原质三相分离机及分离方法与流程

本发明属于三相分离领域，具体涉及一种原质三相分离机及分离方法。

背景技术：

1、“原质三相分离机”的主要功能是对含有水、油(或其它有机容液)、固体物的混合物进行处理，将混合物中的水、油、固体物分别从“三相分离机”中分离出来，获得较为干燥的固体颗粒物、油和水。因其特殊的气相、液相、固相分离技术能力，故称其为“三相”分离机，其在工作温度下并不改变混合物中原有的固体和不同类液体的基本属性，所以可称之为“原质三相分离机”。

2、cn201611176683.1披露了一种油水固三相离心分离单元，其在罐体底部设置排污管，以分离固相；通过设置第一固体过滤器、排水阀门和超亲水膜过滤器，以分离水相；通过设置第二固体过滤器、排油阀门和超疏水膜过滤器，以分离油相。前述公开专利，采用无动力的沉降方式进行分离，适用于混合物中固体较少的情况，不适用于混合物中固体较多的情况，当混合物中固体较多时，固体会堵塞第一固体过滤器和第二固体过滤器，而无法实现三相分离。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，本发明的第一个目的是提供一种原质三相分离机，本发明的第二个目的是提供一种基于前述原质三相分离机的分离方法。

2、为达到上述第一个目的，本发明采用如下技术方案：原质三相分离机，包括顶部具有进料口的罐体，罐体上还设有气体出口、出液口和固料出口，出液口和固料出口设在罐体底部并相互隔离，罐体中设有能够对罐体内混合物进行加热的加热单元，罐体中安装有离心分离单元，离心分离单元具有一个或两个分离层级；当离心分离单元具有一个分离层级时，水、有机溶液和固体的原始混合物经进料口进入离心分离单元，离心分离单元工作在第一转速、同时加热单元工作在第一温度状态，第一温度高于水的沸点低于有机溶液的沸点，原始混合物中的液体被离心分离单元趋动分离、并在加热单元的作用下水被气化为水蒸气从气体出口排出；然后离心分离单元工作在与第一转速相同或不同的第二转速，加热单元工作在第二温度状态，第二温度高于第一温度，在离心力和温度的作用下，剩余混合物中的有机溶液能够分离并从出液口排出，剩余的固体物从固料出口排出；当离心分离单元具有两个分离层级时，水、有机溶液和固体的原始混合物经进料口进入罐体的离心分离单元中的第一分离层级，离心分离单元第一分离层级工作在第一转速、同时加热单元工作在第一温度状态，第一温度高于水的沸点低于有机溶液的沸点，原始混合物中的液体被离心分离单元趋动分离、并在加热单元的作用下水被气化为水蒸气从气体出口排出；然后剩余混合物进入第二分离层级并工作在第二转速，加热单元工作在第二温度状态，第二转速与第一转速相同或不相同，第二温度高于第一温度，在离心力和温度的作用下，剩余混合物中的有机溶液能够分离并从出液口排出，剩余的固体物从固料出口排出。

3、上述技术方案，通过设置加热单元使得罐体为蒸馏罐体，以将离心分离单元趋动分离的水气化为水蒸气排出，实现水的分离；水和有机溶液的沸点和密度不同，通过调整加热单元的温度和/或调整离心分离单元的转速可实现水和油液的分离，最后剩余的固体物从固料出口排出，实现固体物的分离；而且当设置两个分离层级时，分离水的分离层级位于最上方，使得先分离出的水离罐体底部的距离较远，保证水在落入罐体底部之前便气化为水蒸气。本发明在不改变物质原有属性的前提下，有效实现混合物(废物)的资源化分类回收利用。

4、在本发明的一种优选实施方式中，分离层级的侧壁上具有供液体排出的排液通道，在离心力的作用下，混合物中的液体能够从排液通道甩出并飞溅至罐体内壁上。

5、上述技术方案，分离层级的侧壁用于阻挡混合物中固体物的甩出，排液通道用于离心力作用下，液体(水或者有机溶液)从离心分离单元分离。

6、在本发明的一种优选实施方式中，一个分离层级包括位于罐体中的沿罐体高度方向间隔设置的至少一个分离旋转盘、以及驱动分离旋转盘旋转的旋转驱动机构，分离旋转盘的外壁与罐体内壁之间具有间隙，分离旋转盘的外周固接有环形的桨叶，分离旋转盘上设有出料口，出料口处设有出料阀；排液通道为周向间隔设在桨叶上的竖向延伸的若干排液缝隙；或者桨叶包括周向间隔分布的若干子桨叶，相邻子桨叶之间的缝隙为排液通道。

7、上述技术方案，分离旋转盘和桨叶形成上端开口的容器，用于容纳进入其中的混合物，桨叶上的排液缝隙或相邻桨叶之间的缝隙为排出离心分离的液体的通道，通过设置出料口和出料阀，便于容器中物质的排出。当一个分离层级的分离旋转盘为两个及以上时，可实现多级分离以提高分离效果、或同时分离以提高分离效率。

