申请日2009.09.17
公开(公告)日2010.02.24
IPC分类号B63J4/00
摘要
本发明公开了一种船用油污水叠盘聚集分离装置，包括筒体，在所述筒体内至少设置有第一聚集分离器和第二聚焦分离器，该第一聚集分离器和第二聚集分离器分别位于导流孔板的上、下两侧，该导流孔板的周边封闭地固定安装于筒体的内壁上，导流孔板的中间位置设有导流通孔;所述第一聚集分离器的顶端设有顶部盖板，该顶部盖板的周边与筒体内壁间留有间隙;所述第二聚集分离器的底部设有导流盲板，该导流盲板的周边与筒体的内壁间留有间隙;第一聚集分离器和/或第二聚集分离器包括若干相互叠置的波纹分离盘。该分离装置具有结构简单，制造维护方便，油水分离效果理想的优势;特别适用船舶油水的分离中。
权利要求书
1、一种船用油污水叠盘聚集分离装置，包括筒体(1)，以及设置于筒 体(1)上的油污水进口(2)、废油排放口(3)和分离水排出口(7)， 其特征在于：在所述筒体(1)内至少设置有第一聚集分离器(12)和第 二聚焦分离器(15)，该第一聚集分离器(12)和第二聚集分离器(15) 分别位于导流孔板(14)的上、下两侧，该导流孔板(14)的周边封闭 地固定安装于筒体(1)的内壁上，导流孔板(14)的中间位置设有导流 通孔;所述第一聚集分离器(12)的顶端设有顶部盖板(11)，该顶部盖 板(11)的周边与筒体(1)内壁间留有间隙;所述第二聚集分离器(15) 的底部设有导流盲板(16)，该导流盲板(16)的周边与筒体(1)的内 壁间留有间隙;第一聚集分离器(12)和/或第二聚集分离器(15)包括 若干相互叠置的波纹分离盘(19)，该波纹分离盘(19)呈锥盘状且盘面 为波纹面，各波纹分离盘(19)以其波纹峰谷相错叠。
2、根据权利要求1所述的船用油污水叠盘聚集分离装置，其特征在于： 在所述第二聚集分离器(15)底侧的导流盲板(16)的下侧设置有第三 聚集分离器(17)，该第三聚集分离器(17)的底部设有底部导流孔板(18)， 该底部导流孔板(18)的周边封闭地固定安装于筒体(1)的内壁上，底 部导流孔板(18)的中间位置设有导流通孔;该第三聚集分离器(17) 包括若干相互叠置的波纹分离盘(19)，该波纹分离盘(19)呈锥盘状且 盘面为波纹面，各波纹分离盘(19)以其波纹峰谷相错叠。
3、根据权利要求1或2所述的船用油污水叠盘聚集分离装置，其特征 在于：所述波纹分离盘(19)的波纹沿盘面周向延伸，该波纹锥形盘(19) 的中间设有通孔。
4、根据权利要求3所述的船用油污水叠盘聚集分离装置，其特征在于： 所述波纹分离盘(19)的盘面锥角β=15°～30°。
5、根据权利要求1、2或4所述的船用油污水叠盘聚集分离装置， 其特征在于：相邻的两波纹分离盘(19)的波纹峰谷相错叠而构成沿径 向布置的油污水通道，该油污水通道的最大高度为9mm～25mm。
6、根据权利要求1或2所述的船用油污水叠盘聚集分离装置，其特 征在于：所述筒体(1)顶部设置有筒盖(5)，该筒盖(5)呈球冠状 结构，废油排放口(3)设置于呈球冠状的筒盖(5)上。
7、根据权利要求1、2或4所述的船用油污水叠盘聚集分离装置， 其特征在于：所述波纹分离盘(19)的波纹锥盘板材包括盘板基材，以 及覆于该盘板基材上的疏油层。
8、根据权利要求7所述的船用油污水叠盘聚集分离装置，其特征在 于：所述波纹分离盘(19)的盘板基材为钢板，覆于盘板基材上的疏油 层材料为疏油疏水纳米材料或聚4氧化乙烯涂层。
说明书
船用油污水叠盘聚集分离装置
技术领域
本发明涉及油污水分离处理技术领域，尤其涉及船舶油污水的重 力分离装置。
背景技术
随着世界航运事业的快速发展，船舶吨位的迅猛增加，船舶废弃 物已成为不可忽视的海洋污染源，尤其是船舶含油压载水、洗舱水以 及机舱水等舱底油污水给海洋环保带来了巨大的压力，船舶油污水的 排放已成为海洋污染的一个重要因素。为此，国际海事组织和各国政 府相继出台了一系列海事法律法规，严格控制船舶污染问题。国际海 事组织海上环境保护委员会也将船舶在沿海和特殊区域排放舱底水的 含油量不超过15ppm的规定扩大到了所有的海域。因此，船用舱底油 污水处理装置成为强制配备执行的船舶污染处理设备。
