SU1416444A1 - Сепаратор дл очистки судовых нефтесодержащих вод от нефтепродуктов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к очистке нефтесодержащих вод от нефтепродуктов на судах и буровых платформах. Целью изобретени   вл етс  повышение качества очистки нефтесодержащик вод от нефтепродуктов за счет предотвращени  заноса загрузки механическими примес ми. Сепаратор состоит из корпуса 1, имекщего дно 2 и крышку 3. Б корпусе выполнен отстойник 11 и фильтр, образованный концентрично установленными цилиндрическими перегородками 8 и 10. Фильтр разделен перегородкой 9 на полости 13 и 14, в которых размещена коалесцируннца  загрузка . Между отстойником 11 и центральной полостью 15 размещен завих- ритель 21 потока со сборником (С) 22. механических примесей. Вьюод очищенной воды осуществл етс  по патрубкам 6. Вода, содержаща  нефтепродукты и мехпримеси, в процессе движени  по отстойнику 11 освобождаетс  от крупнодисперсной части нефтепродукта . Завихритель 21 обеспечивает создание в потоке центробежной силы, под действием которой из потока выдел ютс  мехпримеси и обеспечиваетс  дополнительна  коалесценци  нефтепродукта . Выделенные мехпримеси оседают в С 22. Укрупнение мелкодисперсного нефтепродукта обеспечиваетс  коалес- цирующими насадками в полост х 13 и 14. 2 3.п. ф-лы, 2 ил. с ел Од 4 4 4

Description

Изобретение относитс  к очистке нефтесодержащих вод от нефтепродуков на судах и буровых платформах и ожет быть применено на предпри ти х ефтедобьшающей и нефтеперерабатываюей отраслей промышленности, авторедпри ти х и прочих промышленных бъектах, где образуютс  нефтесодер- ащие воды.

Цель изобретени  - повышение каества очистки нефтесодержащих вод от нефтепродуктов за счет предотвращени  заноса загрузки механическими примес ми.

На фиг, 1 изображен сепаратор, - продольный разрез; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг, 1,

Сепаратор состоит из корпуса 1 диаметром Д, имеющего дно 2 и крьш1- ку 3, патрубки 4 дл  подвода нефте- содержащей воды, патрубки 5 дл  отвода нефтепродуктов и патрубки 6 л  отвода фильтрата.

В корпусе концентрично размещены цилиндрические перегородки 7-10 с образованием полостей .с полочным отстойником 11, сбора фильтрата 12, ильтра с полост ми 13 и 14 и центральной полости 15. В дне фильтра выполнено входное отверстие 16 дл  прохода из отстойника 11 в центральную полость 15. Перегородка 8 герметично прикреплена к дну фильтра, а верхн   ее кромка расположена на рассто нии Н от крышки корпуса, Пе- регородка 9 установленна  в полости фильтра, герметично прикреплена к крьшке Корпуса и не доходит до дна фильтра на рассто ние Н,

В полости l4 фильтра размещена коалесцирующа  загрузка из мелко- гранулированного стекла с электростатическими свойствами, а в полости 13 размещена коалесцирующа  загрузка из. крупногранулированного полимера с олеофильными поверхностными свойствами .

Над отстойником 11 и полостью 12 размещены нефтесборники 17 и 18. Пе- регородка 9 вьщел ет нефтесборник

19.Отстойник выполнен в виде полок

20,В нижней части корпуса, между отстойником 11 и полостью 15, размещен завихритель 21 потока со сборником 22 механических примесей,

К дну 2 присоединены патрубки 23 дл  слива шлама из отстойника 11.

Сепаратор работает следующим образом .

Вода, содержаща  нефтепродукты и мехпримеси, поступает в сепаратор через патрубки 4, В процессе ее движени  между полками 20 отстойника 11 из нее под действием силы Архимеда вьщел ютс  все частицы нефтепро- Q дукта, имеющие скорость всплыти  больше, чем скорость потока.

