Гідроциклон для розділення суміші нафти і води

Гідроциклон для розділення суміші нафти і води, який включає циліндричний корпус з тангенціальним патрубком підведення рідини, шламовим патрубком і зливним перфорованим патрубком, оснащеним верхньою та нижньою діафрагмами, який відрізняється тим, що гідроциклон оснащений встановленою всередині корпусу між верхньою і нижньою діафрагмами горизонтальною діафрагмою з центральним отвором, у якому розміщений зливний патрубок, діафрагми виконані з діелектричних матеріалів, які мають протилежні трибоелектричні характеристики, причому верхня діафрагма виконана з діелектрика, який має більшу, а нижня і горизонтальна діафрагми меншу діелектричну проникність ніж у суміші, що розділяється Винахід відноситься до пристроїв для розділення суміші нафти і води на відокремлені складаючі, та може бути застосований у нафтохімічній та інших галузях промисловості Найбільш близьким по технічній суті та досягаемому результату є гідроциклон для розділення суміші нафти і води (див а с СРСР №584895 від 0108 76, опубл 25 12 77р. М Кл В04С 5/12, С02С 5/00), який включає циліндроконічний корпус з тангенціальним патрубком підвода рідини, шламовим патрубком і зливним перфорованим патрубком, оснащеним верхньою та нижньою діафрагмами У відомому пристрої розділення суміші нафти і води є недостатньо ефективним Процес розділення у цьому пристрої здійснюється під дією тільки гідродинамічних сил При цьому частки води відкидаються до стінки гідроциклону центробіжними силами, а більш легкі частки нафти спрямовують до центру, та по зливному патрубку виводяться з гідроциклону При цьому верхня діафрагма перешкоджує подальшому диспергуванню нафтопродукту, а нижня сприяє концентрації його у зливному патрубку Однак, у відомому пристрої дрібнодісперсні частки не підлягають відділенню та виводяться по шламовому патрубку з гідроциклону разом з освітленою водою Ефективному розділенню компонентів суміші перешкоджають електростатичні сили, які виникають між частками рухомої рідини води, у якому за рахунок введення у гідроциклон нового конструктивного елемента та нового вибору матеріалів для виконання елементів конструкції, забезпечується прискорення направленого руху наелектризованих часток у електростатичному полі, які виникають внаслідок трибоелектричного ефекту, що забезпечує підвищення ефективності розділення суміші нафти і води без додаткових енергозатрат Задача, яка ставиться, вирішується тим, що в гідроциклон для розділення нафти і води, який включає циліндроконічний корпус з тангенціальним патрубком підвода рідини, шламовим патрубком і зливним перфорованим патрубком, оснащеним верхньою та нижньою діафрагмами, ВІДПОВІДНО винаходу, новим є те, що гідроциклон оснащений встановленою всередині корпусу між верхньою і нижньою діафрагмами горизонтальною діафрагмою з центральним отвором, у якому розміщений зливний патрубок, діафрагми виконані з діелектричних матеріалів, які мають протилежні трибоелектричні характеристики, причому верхня діафрагма виконана з діелектрика, який має більшу, а нижня і горизонтальна діафрагми меншу діелектричну проникність, ніж у суміші, що розділяється Таким чином, розділення суміші нафти і води у відомому пристрої є малоефективним В основу винаходу поставлена задача створення гідроциклону для розділення суміші нафти і ю Між сукупністю суттєвих ознак винаходу, що заявляється, та досягаємим технічним результатом, існує слідуючий причино-наслідковий зв'язок Електризація часток і створення електростатичного поля відбувається слідуючим чином Суміш, яка підлягає розділенню, являє собою діелектрик у вигляді рідини, яка складається з часток нафти і води Суміш проходить поблизу діафрагми О со 43442 з діелеісгричного матеріала Обидва діелеісгрика стикаються та взаємодіють між собою на електронному рівні При цьому вони мають різну роботу виходу електронів Електрони з діелектрика з меншою роботою виходу переходять у діелектрик з більшою роботою виходу Внаслідок цього один заряджається позитивно, а другий негативно у місцях контакту точок стикання На межі розділення суміші з твердою фазою діелектрика утворюється подвійний електричний шар Під ДІЄЮ гідродинамічних сил наелектризовані