现有的船用舱底油污水处理分离方法不外乎物理分离、化学分离 以及电化分离等三种方法，由于物理分离法具有简单方便、成本低廉、 无二次环境污染等显著优势而得到广泛的应用。重力分离又是物理分 离的主要方法。重力分离装置是利用油和水的密度差以及油水的不相 溶性，在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水的分离，分散在水 中的油珠在浮力的作用下缓慢地上浮、分层，油珠的聚集上浮以及上 浮速度是实现油水高效分离的重要因素。
根据美国哈真(Hazen)提出的浅池理论，颗粒沉降速度与沉淀面 积有关，且沉淀分离池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小，理论上 若用水平隔板将总高H分成n层，分离处理能力可以提高n倍。据此， 现有的油水重力分离装置大多采用多层水平隔板相隔叠置的结构型 式，这种结构能大幅度地提高设备的分离处理能力，减少分离设备所 占据的空间;相隔叠置的平板间所形成的油污水横向平行流道，有效 地减少了油滴的上浮距离，促使小而分散的油珠聚集并合成大油滴， 由于油滴的上浮速度又与油滴直径的平方成正比，因此，油滴直径的 增大，上浮速度则大大加快，有利于提高油水分离处理效率。
但在现有平板相隔叠加而构成的油水分离装置中，一方面由于油 水流道中的水流流线和过水断面总是恒定的，小而分散的油珠在流动 过程中保持不变的移动方向和速度，因而相互碰撞进而聚集的机率并 不高;再一方面这种平板结构也使得有限的分离装置空间内，难以达 到理想的比表面积，要增加比表面积就必然带来整个空间体积的扩大， 这显然对于空间十分宝贵的船舶来说是无法达到的，而比表面积的大 小又与油珠的聚集、长大、上浮直接关联。因此，现有的这种平板叠 置的结构严重影响着油水分离处理效果。因此，人们又将平板叠置的 结构改进成峰谷对置的波纹板结构，这种以波纹板峰谷相对叠置的波 纹板结构，在油水分离处理过程中，由于相邻波纹板变间距、变水流 流线，过水断面积也是变化的，因此油污水流的交替流动，使油珠间 增加了碰撞机率，从而促使小油珠聚集增大，加快油珠的上浮速度， 有利于油水分离效果的提升。
但是单向波纹板式结构，用于船舱底油污水处理分离装置中又存 在诸多明显的不足：首先由于航行在海上的船舶总会出现左右摇摆， 尤其是在遇有风浪时，船舶最大的摇摆角度可达到45°，也即船舶的 单侧可能倾斜22.5°，在这种情况下，单向倾斜波纹板的油水通道中 的油污水会出现倒流，斜板上聚集的油层不仅不能在斜板出口上浮， 而且会使油珠进一步分散变小，甚至乳化，以至无法借助重力来实现 油水分离。同时这样倒流或者顺流，也使得分离装置无法连续不间断 地进行工作。还由于船舶空间十分宝贵，油污水分离装置不可能占据 太大空间，这就使得油水分离通道的长度变得十分有限，大大制约了 油水分离处理效果，甚至无法实现油珠的聚集、分离。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种船用油污水叠盘聚集分离 装置，它不仅能有效地促使油珠的聚集变大，油污水分离效果好;而 且能在船舶摇摆环境下实现油水的连续分离处理。
为了解决上述技术问题，本发明的船用油污水叠盘聚集分离装置， 包括筒体以及设置于筒体上的油污水进口、废油排放口和分离水排出 口，在所述筒体内至少设置有第一聚集分离器和第二聚焦分离器，该 第一聚集分离器和第二聚集分离器分别位于导流孔板的上、下两侧， 该导流孔板的周边封闭地固定安装于筒体的内壁上，导流孔板的中间 位置设有导流通孔;所述第一聚集分离器的顶端设有顶部盖板，该顶 部盖板的周边与筒体内壁间留有间隙;所述第二聚集分离器的底部设 有导流盲板，该导流盲板的周边与筒体的内壁间留有间隙;第一聚集 分离器和/或第二聚集分离器包括若干相互叠置的波纹分离盘，该波纹 分离盘呈锥盘状且盘面为波纹面，各波纹分离盘以其波纹峰谷相错叠。
