Отстойник для разделения эмульсий

Отстойник для разделения эмульсий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к отстойнику для разделения эмульсий и может быть использовано во всех отраслях промышленности для разделения эмульгированных жидкостей. Цель изобретения состоит в повышении эффективности разделения эмульсии и увеличении производительности аппарата. Эмульсия по подводящей трубе 6 поступает в распределительное устройство, выполненное в виде вертикального цилиндрического стакана 5, высота которого от среза подводящей трубы равна 0,8-1,2, а радиус 1-1,2 диаметра подводящей трубы и благодаря глухому днищу 7 меняет направление своего движения. В зоне сочленения вертикальной стенки стакана 5 и днища 7 благодаря образующейся там области малоинтенсивного движения жидкости происходит первичное отделение капель дисперсной фазы. Эмульсия, продолжая свое движение вверх, проходит снабженный стабилизаторами 9 потока жидкости участок стакана, профилированный воротник 11 и вытекает на границу раздела фаз, где происходит окончательное отделение капель дисперсной фазы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 01 D 17/00

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4067524/23-26 (22) 31.03.86 (46) 15.08.90. Бюл. № 30 (72) А. А. Васин, С. М. Мерман, А. Я. Бычков, И. И. Афанасьев, Л. Н. Чернышева, P. P. Шарф, Г. 1;. Приходько и И. P. Анохин (53) 66.066.6(088.8) (56) Заявка ФРГ № 1442455, кл. 12 d 1/02, 1969. (54) ОТСТОЙНИК ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ

ЭМУЛЬСИЙ (57) Изобретение относится к отстойнику для разделения эмульсий и может быть использовано во всех отраслях промышленности для разделения эмульгированных жидкостей. Цель изобретения состоит в повышении эффективности разделения эмульсии и увеличении производительности аппа„„SU„„. 1584975 A 1

2 рата. Эмульсия по подводящей трубе 6 поступает в распределительное устройство, выполненное в виде вертикального цилиндрического стакана 5, высота которого от среза подводящей трубы равна 0,8 — 1,2, а радиус 1 — 1,2 диаметра подводящей трубы, и благодаря глухому днищу 7 меняет направление своего движения. В зоне сочленения вертикальной стенки стакана 5 и днища 7 благодаря образующейся там области малоинтенсивного движения жидкости происходит первичное отделение капель дисперсной фазы. Эмульсия, продолжая свое движение вверх, проходит снабженный стабилизаторами 9 потока жидкости участок стакана, профилированный воротник 11 и вытекает на границу раздела фаз, где происходит окончательное отделение капель дисперсной фазы. 1 з. и. ф-лы, 3 ил, 1 табл.

1584975

15

Изобретение относится к устройствам для разделения эмульсий и может быть ис,. пользовано во всех отраслях промышлен> ности для разделения эмульгиров..нных жидкостей, в частности для отделения воды от циклогексана в производстве капролактама.

Цель изобретения — повышение эффективности разделения эмульсии и увеличение производительности аппарата.

На фиг. 1 изображен отстойник для разделения эмульсий, общий вид; на фиг. 2— распределительное устройство для ввода эмульсий, вид сбоку; на фиг. 3 — распреде, лительное устройство, вид в плане.

Отстойник (фиг. 1) содержит вертикаль! ный цилиндрический корпус 1, распределительное устройство 2, патрубок 3 для вывода легкой фазы, патрубок 4 для вывода тяжелой фазы.

Распределительное устройсТво 2 представляет собой вертикальный цилиндрический стакан 5, расположенный соосно с концом подводящей трубы 6 и имеющий глухое

,днище 7. В цилиндрической части стакана в месте ее стыковки с днищем 7 расположены ; дренажные отверстия 8. Цилиндрическая часть стакана 5 снабжена стабилизаторами

9 потока жидкости, представляющими собой вертикальные пластины, приваренные своими вертикальными сторонами к стакану 5 и подводят ей трубе 6. На обращенном в сторону границы 10 раздела фаз конце стакана 5 установлен профилированный воротник 11.

Аппарат работает следующим образом.

Эмульсия по подводящей трубе 6 поступает в вертикальный цилиндрический стакан 5, благодаря глухому днищу 7 меняет направление своего движения. При этом в зоне сочленения вертикальной стенки цилиндрического стакана 5 и днища 7, благодаря образующейся там области малоинтенсивного движения жидкости, происходит первичное отделение капель дисперсной фазы, которая через дренажные отверстия 8 вытекает в слой отстоявшейся фазы. Эмульсия, продолжая свое движение вверх, проходит снабженный стабилизаторами участок стакана, профилированный воротник и вытекает на границу раздела фаз, где происходит окончательное отделение капель дисперсной фазы. Расслоенные фазы выводятся из аппарата: легкая — через патрубок 3, тяжелая — через патрубок 4.

Высота стакана h от среза подводящей трубы равна 0,8 — 1,2, а радиус r — 1 — 1,2 диаметра d подводящей трубы. Днище стакана расположено на расстоянии а, равном

0,4 — 0,5 диаметра подводя<цей трубы, Выходная часть стакана снабжена профилированным воротником высотой b 1,0 — 1,5 диаметра подводяшей трубы. При этом образующая профили рова><ного воротника в зависимости от ди;>метров подводягцей трубы, распределительн<><.<> стакана и аппарата, 20

4 расстояния среза подводящей трубы до границы раздела фаз и высоты цилиндрической части распределительного стакана над срезом подводящей трубы описывается уравнением — h х — г

Н вЂ” h R — r где у — координата профиля по вертикали; х — координата по горизонтали;

h — высота цилиндрической части распределительного стакана от среза подводяшей трубы;

Н вЂ” расстояние от среза подводящей трубы до границы раздела фаз; — радиус цилиндрической части распределительного стакана;

R — радиус корпуса (начало координат расположено в центре среза подводяшей трубы) .

