Гідроциклон для очищення стічних вод від нафтопродуктів

Гідроциклон для очищення стічних вод від нафтопродуктів, що містить циліндричний корпус з конічною нижньою частиною, перфорований корпус-роздільник, забірний рукав із непроникною 3 27626 4 фільтра, який поглинатиме залишки води, які Гідроциклон для очищення стічних вод від потрапили разом з нафтопродуктом у внутрішню забруднень нафтопродуктами містить у собі частину перфорованого корпусу-роздільника. циліндричний корпус 1 з конічною нижньою Завдяки використанню "волокна Воюцького" і частиною 2, перфорований конус-роздільник 3, сорбційного фільтра досягається більш високий обгорнутий "волокном Воюцького" 4 і який ступінь відділення нафтопродукті від води у встановлено всередині корпусу 1 та ділить корпус гідроциклоні. гідроциклону на дві частини: внутрішню та Поставлена задача удосконалити корисну зовнішню відносно корпусу-роздільника, забірний модель вирішується тим, що перфорований рукав із непроникною гофрованою стінкою 5, який конусний корпус-роздільник гідроциклону для розміщено всередині конусного корпусуочищення стічних вод від забруднень роздільника 3 з встановленим сорбційним нафтопродуктами обгортається "волокном фільтром 6, забірний патрубок 7, який з'єднаний із Воюцького", яке не пропускатиме воду із забірним рукавом 5 і по якому виводять очищену зовнішньої частини відносно конусного корпусурідину, патрубок зливу відстою 8, який приєднано роздільника до внутрішньої, де міститься до нижньої конічної частини 2 корпусу 1, кран 9, відділений нафтопродукт. який приєднаний до патрубка зливу відстою 8, Між сукупністю суттєвих ознак корисної тангенціальний патрубок вводу забрудненої рідини моделі, яка подається на заявку, та технічним 10, який розміщено в нижній частині корпусу 1, результатом, який потрібно досягнути, існує поплавок 11 приєднаний зверху забірного рукава із наступний причинно-наслідковий зв'язок. Завдяки непроникливою гофрованою стінкою 5. перфорованому конусному корпусу-роздільнику, Гідроциклон для очищення стічних вод від який розділяє внутрішню порожнину гідроциклону забруднень нафтопродуктами працює наступним на внутрішню і зовнішню відносно своєї осі, у чином. внутрішній порожнині відсутній рух рідини, тобто Забруднена вода подається через швидкість відсутня (V1=0), і як наслідок, тиск тангенціальний патрубок 10 у корпус 1. Під дією максимальний (Р1=mах), а ззовні конусного відцентрових сил забруднена вода переходить в корпусу-роздільника через дію відцентрового поля обертальний рух, механічні домішки і вода швидкість V2=max, а отже тиск P2=min. Внаслідок відкидаються до стінок гідроциклону, різниці тисків (Р1-Р2), яка направлена зсередини нафтопродукти, пройшовши через "волокно очисника назовні та використання волокна Воюцького" 4, концентруються біля центру корпусу Воюцького, можемо втримувати воду з 1. Таким чином здійснюється розділення більшої механічними домішками від проникнення із маси води і механічних домішок від зовнішньої порожнини гідроциклону у внутрішню нафтопродуктів. Відокремлений нафтопродукт відносно конусного корпусу-родільника. пересувається вверх по гідроциклону все більш Створення відцентрового поля відбувається концентруючись навколо конусного корпусунаступним чином. роздільника 3. Підвід рідини до корпусу очисника Завдяки перфорованому конусному корпусувідбувається за допомогою патрубка, який роздільнику 3 у внутрішній порожнині (І) відсутній розміщений по дотичній до бокової циліндричної рух рідини (V1=0), а отже відповідно законам поверхні гідроциклону, внаслідок чого забруднена фізики тиск максимальний (Р1=mах), ззовні рідина приводиться в обертання і на забруднену конусного корпусу-роздільника 3 завдяки рідину починають діяти відцентрові сили. відцентровому полю швидкість V2 досягає Принцип роботи "волокна Воюцького" максимуму (V2=max), а отже тиск наближується до оснований на різному ступені змочуваності цього мінімального (P2=min). Завдяки різниці тисків волокна різними рідини. Нафтопродукт добре (Р1>>Р2) та використання "волокна Воюцького", що змочує це волокно, а вода - навпаки, що дозволяють втримувати воду з механічними призводить до пропускання через волокно домішками від проникнення із зовнішньої нафтопродукту та відокремлення води. порожнини гідроциклону у вн утрішню відносно Завдяки плаваючому забірному рукаву із конусного корпусу-роздільника. У внутрішній непроникною герметичною, гофрованою стінкою, у частині конусного корпусу-роздільника відділений верхній частині якого розташований сорбційний від води нафтопродукт потрапляє в забірний рукав фільтр, стає можливим відбирати залишки води, із непроникною стінкою 5, поплавком 11 та які потрапили із нафтопродуктом у внутрішню сорбційним фільтром 6 і через забірний патрубок 7 частину корпусу-роздільника, що, як наслідок відводиться