采用上述结构后，由于聚集分离器是由呈锥盘状结构的波纹分离 盘相互错叠而成，具有盘面锥角的分离盘的盘面在360°的回转方向 内均呈倾斜结构，即使在船舶摇摆倾斜的情况下，分离盘间的油污水 总是在一定方向上保持顺流状态，使得船舶发生任何方向的摇摆倾斜， 该油污水分离装置总保持着正常地、连续工作状况，船舶油污水在任 何情况下总能处于高效分离中。同时分离盘面的倾斜结构，又巧妙地 将现有的平流沉淀分离结构改变成斜板分离结构，申请人经过反复试 验对比，该结构较普通平流式分离结构的分离效果有了成倍的提高， 特别对散性油珠的分离去除效果更加显著;这种层叠结构又很好地运 用了浅池理论原理，在筒体体积不变的情况下，使分离器的分离处理 效果提高了层叠波纹锥盘数的倍数。又由于分离盘的锥盘面呈波纹状 结构，相邻分离盘的锥面波纹峰谷相互交错叠置而形成油污水分离通 道，该分离通道沿径向具有不同的截面积，其径向(通道长度方向) 的截面积从其中心向外侧逐渐变大，或者从外侧向中心逐渐变小，构 成波纹盘板的变间距，变水流流线，变过水断面的分离通道结构，在 该通道中油污水流呈扩散、收缩状态而交替流动产生了正弦脉动水流， 大大增加了油污水中油珠之间了碰撞机率，促使小而分散的油珠聚集 变大，加快了油珠的上浮速度，提升油污水的分离效果。还由于采用 了多组聚集分离器相邻设置的结构，使得在分离器中的油污水能从一 组聚集分离器曲折回转地流至另一组聚集分离器，这样一方面大大延 伸了油污水分离通道的长度，从根本上解决了船舶空间狭小而带来的 分离通道长度不足的缺陷，既能最大限度地利用船舶空间，又能确保 分离器的油水分离效果，确保分离器的高效工作;另一方面这种结构 在分离通道延伸长的同时，也大大增加了分离器油水界面的覆盖面积， 使得油水分离时间更加充分，油珠聚集、上浮效果更加理想，再一方 面，这种结构所形成的曲折油水分离通道，又进一步增加了油珠碰撞 聚集的效果，更有效地促进油珠并合长大，加速上浮分离，因此该结 构具有十分理想的油水分离效果。同时这种采用波纹状的锥盘分离结 构，不仅在设计理念进行了重大的突破，特别适用于船舶的油水分离 装置中，而且具有结构简单、制作维护方便的特点。
本发明的优先实施方式，在所述第二聚集分离器底侧的导流盲板 的下侧设置有第三聚集分离器，该第三聚集分离器的底部设有底部导 流孔板，该底部导流孔板的周边封闭地固定安装于筒体的内壁上，底 部导流孔板的中间位置设有导流通孔;该第三聚集分离器包括若干相 互叠置的波纹分离盘，该波纹分离盘呈锥盘状且盘面为波纹面，各波 纹分离盘以其波纹峰谷相错叠。在第二聚集分离器的下侧再增设第三 聚集分离器，又进一步延长了油水分离通道的长度，增加油水分离时 间，使油水分离路径更加曲折回转，故而油水中油珠的碰撞机率进一 步增加，油珠更加易于聚集变大，油水分离效果得到进一步提升。
本发明进一步实施方式，波纹分离盘的盘面锥角β=15°～30°。 采用该盘面锥角的角度范围后，既能适应在船舶摇摆环境下连续工作， 又能通过这种斜板结构增强油水分离效果。
本发明又一优先实施方式，相邻的两波纹分离盘的波纹峰谷相错 叠而构成沿径向布置的油污水通道，该油污水通道的最大高度为9mm～ 25mm。各波纹分离盘以其盘面的波纹峰谷相互交错叠置，从而在相互 错开对置的谷峰间形成径向的油污水分离通道;过小的通道高度虽能 在一定容积条件下具有较大的比表面积，但很容易形成油滴和气泡在 通道中的堵塞，反而使整个分离装置的工作效率下降;过大的通道高 度尺寸又会占用过大的空间，且使分离效率下降，不利于节省有限的 船舱空间，同时由于该油污水通道沿周向(通道宽度方向)的高度是 从零到最大再至零变化的。该油污水流道的最大高度应控制为9mm～ 25mm范围内具有理想的综合分离处理效果。
本发明的优选实施方式，所述筒体顶部设置有筒盖，该筒盖呈球 冠状结构，废油排放口设置于呈球冠状的筒盖上。球冠状筒盖结构， 使得分离的油品在球冠内得到进一步的聚集纯化，排出油品纯度更高， 甚至可以回用;同时，这种球冠状结构在排放油品时，也有利于油品 呈单一净品的排出，防止排放过程中油与水的再度混杂。
本发明的优选实施方式，所述波纹分离盘的波纹锥盘板材包括盘 板基材，以及覆于该盘板基材上的疏油层。波纹锥盘板材采用基材涂 覆疏油层的结构，加速了聚集油滴沿板面上浮速度，且在板面不留任 何油迹;尤其是板面表层的疏油材料还有效地防止增大油滴在分离通 道内的留滞，而形成的分离通道堵塞，确保了分离装置的高效工作。