8、在本发明的一种优选实施方式中，旋转驱动机构包括设在罐体下方的旋转电机，旋转电机的输出轴同轴固接有伸入罐体中的中心轴，所有分离旋转盘同轴固接在中心轴上；中心轴从罐体的底部贯穿罐体顶部设置，中心轴与罐体底部和罐体顶部之间均设有轴承。

9、上述技术方案，所有分离旋转盘由同一个旋转电机驱动，结构简单，利于旋转驱动机构空间的布置；中心轴从罐体的底部贯穿罐体顶部设置，罐体顶部对中心轴上端进行限位，避免中心轴弯曲，而且在中心轴的两端设置轴承，使得中心轴的旋转更顺畅。

10、在本发明的一种优选实施方式中，罐体内的底部固接有环形的隔离环，分离出的有机溶液下落至隔离环与罐体内壁之间的罐体底部，出液口与隔离环和罐体内壁之间的罐体底部区域连通，固料出口与隔离环以内的罐体底部区域连通；和/或加热单元包括环设在罐体外或嵌设在罐体侧壁中的电磁加热器或电阻加热丝。

11、上述技术方案，通过设置隔离环，使出液口和固料出口相互隔离，使分离出的有机溶液与固体物分开；加热单元环绕罐体设置，加热温度更均匀。

12、在本发明的另一种优选实施方式中，离心分离单元的下方还设有用于排出固料的出固料桨叶，出固料桨叶连接有驱动其转动以将罐体底部的固体物刮至固料出口的旋转驱动机构。

13、上述技术方案，出固料桨叶为刮料片，刮扫罐体底部的固体物，利于固体物从固料出口快速排出。

14、在本发明的另一种优选实施方式中，出固料桨叶与离心分离单元同轴、并由一个驱动机构驱动旋转。

15、上述技术方案，采用一个驱动机构同时驱动出固料桨叶与离心分离单元，电器少，故障率低，成本低，且便于罐体类零部件的布置。

16、在本发明的另一种优选实施方式中，当排液通道为周向间隔设在桨叶上的竖向延伸的若干缝隙时，所有桨叶的俯仰角度均可调节，分离有机溶液时的桨叶的俯仰角度大于分离水时的桨叶的俯仰角度；桨叶包括沿分离旋转盘的外周周向分布的多个瓣片，排液缝隙设在瓣片上，瓣片的下端通过销轴与分离旋转盘转动连接，相邻两个瓣片之间以及瓣片下端与分离旋转盘之间通过膜布密封连接，分离旋转盘的上端铰接有伸缩杆，伸缩杆的上端与瓣片内侧铰接，通过伸缩伸缩杆，瓣片的俯仰角度可调节。

17、上述技术方案，有机溶液的密度小于水，分离有机溶液时的桨叶的俯仰角度更大，利于有机溶液的排出；桨叶的俯仰角度可调节，以根据混合物中水含量或有机溶液含量调节俯仰角度，利于水和有机溶液的分离。桨叶由多个瓣片组成，通过伸缩伸缩杆，便可调节每个瓣片的俯仰角度，以调节桨叶的俯仰角度；而且瓣片之间由膜布连接，保证桨叶为环形，可阻挡固体物被甩出。

18、为达到上述第二个目的，本发明采用如下技术方案：原质三相分离机的分离方法，包括如下步骤：

19、s1，检测水、有机溶液和固体的原始混合物中水分含量，调节离心分离单元转速和/或加热单元的温度，调节分离水的桨叶的俯仰角度，当水分低于阈值时，进行有机溶液的分离；

20、s2，检测有机溶液和固体的混合物中有机溶液含量，调节离心分离单元转速和/或加热单元的温度，调节分离有机溶液的桨叶的俯仰角度，当有机溶液含量低于阈值时，剩余的固体物从离心分离单元排出。

21、上述技术方案，根据水和有机溶液的沸点不同，加热单元采取不同的温度以使沸点低的水先气化而排出，沸点高的有机溶液顺着罐体内壁排至管底而排出；根据水和有机溶液密度的不同，设置不同的转速以将水和有机溶液分别分离，有机溶液的密度小于水，分离有机溶液时的桨叶的俯仰角度更大，利于有机溶液的排出。

22、在本发明的另一种优选实施方式中，调节分离水的桨叶的俯仰角度α的方法为：

23、α＝α0+α1η

24、其中，α0为分离水的桨叶的初始俯仰角度，α1为分离水的桨叶的调整系数，η为水、有机溶液和固体的原始混合物中水分含量；

25、调节分离有机溶液的桨叶的俯仰角度β的方法为：

26、β＝β0+β1δ

27、其中，β0为分离有机溶液的桨叶的初始俯仰角度，β0大于α0，β1为分离有机溶液的桨叶的调整系数，β1小于α1，δ为有机溶液和固体的混合物中有机溶液含量。

28、上述技术方案，根据原始混合物中水含量的多少来调节桨叶的俯仰角度，水含量高时，分离水的桨叶的俯仰角度更大，利于水的快速分离；根据混合物中有机溶液含量的多少来调节桨叶的俯仰角度，有机溶液含量高时，分离有机溶液的桨叶的俯仰角度更大，利于有机溶液的快速分离。

29、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。