng)勁的真空抽氣排熱緣故，下降中的油膜存在一個(gè)溫度被降低的過(guò)程，即真空罐體內(nèi)的油膜自上而下溫度呈遞減的梯度分布趨勢(shì)，到油膜擴(kuò)展單元下部時(shí)的油膜溫度達(dá)到最低，此處水分蒸發(fā)效率出現(xiàn)最差。本發(fā)明利用雙效傳熱器表面溫度與塔內(nèi)降溫后的油膜所形成的溫度差，對(duì)勢(shì)能下降同時(shí)溫度也下降的油膜流，在不額外增加加熱系統(tǒng)和功耗的情況下，通過(guò)安裝于油膜擴(kuò)展單元中部的雙效傳熱器，對(duì)向下推移的降膜進(jìn)行二次加熱，使呈衰減趨勢(shì)的水分蒸發(fā)過(guò)程，被重新激活增效，有效提高油水的分離效率。本發(fā)明的有益效果是在真空罐體的上部的霧化分配器下面裝有多層人字形元件組成的油膜擴(kuò)展單元，油液自上而下在油膜擴(kuò)展單元內(nèi)以膜狀下降，延長(zhǎng)了油液以油膜形態(tài)在真空中的流動(dòng)時(shí)間，積累了單元時(shí)間內(nèi)的汽體蒸發(fā)總量；在油膜擴(kuò)展單元中間安裝有雙效傳熱器，讓待凈化的油液在真空罐體內(nèi)雙效傳熱，實(shí)現(xiàn)熱量的高效利用，省去大量的外部傳熱器管路，最大限度的去除水分，成本低，在同等真空凈化油液的條件下有效地增加油液分離時(shí)的加熱溫度，減少熱量損失，使分離效率提高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為雙效傳熱器的結(jié)構(gòu)示意圖3為油膜擴(kuò)展單元的結(jié)構(gòu)示意圖中1-進(jìn)油口，2-粗過(guò)濾器，3-雙效傳熱器，4-油膜擴(kuò)展單元，5-霧化分配器， 6-真空表，7-消沫器，8-凝液器，9-真空閥，10-真空泵，11-真空罐體，12-油位窗，13-出油口，14-傳熱器進(jìn)口，15-傳熱器出口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。 如圖1所示， 打開真空閥9，啟動(dòng)真空泵10，待凈化的油液在負(fù)壓作用下，從進(jìn)油口 1經(jīng)粗濾器2濾去大顆粒的機(jī)械雜質(zhì)，繼而經(jīng)雙效傳熱器3的傳熱器進(jìn)口 14進(jìn)入，與雙效傳熱器3進(jìn)行熱交換， 加熱后的油液從傳熱器出口 15進(jìn)入霧化分配器5，霧化噴射到真空罐體11內(nèi)的油膜擴(kuò)展單元4上，油液中水分被大面積暴露于真空中極易被蒸發(fā)掉，并伴隨著隨機(jī)的翻滾，達(dá)到不斷更新油液蒸發(fā)表面的目的，路徑相應(yīng)的被曲折的油膜擴(kuò)展單元4大大延長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)了分離原料以油膜形態(tài)在真空中的分離時(shí)間，積累了單位時(shí)間內(nèi)的汽體蒸發(fā)總量，以便充分干燥油液內(nèi)部的殘余水分，提高分離效率；當(dāng)油膜在真空罐體11下降過(guò)程中，自上而下油膜溫度呈遞減的梯度分布，到油膜擴(kuò)展單元4中部時(shí)的油膜溫度與雙效傳熱器3表面溫度有溫度差，通過(guò)雙效傳熱器3對(duì)降膜進(jìn)行二次傳熱，使呈衰減趨勢(shì)的蒸發(fā)過(guò)程，被重新激活增效，有效提高分離效率。油中的水分在真空加熱環(huán)境中蒸發(fā)汽化而逸出，由于油液的下行不斷升溫，對(duì)油中的水蒸汽從油膜擴(kuò)展單元4進(jìn)行逐級(jí)逸出，源源不斷地與下落的油流逆向上行，把油中的水分形成一股源源不斷的上升氣流，從頂部攜帶至消沫器7消沫后，在凝液器8作用下沉降排除；去掉水分的凈化油液經(jīng)出油口 13輸出，實(shí)現(xiàn)油液的真空凈化，從而完成一個(gè)工作循環(huán)。
本發(fā)明將雙效傳熱器3設(shè)置在油膜擴(kuò)展單元4中間，形成雙效傳熱降膜，使呈衰減趨勢(shì)的蒸發(fā)過(guò)程，被重新激活增效；采用多層人字形元件組成油膜擴(kuò)展單元4使有限的空間內(nèi)形成蒸發(fā)表面積擴(kuò)大數(shù)百倍，使油液凈化處理的效果得到大幅提升。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作可靠以及有效地延長(zhǎng)了油液以油膜形態(tài)在真空中的流動(dòng)路徑和時(shí)間，積累了單位時(shí)間內(nèi)的汽體蒸發(fā)總量，實(shí)現(xiàn)了熱量的高效利用，分離效率提高等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種雙效傳熱降膜真空油水分離裝置，主要由進(jìn)油口、粗濾器、雙效傳熱器、霧化分配器、真空罐體、油膜擴(kuò)展單元、消沫器、凝液器、真空泵和出油口等組成，其特征在于，在真空罐體的上部的霧化分配器下面裝有多層人字形元件組成的油膜擴(kuò)展單元，油膜擴(kuò)展單元下部是凈化后的油液以及出油口，在油膜擴(kuò)展單元中間安裝有雙效傳熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效傳熱降膜真空油水分離裝置，其特征是，油膜擴(kuò)展單元采用了由多層人字形元件組成，人字形元件由布滿微孔的金屬薄板制成，折疊成眾多的波紋狀，人字形元件每一個(gè)波紋的斜面傾角設(shè)計(jì)遠(yuǎn)大于油膜沿金屬面下滑的自鎖角6°，為 ；350 750。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效傳熱降膜真空油水分離裝置，其特征是，在真空罐體內(nèi)油膜擴(kuò)展單元中部安裝有雙效傳熱器，加熱器設(shè)置一個(gè)進(jìn)油口和一個(gè)出油口。
全文摘要
本發(fā)明作為一種雙效傳熱降膜真空油水分離裝置，屬于礦物油脫水凈化設(shè)備，主要由進(jìn)油口、粗濾器、雙效傳熱器、霧化分配器、真空罐體、油膜擴(kuò)展單元、消沫器、凝液器、真空泵和出油口等組成。其特征是，在真空罐體的上部的霧化分配器下面裝有多層人字形元件組成的油膜擴(kuò)展單元，油膜擴(kuò)展單元下部是凈化后的油液以及出油口，在油膜擴(kuò)展單元中間安裝有雙效傳熱器，霧化分配器與油膜擴(kuò)展單元之間的真空罐體側(cè)面安裝消沫器、凝液器和真空泵等。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作可靠以及有效地延長(zhǎng)了油液以油膜形態(tài)在真空中的流動(dòng)時(shí)間，積累了單元時(shí)間內(nèi)的汽體蒸發(fā)總量，實(shí)現(xiàn)了熱量的高效利用，分離效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C10M175/00GK102430252SQ201110279949
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者劉閣, 張賢明, 陳彬, 黃朗 申請(qǐng)人:重慶工商大學(xué)