частки дисперсної фази просуваються потоком далі Тертя сприяє до електризації внаслідок збільшення контактних точок та перетворення роботи тертя у тепло, що змінює енергетичний стан взаємодіючих поверхонь При порушенні контакту часток нафти з діелектричними елементами конструкції у залежності від їх діелектричних характеристик, вони різнойменно заряджаються При цьому дві діафрагми - нижня і горизонтальна заряджаються позитивно, тому що вони виконані з матеріалу з більшою діелектричною проникливістю, ніж у суміші нафти і води (тобто їм властива більша робота виходу електронів), а верхня діафрагма заряджається негативно, тому що вона виконана з матеріалу з меншою діелектричною проникливістю, ніж у суміші нафти і води (тобто їй властива менша робота виходу електронів) Між різнойменно зарядженими елементами конструкції виникає електростатичне поле Це роле в свою чергу впливає на характер руху часток нафти суміші, які набули електричний заряд, і сприяє їх розділенню за рахунок прискорення руху і утворення його направленості, що прискорює розділення суміші При цьому розміщення і форма горизонтальної діафрагми, що додатково вводиться у конструкцію, сприяє перетворенню ламінарного потоку нафтової рідини у турбулентний, що збільшує площину тертя часток нафти з діелектричними елементами конструкції, збільшуючи трибоелектричний ефект, що сприяє збільшенню електростатичного поля, що виникає Це прискорює розділення суміші нафти і води на складаючі Гідроциклон, що заявляється, поданий кресленням,на якому наведений загальний вид пристрою у розрізі Гідроциклон для розділення суміші нафти і води, містить у собі циліндричний корпус 1 з тангенціальним патрубком 2 підвода рідини, шламовим патрубком 3 і зливним перфорованим патрубком 4 Зливний патрубок 4 має частину 5, яка виступає в середину корпусу 1 та оснащений верхньою та нижньою діафрагмами 6,7, ВІДПОВІДНО, ЯКІ розміщені зверху і знизу частини 5 зливного патрубка 4, охоплюючи и Над і під верхньою діафрагмою 6, яка виконана конічною з вершиною зверху, на частині 5 зливного патрубка 4 виконані вікна 5 Всередині корпусу 1 розміщена горизонтальна діафрагма 9, яка з'єднується з корпусом 1 своїм ЗОВНІШНІМ краєм, та має у центральній частині отвір 10, у якому з зазором встановлена частина 5 зливного патрубка 4 Гідроциклон для розділення суміші нафти і води діє слідуючим чином Нафтопродукт під тиском подається по тангенціальному патрубку 2 підвода рідини у корпус 1 Під ДІЄЮ центробіжних сил вода, яка найбільш важкою фракцією рідини, відкидається до стінок гідроциклону Нафта концентрується у центрі корпуса 1, і проходячи повз нижню діафрагму 7 та електризуючи м, надходить у частину 5 зливного патрубка 4, через який виводиться з гідроциклону Таким чином здійснюється розділення більшої маси суміші нафти і води, що потрапляє всередину гідроциклону Нерозділена суміш нафти і води пересувається уверх по гідроциклону Потік рідини обгинає горизонтальну діафрагму 9, проходячи повз її центробіжний отвір 10 При цьому відбувається електризація матеріала горизонтальної діафрагми 9 і часток рідини, що пересуваються Вода виводиться з гідроциклону через шламовий патрубок З Далі потік рідини, зштовхуючись на своєму путі з верхньою діафрагмою 6, також електризує її під впливом дм сил тертя При цьому діафрагми 7 і 9 електризуються - позитивно, а діафрагма 6 - негативно Між діафрагмами, протилежними зарядами виникає електростатичне поле, яке сприяє прискоренню спрямованого до зливного патрубка 4 руху заряджених дрібнодисперсних часток нафти Ці частки надходять у зливний патрубок 4 крізь вікна 8 та виводяться з пдроциклона Під впливом електростатичного поля здійснюється додаткове розділення нафти і води Нафта виводиться через зливний патрубок 4 у нафтозбирач (на кресленні не показаний) Таким чином здійснюється розділення суміші нафти, що містить в собі великодисперсні та дрібнодисперсні фракції, і води При цьому процес розділення, що здійснюється за допомогою запропонованого гідроциклону, є високоефективним та потребує мінімальної енергозатрати тільки на підтримку необхідного тиску нафтопродукту, що подається у гідроциклон 43442 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3