Устройство для разделения гетерогенной системы

Устройство для разделения гетерогенной системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть эффективно реализовано там, где необходимо разделять гетерогенные системы, состоящие из несмешивающихся компонентов, например воды и нефтепродуктов. Цель изобретения - повышение эффективности и интенсификации процесса разделения смеси на исходные компоненты, например воду и нефтепродукты. Устройство для разделения гетерогенной системы содержит корпус, разделенный перегородками на камеры предварительного разделения /ПР/: входную, отстойную и выходную. Камера ПР состоит из шламосборника в виде усеченной пирамиды с патрубком отвода твердой фазы, диффузора, в нижней цилиндрической части которого тангенциально установлен патрубок подвода исходной смеси, и расположенного над диффузором пакета коалесцирующих элементов. В отстойной камере размещен коалесцирующий фильтр. К верхним кромкам перегородок первой и третьей по ходу потока жидкости прикреплены лотки стока, установленные в входной и выходной камерах соответственно. В верхней части корпуса размещены источники лучистой энергии и патрубки отвода газа. Устройство оснащено средствами сбора нефтепродукта с поверхности жидкости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (?1) 4386089/31-26 (22) 01.03.88 (46) 15.01.90. Бюл. У 2 (71) Дальневосточный политехнический институт нм. В.В.Куйбышева (72) В.М.Суменков, Р.В.Якубовский, В.М.Шкловский, В.И.Крон, Н.Г.Ильяшенко, В.Ф.Юхименко и О.П.Ковалев (53) 628.314.2 (088.8) (56) Патент США У 3844743, кл. В 01 D 17/04, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННОЙ СИСТЕИЫ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть эффективно реализовано там, где необходимо разделять гетерогенные системы, состоящие из несмешивающихся компонентов, например воды и нефтепродуктов. Цель изобретения — повышение эффективности и интенсификации процесса разделения смеси на исходные компоненты, например воду и нефтепродукты. Уст. Я0 1535838 А 1 (51)5 С 02 Г 1 40 В 01 D 17/02

2 ройство для разделения гетерогенной системы содержит корпус 1, раэделенныи перегородками из камеры предва" рительного разделения (ПР): входную, отстойную и выходную. Камера ПР состоит из шламосборника в виде усеченной пирамиды с патрубком отвода твердой фазы, диффузора, в нижней цилиндрической части которого тангенциально установлен патрубок подвода исходной смеси, и расположенного над диффузором пакета коалесцирующих элементов, В отстойной камере размещен коалесцирующий фильтр ° К верхним кромкам перегородок первой и третьей по ходу потока жидкости прикреплены лот- а ки стока, установленные в входной и

Ю выходной камерах соответственно. В верхней части корпуса размещены источники лучистой энергии и патрубки С отвода газа. Устройство оснащено средствами сбора нефтепродукта с поверхности жидкости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1535838

Устройство относится к разделению гетерогенной системы, содержащей воду и органические жидкости, например нефтепродукты, растительные масла и др., и может быть использовано в теп" лоэнергетике, нефтедобывающей ". перерабатывающей промьппленности, машино

; строительной и металлургической отраслях, но наиболее эффективно оно может 0 быть использовано на судах морского и речного флота.

Цель изобретения — повьппение эффективности и интенсификации процесса разделения. 15

На фиг. 1 показана общая схема разделения гетерогенной системы; на фиг. 2 — устройство первичного нагрева и разделения; на фиг. 3 — устройство для разделения гетерогенной

5 системы, общий вид.

Схема судовой установки по очистке нефтесодержащих вод (фиг. 1) включает сборную цистерну 1 нефтесодержащих вод,- перекачивающий насос 2, первич- 25 ный подогреватель 3 и разделитель нефтесодержащих вод, промежуточную отстойную емкость 4, устройство 5 для разделения нефтесодержащих вод, клеммы 6 подачи электроэнергии, насос 7 отвода газов, емкость 8 для отделенного нефтепродукта, насос 9 отвода воды, контрольно-измерительный блок 10.