Вьщелившийс  нефтепродукт собираетс  в нефтесборнике 17 и затем по патрубкам 5 слива нефтепродукта от- 5 водитс  из сепаратора.

Вода с оставшимис  в ней нефтепродуктами поступает в завихритель 21 потока. Пройд  тангенциальные каналы завихрител , она приобретает 0 вращательное движение.

Из завихрител  21 вращающийс  поток жидкости поступает в центральную полость 15. В процессе винтового движени  жидкости по полости 15 5 происходит разделение потока на легкую , промежуточную и т желую фазы. Частицы нефтепродукта,  вл клциес  легкой фазой, концентрирзтотс  в центре потока. Частицы мехпримесей,  в- Q л ющиес  т желой фазой, концентрируютс  на стенках полости 15.

Вода занимает промежуточное положение . В воде также остаютс  частицы нефтепродукта и мехпримесей, плотность которых близка к плотности во- ДЫ.

При выходе из полости 15 частицы нефтепродукта, к этому времени уже скоалесцировавшиес  и приобретшие большую подъемную силу, всплывают в нефтесборник 19, а частицы мехпримесей оседают в мехсборник 22.

Из полости 15 выходит вода, в значительной степени очищенна  от мехпримесей и крупнодисперсной фракции нефтепродуктов. Оставшийс  мел- кодисперсный нефтепродукт вместе с водой образует разбавленную эмульсию типа масло в воде (м/в), Эмульсии этого типа обладают очень высокой устойчивостью, т.е. способностью длительное врем  сохран ть свое агрегатное состо ние (не расслаиватьс ) .

Устойчивость разбавленных эмульсий м/в объ сн етс  наличием на поверхности частиц нефтепродукта двойного электрического сло , состо щего из сло  ориентированных пол рных молекул.

5

0

5

0

314

Причем, согласно правилу Кена, положительный зар д молекулы ориентируетс  в сторону дисперсионной среды, т.е. воды.

Одноименные зар ды отталкиваютс , что преп тствует коалесценции частиц нефти.

Дл  успешного проведени  процесса очистки слабо концентрированных эмульсий (нефтесодержащих смесей) от нефти необходимо освободить нефт ную частицу от двойного электрического сло .

В процессе прохождени  через слой мелкогранулированного стекла в полости 14 с электростатическими свойствами (имеющего отрицательньй зар д ) нефт ные частицы передают свой зар д загрузке. За счет этого происходит эффективна  коалесценци  мелких частиц в сплошную фазу.

Дальнейшее сли ние нефтепродукта

1

происходит при прохождении через загрузку в полости 13. Здесь процесс коалесценции обеспечиваетс  за счет олеофильности поверхности гранул загрузки .

Об зательным условием коалесцен- ЦИК частиц нефтепродукта  вл етс  ламинарньм режим течени  смеси

220 (R t 50, Д --) в загрузке. Ско с

рость течени  на этом режиме определ етс  уравнением

V Ш опт 248(1-П)2(Ч h

де ip d

rp

f

П h

перепад давлени  на слое загрузки, диаметр гранул загрузки; коэффициент формы гранул загрузки, определ емый через отношение поверхности шара f UJ и частицы f ц , имеющих равные объемы

fu

4

пористость загрузкиj высота сло  загрузки, динамическа  в зкость жидкости .

Принципиальным также  вл етс  условие равенства скоростей течени  смеси в полост х 11, 12, 13, 14 и зазорах Н и Н .

10

444

Скорости в этих полост х определ ютс  через расход смеси и диаметр полости следующими уравнени ми:

5V - /Q.

Уг Р(С| - D)

V - /Q

3 D|)

V - /Q

T(l - Dp

V - Q

Bg JT(D| - D2) a в зазорах H и H уравнени ми

V Q

Г( hD

20V,Так как процессы отсто  и центробежного отделени  отличаютс  лишь природой и величиной действующих 25 сил, между ними имеетс  физическа  зависимость, выражаема  через фактор

15

разделени  Ф

V.

