一种基于文丘里效应的海上溢油回收气浮处理装置技术领域
本发明涉及的是一种海上溢油的处理装置。
背景技术
从墨西哥湾漏油，到大连油管爆炸漏油，到渤海湾漏油事件，漏油事故频
发，引起广泛关注。油在海洋环境中的存在形式不外乎三种：漂浮在海面的油
膜、溶解后的分散状态、凝聚后的残余物。浮在海面的油膜是海洋生物及周边
野生动物的第一杀手，大量的油泄漏在海上，一时难以挥发和溶解，再被大风
吹到岸边，便可以形成半米甚至是一米厚的油膜。不透明的油膜降低了光的通
透性，影响海区的海空物质交换，从而使海洋产氧量减少，海洋生物多被窒息
而死。其对周边海洋渔业，特别是贝类及养殖业是毁灭性的，海上旅游业、海
上矿业和海上交通业等也都将受到严重损害。此外，水中含有溶解的未浮集在
表面的油，在流向下游过程中会对沿岸居民饮水造成安全隐患。海上漏油一般
处理方法是第一时间于事发地设置围栏，再采取相应净化措施。但由于海上的
风浪较大，有时即便建了围栏，也未必能够封住，还会有很多油泄漏出去。为
防止及减少乃至消除水域污染,除需要加强管理外，必须采取一些工程措施，如
配置吸油船、栏油栅等。此外还可采用人工回收及采用吸油材料、油处理剂、
沉降处理、燃烧处理等手段对溢油进行处理。这些方法都是目前解决漏油问题
行之有效的方法。现有的机械设备远远满足不了有效控制海上漏油事故的需要。
因此,研究海上浮油收集和处理方法,高效快速地清除海上溢油,具有重要意
义。现有的海上溢油处理装置存在效率低、系统性差、应变能力弱等缺陷，比
如采用人工方法回收周期较长、效率较低，采用大型机械装置能耗大、操作复
杂，采用化学方法会对油成分产生影响，为重回收利用带来困难。此外，对于
油层已经很薄的海面及悬浮油颗粒，以上设备包括人力都束手无策，故不能及
时排除海上溢油事故带来的危险,也不能有效应对不同类型的溢油事故。
发明内容
本发明的目的在于提供解决传统的海上溢油处理装置存在效率低下、系统
性差、应变能力弱等问题的一种基于文丘里效应的海上溢油回收气浮处理装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种基于文丘里效应的海上溢油回收气浮处理装置，其特征是：包
括分离箱、分离系统，所述分离箱为长方体结构，分离箱里分别安装L型溢油
斜坡、油隔离板、连通器隔离板和带孔消能板，L型溢油斜坡位于分离箱的前
方面板的中上部，L型溢油斜坡的一个横板伸出至分离箱外，油隔离板悬在分
离箱里，其三个边分别与分离箱的顶面以及两个侧面面板相接触，连通器隔离
板位于油隔离板和分离箱后方面板之间并固定在分离箱底面面板上，连通器隔
离板的三个边分别与分离箱的底面以及两个侧面面板相接触，带孔消能板固定
在分离箱中下部，分离箱后方面板的中部设置有电磁继电器和由电磁继电器控
制的出水管，出水管伸入至分离箱里，伸入的部分位于连通器隔离板和分离箱
后方面板之间，在油隔离板和连通器隔离板之间放置随液面上升或下降的下浮
体，所述分离系统包括混合箱体，混合箱体的进口端设置混合物输入管，混合
箱体的出口端设置分流管，分流管上设置混合物上升管，分流管位于分离箱的
下方，混合物上升管伸入至分离箱里并位于带孔消能板下方，混合物输入管连
接文丘里管的输出口，文丘里管的出风口通过输气管与气泵相连，文丘里管的
喉部连接溢油吸收管，溢油吸收管的末端连接上浮体。
本发明还可以包括：
1、所述的分流管至少包括两根，分流管上均匀设置混合物上升管，混合物
上升管与带孔消能板的孔相互错开。
2、所述的下浮体上安装上铜片，下浮体随分离箱里的液面上升后，当铜片
接触电磁继电器的触点，电磁继电器打开出水管，当液面下降，铜片离开电磁
继电器的触点后，电磁继电器关闭水管。
本发明的优势在于：利用文丘里喉部的真空收集管道收集浮油的收集方法
克服了传统吸油管道对吸入流体介质不能掺气等苛刻运行工况的要求，运行有
保障；利用气泵产生的气体，经文丘里管破碎，采用气浮法利用气泡—絮体共聚
体凝聚油滴，从而高效分离油与海水；装置原理简单，结构紧凑，易于操作。通
过简单的电路实现液面自动调节从而控制整个油水分离系统。
附图说明
图1为分离箱部分的透视图；
图2为分流系统结构示意图；
图3为本发明的局部示意图；
图4为本发明的结构示意图；
图5为本发明的立体示意图；
图6为上浮体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～6，本发明主要包括L型溢油斜板1、分离箱2、油隔离板3、电
磁继电器4、出水管5、连通器隔离板6、带孔消能板7、混合物上升管8、分
流管9、混合箱体10、混合物输入管11、文丘里管12、溢油吸收管13、输气
管14、气泵15、下浮体16、上铜片17、浮体18。
本发明根据不同尺寸的承载平台，设计相应大小的分离箱2的尺寸(长*
宽*高)和采用相应的组成材料，宜为正方体，以便于其他结构的布置。分离箱
2前方面板的中上部设置L型溢油斜板1，该板的角度大于90度，L型溢油斜
板1的最高点略低于分离箱2的最高点，L型溢油斜板1的水平段为一长的出