Устройство первичного нагрева и разделения (фиг. 2) содержит корпус

11, патрубок 12 подвода жидкости, напорные трубки 13 орошающего устройства, пластины 14, сборник 15 жидкости, патрубок 16 отвода.

Устройство для разделения гетерогенной системы, преимущественно нефтесодержащих вод (фиг. 3), содержит корпус 17, разделенный перегородками 18 — 20 на камеры предварительного разделения 21, входную 22, отстойную 45

23 и выходную 24. Камера 21 предварительного разделения состоит иэ шламосборника 25, выполненного в виде усеченной пирамиды с патрубком 26 отвода твердой фазы, диффузора 27, в ниж- 50 ней цилиндрической части которого тангенцйально установлен патрубок 28 подвода исходной смеси, и расположенного под диффузором пакета коалесцирующих элементов 29, выполненных в виде гоф- 5S рированных пластин с верхней кромкой, расположенной на уровне верхней кромки переливной перегородки 18, соединенной с днищем и боковыми стенками корпуса. В остойной камере 23 между перегородками 19 и 20 размещен коалесцирующий фильтр 30, при этом первая по ходу потока перегородка 19 установлена с зазором к днищу а вто) рая перегородка 20 закреплена на днище. К верхним кромкам перегородок 19 и 20 прикреплены вогнутые лотки 31 стока жидкости, установленные в входной 22 и выходной 24 камерах соответственно. В верхней части корпуса размещены источники 32 лучистой энергии и патрубки 33 отвода газа. В камерах

22 и 24 расположены средства 34 сбора нефтепродуктов с поверхности жидкости.

В нижней части отстойной камеры 23 расположен шламовый сборник 35 с патрубком 36 отвода осадка. Дпя отвода воды и нефтепродукта служат патрубки 37 и 38 соответственно.

Установка по очистке нефтесодержащих вод работает следующим образом.

Из сборной цистерны 1 нефтесодержащие воды насосом 2 подаются в подогреватель 3, в котором используется тепло уходящих дымовых газов энергетической установки, Подогреватель работает следующим образом.

Насос 2 подает к патрубку 12 нефтесодержащие воды, которые под давлением поступают к патрубкам 13, и из орошающих устройств подаются на пластины 14, на которых образуется тонкая пленка жидкости, стекающая вниз под силами гравитации. Между пластинами пропукается газ энергетической установки. Конвективное тепло направлено в сторону тонкой пленки, а в самой пленке образуется градиент плотности с его увеличением от пластины к поверхности пленки и градиент скорости с его увеличением от пластины к поверхности пленки. При тепловом нагреве нефтепродукта поверхностные и вязкостные силы резко уменьшаются, поэтому верхняя часть сферы расплывается по поверхности жидкости. Это очень важный момент в разделении нефтесодержащих вод на исходные компоненты, так как увеличение площади эа счет изменения форм сферы ведет к тому, что частичка нефтепродукта, разлившаяся по поверхности воды, снова в ее обьем не уйдет. т.е. произошло разделение несмешивающихся компонентов

1. Устройство для разделения гетерогенной системы, содержащее корпус, входную и выходную камеры и отстойную камеру с коалесцирующим фильтром, образованную перегородками, первая по ходу потока перегородка установлена с зазором к днищу, а вторая закреплена на днище, патрубки подвода гетерогенной системы и отвода воды, нефтепродукта и газа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и интенсификации процесса разделения, оно снабжено переливной перегородкой, соединенной с днищем и боковыми стенками корпуса с образо5

15358 нефтесодержащих вод на их исходные компоненты: воду и нефт -продукты, Сажа и эола из дымовых газов играют роль концентратора-коагулятора нефтепродуктов в общей массе нефтесо5 держащих вод, т.е ° эти включения играют положительную роль в общем процессе разделения несмешивающихся компонентов гетерогенной системы.