в ємність дня очищеної рідини (на підвищує якість використання забірного рукава. кресленні не показана). Дрібнодисперсні частинки Гідроциклон дозволяє очищувати рідину від забруднень і вода осідають у нижній конічній частинок забруднень та води розміром 20мкм. частині 2 корпусу 1 і далі надходять у патр убок Гідроциклон для очищення стічних вод від зливу відстою 8 та при відкриванні крану 9 забруднень нафтопродуктами, що подається на виводяться із гідроциклону. заявку зображений на кресленні (Фіг.1 і 2). Таким чином здійснюється відокремлення На Фіг.1 зображено переріз пристрою води, яка містить у собі забруднення вертикальною площиною та схему сил, діючих на нафтопродуктами. При цьому процес очищення за частинки нафтопродукту і механічні домішки, які допомогою запропонованого гідроциклону є знаходиться в пристрої. високоефективним та потребує мінімальної На Фіг.2 зображено переріз пристрою енергозатрати тільки на підтримку подачі рідини, горизонтальною площиною А-А. що подається у гідроциклон. 5 27626 6 Нижче приведено розрахунок геометричних Для визначення початкових значень похідних розмірів гідроциклону для очищення рідин від 3-го порядку та вищи х порядків, що стоять в ряді механічних домішок і нафтопродуктів та часу Мак'лорена, можна послідовно диференціювати по осадження частинок забруднень розміром 20мкм і показнику часу диференційне рівняння руху більше. частинки забруднення, тобто, підвищуючи його На частинку забруднення діють: відцентрова порядок кожного разу на одиницю. Внаслідок сила інерції Fm, сила стоксового опору Fc, сила розв'язання кожного з одержаних таким чином ваги Р, архімедова сила Fa та коріолісова сила рівнянь відносно вищої похідної отримуємо інерції. на Фіг.1 вона не позначена, тому що загальні визначення (в функції показника часу) перпендикулярна площині креслення. Що похідних 3-го порядку та вище порядків, що стосується сил Р та Fa, то вони практично вирішуються. Загальне визначення для похідної 2врівноважують одна одну, а коріолісовою силою го порядку може бути одержане безпосередньо з інерції можна знехтува ти з огляду на досить малу диференційного рівняння руху. Підставляючи в відносну швидкість частинок забруднення [3]. знайдені таким чином похідні початкові умови, У даному випадку диференційне рівняння руху тобто t=0, r(0)=r0 , r'(0)=0, неважко одержати вирази частинки забруднення можна записати в такому для всіх коефіцієнтів в ряді Мак'лорена у функції вигляді: відомих початкових умов і коефіцієнтів диференціального руху. dVr (1) m= = Fін - Fс ; В якості прикладу розглянемо циклон, що має dt такі параметри: dVr r0=2,5см; R=25см; де m - маса частинки забруднення; Vr = dt Q=103см 3/c; D=1cм; R³t³r0 відносна швидкість. Для частинок забруднень розміром d=0,002см. Як відомо [3], відцентрова сила інерції r=2,5+2500t2(8) дорівнює: 127500000t3+800000000000t+.... Приймаючи r=R-r0=22,5см можна з виразу (3) V2 (2) Fін = m e ; знайти час руху такої частинки, який приблизно r дорівнює t=0,26сек. Для більших частинок де Ve - переносна швидкість. забруднень цей час буде меншим. Порівняємо Сила стоксового опору дорівнює: значення цього часу t зі значенням часу t Fc = 3pdmVt ; (3) перебування в пристрої. Значення часу t можна де d - умовний діаметр частинки; m визначити, якщо відомий об'єм пристрою, який динамічний коефіцієнт в'язкості рідини. дорівнює: Переносну швидкість Ve можна визначити 2 V = rR 2h + t R 2 (H - h ) ; (9) через прокачування Q і площу перетину патрубка 3 вводу забрудненої води по формулі: З формули: V=Qt знаходимо: 4Q 2 Ve = ; (4) p R2h + pR2 (H - h) (10) pD2 3 t= . де D - діаметр цього патрубка. Q Що стосується маси частинки забруднення, то, Джерела інформації: приймаючи умовно частинку у вигляді кульки з 1. Роев Г.А., Юфин Б.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов. - М: діаметром d і густиною r, її масу можна Недра, 1987. - 100с. представити як: 2. А.c. 584895 СРСР, МПК В04С5/12. 3 pd (5) №584895; Заявл. 12.01.79; Опубл. 20.08.79, Бюл. m= r; 6 №10 - 6с. Після підстановки всіх вказаних величин в 3. Никонов К.Б., Карабцов Г.П. Очистка рівняння (1) та подальших скорочень це рівняння жидкостей в силовых полях: Учебное пособие. можна записати у вигляді: Киев: КНИГА, 1980. - 48с. 4. Патент 01386 Україна, МПК В04С5/00. d2r M dr æ 4Q ö 1 ÷ = 0; + 18 -ç (6) Гідроциклон для очистки рідин від механічних ç ÷ dt d2r dt dt è pd2 ø r домішок №15975; Заяв. 13.02.06; Опубл. 17.07.06., Бюл. №7. - 5с. 2r dV dr d = Vr ; = r . dt dt dt Рівняння (6)є нелінійним однорідним диференційним рівнянням 2-го порядку, розв'язання якого пов'язано з певними труднощами. Тому розв'язання можна здійснити шляхом визначення значення r у вигляді розкладання його в ряд Мак'лорена, тобто у вигляді: (7) r = r (0 ) + r 0 ) + ( t r (0) t 2 + r (0) t 3 + r (0) t 4 . 2! 3! 4! 7 27626 8