油孔，出油孔可与储存油的装置相连接。分离箱2的后部分布置油隔离板3，
油隔离板3的最高点和分离箱2的最高点相齐，下方不与分离箱2的底部接触，
留有一定的高度。连通器隔离板6布置在油隔离板3后方的小段距离，连通器
隔离板6的底部与分离箱2的底部接触一起，上方应低于分离箱2的高度，使
分离箱2形成一个连通器结构。在分离箱2的后面板的中部布置有电磁继电器
4和出水管5，在实际运行时有载有上铜片17的下浮体16位于油隔离板3和连
通器隔离板6之间，随液面升高上浮至接触位于电磁继电器4外部的上极板两
触点，形成闭合回路电路接通，磁继电器4连入电路，开启电磁阀开关工作，
调节出水口管5的球阀，使进出口流速维持大致相当，装置内液面维持恒定，
集油槽中不断有油流入。当油高度达不到设计水位即电路断开。
分离箱2下方布置分流系统，在箱下方根据箱体底面积的大小均匀布置多
个混合物上升管8，上升管8上方与分离箱2的底部连通，保证油水进入分离
箱2内，同时混合物上升管的位置应避开带孔消能板7的孔，带孔消能板7布
置在分离箱2内，且距离混合物上升管8上部一定的距离。一列混合上升管8
下方连接在混合物输入管11上，在分离箱2下方布置多个混合物上升管8，一
列混合物上升管8布置在一个混合物输入管11上，在考虑分离箱2的宽度，布
置一定数量的混合物输入管11，多个混合物输入管11末端连接在混合箱体10
上，混合箱体10后方连接混合物输入管11。
混合物输入管11后方连接到文丘里管12的输出口，文丘里管12的出风口
通过输气管14与气泵15连接，文丘里管12喉部与溢油吸收管13连接，并在
溢油吸收管13的末端装上浮体18。
本发明主要由两大部分所组成的：文丘里管收集系统、自动溢油分离系统。
一、文丘里管收集系统：
文丘里管收集系统采用文丘里喉部的真空收集管收集海上浮油。该系统位
于双体船尾两边,一艘船可配备多个收集装置，实现海面浮油的初步收集,配合
内部的气泵达到高效收集浮油的目的。
该装置由动力装置(文丘里装置、气泵)、采集装置(软管、浮体)组成。
通过气泵将存在于外部的气体吸入到文丘里的收缩管中，而后流速增大，进入
喉管时流量达到最大值。然后，气体压力降低，产生吸附作用，使海面上的油、
水空气通过软管进入扩散管，到达油水处理装置内。利用气泵使文丘里管内充
满高速流动的气体，当它流经文丘里管时，流速将在文丘里管道喉部形成局部
收缩，因而流速增大，压力降低，于是在文丘里管喉部前后产生了压差，流体
流量越大，产生的负压愈大，越容易吸附海面上的浮油。
二、油水分离系统
总体装置分为进油水构件(多个分流器)、油水分离区构件、集油构件、自
动调节区构件、出水构件五个部分。
2.1进油水构件
油水混合物里面掺杂大量气体，油、海水、空气经过文丘里管后，先进入
分离系统下方的分流器，将大股油水细分为若干小流量的支流，从而进入油水
分离区构件的下方。
2.2油水分离区构件
由于海水中富含大量多种正负粒子，如硫酸根离子：2740mg/L,钾离子：
410mg/L,镁离子:1310mg/L，碳酸氢根离子：152mg/L等，同时海水呈弱碱性，
更有利于絮体的形成。利用加压的溶气水释放出大量气泡，这些气泡在水流扰
动作用下与原水中的絮体相接触并发生相互作用。其中一部分气泡以絮体为核，
直接在絮体表面生成和长大，另一部分气泡通过接触粘附与絮体相互结合。大
量气泡悬浮在水中，增加了水中的粒子浓度，同时，气泡作为接触介质，通过
碰撞与相互作用粘附在絮体表面，吸附在气泡表面的絮体在表面力作用下继续
长大并与更多的气泡相粘附。气泡-絮体共聚体在上浮过程中能够拦截水中的粒
子，使其随共聚体一起上浮，从而进一步改善出水水质。理想的带气絮体应该
将气泡包含在絮体内部，这种絮体在上浮过程中，气泡不会脱落，并继续并大
成长，在成为浮渣后也不轻易下沉。
利用上述原理，在分离箱下方安放消能板，油、水气从接头进入，打在板
上消能，减缓流速；上部排布均匀圆孔。在气泡-絮体共聚体在上浮过程中，本
身被冲击分散的油滴会不断地聚集在共聚体上，成为浮渣，进入另一系统。
2.3集油构件
两侧设斜板，一侧集油。在水的静压作用下，促使已上浮的油珠沿斜面上
升汇集，并依靠自重流入油槽，排出装置外。同时，因有斜板，使液面口径变
小，油层变厚，防止水随油入槽影响分离效果。
2.4自动调节区构件
采用连通器原理，装置中部隔水板作用使两侧形成连通器，在装有同种液
体的情况下两侧液面相平，由于油水分离区一侧上方油层积聚有油水两种液体，
而自动控制区部分仅残留极少数油(浮集在泡沫电极板下方)因而两侧液面存
在差异，设置螺杆固定，根据区域油的种类及多少调节上极板位置。载有铜片
电极的下极板随液面升高上浮至接触上极板两触点，形成闭合回路电路接通，
继电器连入电路，开启电磁阀开关工作，调节出水口处球阀，使进出口流速维
持大致相当，装置内液面维持恒定，集油槽中不断有油流入。当油高度达不到
设计水位即电路断开。这样便可实现自动连续工作。
2.5出水构件
出水口与喷水推进器连接，使油水分离后的水能直接排出。