Жидкость после ее нагрева и первичного разделения попадает в промежуточную емкость 4 отстоя. В емкости 4 происходит отделение прокоагулировавших частиц и слив нефтепродукта из емкости 4 в емкос > 8 сбора нефтепродуктов. Твердая взвесь в емкости 4 отделяется за L ÷åт гравитационного отстоя и отводится. Сажа попадает вместе с нефтепродуктом и в смеси со 20 стандартным топливом происходит ее дальнейшее выгорание в топке котла °

Выделение газовой фазы осуществляет в емкости 4 как бы флотационный режим работы. 25

После отстоя и достижения определенного уровня в емкости 4 гетерогенная система поступает в предварительное и окончательное устройство 5 разделения, собранное в блоке, который обслуживается насосом 7 отвода газов, насосом 9 отвода воды и клеммами 6 подачи электроэнергии к источникам лучистой энергии.

Устройство работает следующим образом.

Гетерогенная система по патрубку

28 подвода поступает в камеру 21 предварительного разделения. Подвод жидкости осуществляется тангенциально в цилиндрическую часть диффузора 27, где во время закрутки потока отделяется твердая фаза, которая выпадает в шламосборник 25 и оттуда отводится по патрубку 26. По расширяющейся части диффузора 27 жидкос ть поступает в пакет коалесцирующих элементов 29, выполненных из гофрированного материала. За счет давления жидкости над камерой 21 образуется вал избыточной жидкости, с которого по лотку 31 с радиусом кривизны R = 300 мм формируют течение жидкости тонкой пленкой.

Конец лотка 3 1 должен быть установлен так, чтобы жидкость, стекающая с него и имеющая запас кинетической энергии, растекалась по чистой жидкости, залитой предварительно н объем. В верхней части корпуса 17 уста38 6 новлены источники 32 лучистой энергии. В конце входной и выходной камер установлены средства 34 для сбора и отвода выделившихся из тонкой пленки нефтепродуктов. Корпус 17 в верхней части имеет патрубки 33 отвода газа. Жидкость, исходя из принципа сообщающихся сосудов, начинает перетекать иэ входной в выходную камеры за счет разницы уровней в них и под действием гравитационных сил. Отстойная камера внизу имеет шламовый сборник 35, а в верхней части заполнена коалесцирующих фильтром 30, например это могут быть листы паралона или насыпной сферический материал, подающийся регенерации. Корпус 17 в Нижней части имеет.,патрубки отвода 37 и нефтепродукта 38.

Разница между воздействием конвективной и лучистой энергии на разделение нефтесодержащих вод заключается в том, что конвективная энергия воспринимается всей поверхностью тонкой пленки, а лучистая энергия действует выборочно, т.е. только на те точки нефтепродукта, которые появляются у поверхности и на поверхности пленки жидкости, тем более жидкость в окончательном объеме практически чистая.

Коалесцирующие фильтры из поролона не являются самым лучшим коалесцирующим материалом, так как поры его велики относительно микронных включений сферических частиц нефтепродуктов, но его применение целесообразно, так как данный материал является легким и удобным для хранения, при этом он поддается регенерации и доступен как материал снабжения.

Формула изобретения

1535838 ванием камеры предварительного разделения, содержащей шламосборник в виде усеченной пирамиды с патрубком отвода твердой фазы диффуэор и разУ

5 мещенный над ним пакет коалесцирующих элементов, верхняя кромка которых расположена на уровне верхней кромки переливной перегородки, лотками, прикрепленными к верхним кромкам переливных перегородок, установленных в входной и выходной камерах соответственно, и расположенными в камерах источниками лучистой энергии и средствами сбора нефтепродуктов, при этом вторая перегородка имеет высоту, меньшую высоты переливной перегородки, а патрубок подвода гетерогенной смеси установлен тангенциально в нижней части диффузора.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что коалесцирующие элементы выполнены в виде гофрированных пластин.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что лотки выполнены вогнутыми в сторону нижней части корпуса с радиусом кривиэны К 300 мм.

1535838

Составитель Т.Леднева

Корректор В.Кабаций

Подписное

Редактор Н.Киштулинец Техред М.Дидык

Тираж 785

Заказ 82

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произвопственна-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101