В таблице представлены экспериментальные данные, характеризующие достижение положительного эффекта при указанных соотношениях размеров.

Профиль воротника, определяемый уравнением, находят экспериментально по отстою воды в циклогексане. Кроме прототипа испытывают различные распределительные устройства. При этом профилированная поверхность воротника изготавливается с различной формой образующей (конической, по форме нижней поверхности свободной струи, по форме гиперболы).

Только при выполнении образующей профилированного воротника по форме параболы с определенными конструктивными соотношениями достигается наибольший эффект, сушественно уменьшаются возмущения, вносимые вытекающей эмульсией на зону отстоя и умсньшается повторное смешение тяжелой и легкой фаз. Эффективность предлагаемого устройства (минимальное содержание дисперсной фазы на выходе в, Я) при оптимальных геометрических соотношениях распределительного устройства отстойника существенно выше (е — ниже), чем в прототипе, даже при увеличении нагрузки на отстойник в 2 раза.

При очень узком диапазоне b/d (d диаметр подводящей трубы), равном 1,0—

1,5, наблюдается наиболее низкое содержание дисперсной фазы на выходе из отстойника. Причем выход за пределы этого диапазона в сторону больших значений b/d не дает увеличения эффективности и приводит к несколько худшим результатам. Аналогичная картина наблюдается по влиянию r — радиуса цилиндрической части распределительного стакана.

Что касается влияния а — расстояния от среза подводящей трубы до глухого днища вертикального цилиндрического стакана и Й вЂ” высоты цилиндрической части распределительного стакана от среза подводящей трубы, то можно отметить, что нижний, оптимальный предел соотношений а/d=0,4

1584975

5 и h/d=0,8 четко прослеживается. Уменьшение а/d лишь до 0,3 приводит к увеличению содержания дисперсной фазы на выходе из отстойника в 2,9 раза, а уменьшение 71/а до 0,6 приводит к увеличению содержания дисперсной фазы на выходе из отстойника в 2,3 раза.

Верхний предел отношений принят а/d=

=0,5 и 6/d=1,2. При этом исходят из того, что увеличение верхнего предела а/d и h/d не дает существенного снижения содержания дисперсной фазы на выходе из отстойника, приводя в то же время к увеличению габаритов аппарата и металлоемкости.

Описание профиля воротника математической формулой позволяет изготовить деталь с большой точностью на станке с числовым программным управлением.

Использование предлагаемой конструкции по сравнению с известной позволяет снизить содержание воды в циклогексане после отстойника до 0,012% вместо 0,1% при исходном содержании воды 0,5% или увеличить производительность отстойника в 2 раза. разделения эмульсии и увеличения производительности аппарата, распределительное устройство выполнено в виде вертикального цилиндрического стакана с радиусом, равным 1 — 1,2 диаметра подводящей трубы, высота стакана от среза подводящей трубы равна 0,8 — 1,2 диаметра подводящей трубы, днище стакана расположено на расстоянии от среза трубы, равном 0,4 — 0,5 диаметра подводящей трубы, цилиндрическая часть

10 стакана снабжена стабилизаторами потока жидкости, в примыкающей к днищу цилиндрической части стакана выполнены дренажные отверстия, а выходная часть стакана снабжена профилированным воротником высотой 1,0 — 1,5 диаметра подводящей трубы.

2. Отстойник по п. 1, отличающийся тем, что профилированный воротник выполнен с образующей, где начало координат расположено в центре среза подводящей трубы, 20 описываемой уравнением (Л) х — х где у — координата образующей по вертикали;

25 х — координата по горизонтали;

h — высота цилиндрической части стакана от среза подводящей трубы;

Н вЂ” расстояние от среза подводящей трубы до границы раздела фаз; — радиус цилиндрической части ста30 кана;

R — радиус корпуса.

Формула изобретения

1. Отстойник для разделения эмульсий, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, распределительное устройство для эмульсии с подводящей трубой, патрубки для вывода разделенных фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ры распределите:.ь1!îСодер:ка:I дисперсией

Пагрузк-:

l«3 х1

УР пп

Геометрические ра »rc го устройства

L 1раа11 на находе, О,1ОО

0,140 отстои нч1к

I I I l I1

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,3

0,4

0,7

0,5

0,3

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

1

1

1

1

1

1

0,8

1,2

?

П р 11 м е ч а и и е. cl — диаметр подподл111с, i трубы; а — расс: онние от

cpQза IIoJ3BQp3sIIIIcA трубы до Icлуког(7;t,!I»löë нсртикального цилиндрического стакана; Ь â€”;Ill(c7c;I про 11илив рованного воротника; остальные с бозначениа но тексту.

4

6

8

11

1 7

13

14

15 6

17

18

19

21

Известный

Прототип

Предлагае

0,6

0,8

1,О

1,2

1,5

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,О

1,О1 0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

i,о мый отстой

1

1

0,8

1,2

1,5

1

1

1

1

1

6

6

6

6

6

l>

6

1х

8

iG

0,032

О, О1С, 012

0,012

О,O;1

О,О28

0,013

0,022 о,o .

0, 0 i .! I о,n12

0,0!i

О,О11

О,О1

0,016

0,023

0,037

O,О(2

:,О 8

1584975

Составитель О. Калякина

Редактор И. Касарда Техред A. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 2286 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж вЂ” 35, Рау нская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Г1атент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101