или Фр

V,

D.

2

Эта зависимость позвол ет в общем виде выразить диаметры полостей 11, 12, 13 и 14 гравитационного отсто , а также зазоры Н и Н через полость 15 центробежного разделени .

Така  зависимость дл  диаметров полостей 11, 12, 13 и 14 имеет вид

С„ D , /Т а дл  зазоров Н и Н Фр D 1

+ (п-1)Ф .

Н.

4 /1 + (п-1)Фр

где D - диаметр центральной полости

Фр - фактор разделени . На выходе из полости 13 вода огибает перегородку 8 и через патрубки

6 выводитс  из сепаратора. Укрупнен- ньй нефтепродукт всплывает в нефте- сборник 18 и затем по патрубкам 5 слива нефтепродуктов отводитс  из сепаратора.

Экономический эффект предлагаемого сепаратора в сравнении с прототипом достигаетс  за счет повьшени  степени очистки и ресурса коалесци- рующих загрузок до замены.

514

Повышение степени очистки определ етс  предотвращением заноса коалес- цирующих загрузок крупнодисперсионными мехпримес ми за счет их вьщеле- ни  из нефтевод ной смеси центробежной силой и отводом их в мехсборник.

Кроме того, снижение заноса загрузки мехпримес ми позвол ет достаточно стабильно поддерживать ее пористость и соответственно предотвращать переход от ламинарного течени  смеси к турбулентному, что значительно вли ет на ухудшение очистки.

Вьшолнение загрузки, наход щейс  первой по потоку смеси, из гранул малого размера, и обладающей злектро- статическими свойствами, обеспечивает интенсификацию коапесценции мелких частиц нефти. Крупногранулированна  загрузка способствует дальнейшей коалесценции нефтепродукта и всплытию его в нефтесборник.

Размещение загрузок в свободном состо нии дает возможность путем про- мьшки обратным током восстанавливать первоначальные свойства загрузки.

Claims (3)

1. Сепаратор дл  очистки судовых нефтесодержащих вод от нефтепродуктов , содержащий корпус с крьшкой и днищем, концентрично размещенные в корпусе цилиндрические перегородки с образованием полостей с полочньм отстойником, сбора фильтрата, фильтра с коалесцирующей загрузкой и центральной , полости, причем верхние кромки перегородки фильтра расположены на рассто нии от крышки корпуса , а в дне фильтра выполнено входное отверстие дл  прохода очищаемой воды из отстойника в центральную полость , патрубки дл  подачи нефтесо64446

держащей воды, отвода нефтепродуктов, и фильтрата, завугхритель потока, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  качества очистки воды от нефтепродуктов за счет предотвращени  заноса коалесцирующей загрузки механическими примес ми, он снабжен сборником дл  механических

Q примесей, установленным в нижней

части корпуса, размещенной в полости фильтра непроницаемой цилиндрической перегородкой, верхн   кромка которой герметично прикреплена к крьшже кор-

5 пуса, а нижн   расположена на рассто нии от дна фильтра, за- вихритель потока размещен между сборником и входным отверстием централь- . ной полости, а диаметр каждой последующей цилиндрической перегородки от центральной полости и высота от верхней кромки перегородок до крьшши корпуса или от нижней кромки до дна фильтра определ ютс  из соотношений

5 D.

0

Нп

+ (п-1) Фр ,

Фр Р 4fl + (п-1) Т

где Dr, - диаметр п-й перегородки J

D - диаметр центральной полостиJ Нр, - высота от верхней кромки п-й перегородки до крышки корпуса или от нижней кромки до дна фильтра , Фр - фактор разделени  100-500.

2.Сепаратор по п.1, отличающийс  тем, что коалесцирую- ща  загрузка выполнена из гранулированного стекла с электростатическими свойствами.

3.Сепаратор по п.1, отличающийс  тем, что крупность гранул коалесцирующей загрузки увеличиваетс  по ходу потока в фильтре.

(puaZ