Пристрій для відділення нафтопродуктів з нафтоводяних сумішей

1 Пристрій для відділення нафтопродуктів з нафтоводяних сумішей, що містить вертикальний корпус, патрубок підведення нафтоводяної суміші, розташований у нижній частині корпуса, патрубок відводу нафтопродуктів, оснащений конічним за хоплюючим пристроєм, який відрізняється тим, що під патрубком підведення нафтоводяної суміші в корпусі встановлено перегородку з порожнистою коалесцюючою насадкою, що відокремлює порожнину мехдомішок від основної порожнини, при цьому перегородку виконано з центральним і периферійними отворами, а насадку розміщено на перегородці СПІВВІСНО корпуса і з зазором щодо нього 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що зовнішню поверхню насадки виконано конічною з крученими східцями, при цьому нижній східець розміщено навпроти патрубка підведення нафтоводяної суміші Винахід відноситься до техніки поділу сумішей і може бути використаний в галузях техніки, де необхідно розділяти нафтопродукти і воду Відомо про пристрій для силового поділу нафтоводяних сумішей (НВС), що являє собою циліндричний гідроциклон, у який поділюваний продукт надходить через тангенціальний патрубок, розташований у його нижній частині У верхній частині гідроциклону розташовані два патрубки Через внутрішній відбувається відвод легкого компонента За допомогою зовнішнього, через тангенціальний патрубок, розташований у його верхній частині, виділяється суміш компонентів, важкий компонент відводиться через тангенціальний патрубок, розташований під кришкою корпусу (Роев С А , Юфин В А "Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов" - М Недра 1987 - с 100) Даний пристрій має низьку ефективність поділу компонентів нафтоводяної суміші, особливо їх дрібнодисперсних фракцій, через те, що при оптимальних для відцентрового поділу швидкостях 3,0 4,0м/с виникають вихрові плини, що приводять до емульгування крапель нафтопродуктів унаслідок їх слабкої динамічної СТІЙКОСТІ У результаті замість поділу в наявності зворотний ефект відділення нафтопродуктів із НВС (ж Судостроительная промышленность Серия "Промышленная энергетика, охрана окружающей среды и энергоснабжение судов" -1990, вып 11, с 41 - 47, "Очистка нефтесодержащих вод компактними сепарационными модулями на базе низкоскоростного циклона" Лебедь Н Г, Михайлюк В А , Поздеев В В Рис 2), що містить вертикальний корпус, патрубок підведення нафтоводяної суміші, розташований у нижній частині корпуса, патрубок відводу нафтопродуктів, оснащений конічним захоплюючим пристроєм, а також патрубки відводу очищеної води і шламу Робота пристрою здійснюється в такий спосіб Нафтоводяна суміш через патрубок входу суміші, що очищається, надходить усередину корпуса Внаслідок того, що цей патрубок тангенціальне розташований у порожнині суміші, яка очищається, НВС закручується Під дією відцентрових сил відбувається перерозподіл складових компонентів потоку Компоненти, що мають меншу масову ЩІЛЬНІСТЬ, збираються в центральній частині корпусу, а ІНШІ спрямовуються на периферію Зібрані у центральній частині в джгут компоненти за допомогою ВІДВІДНОГО патрубка з захоплюючим пристроєм, виводяться з робочої камери гідроциклону, а вода йде на подальше очищення Даний пристрій забезпечує зниження скручування у джгут дрібнодисперсних нафтових часток, тому що навіть при їхньому зіткненні вини Найбільш близьким технічним рішенням до пристрою, що заявляється, для відділення нафтопродуктів з нафтоводяних сумішей є пристрій для (О со о ю 50326 кнення крапель, здатних гравітаційно осісти, (спливти) з потоку, проблематично внаслідок явища пружного розсіювання Крім того, нафтові частки з підвищеною масовою ЩІЛЬНІСТЮ (мазут і ш), накопичуючись на периферії, практично не можуть бути відведені за допомогою захоплюючого пристрою Останнє впливає на ефективність поділу в цілому Однак, незважаючи на зазначені недоліки, описаний пристрій прийнято як прототип через те, що ні в якому іншому відомому пристрої не використовується патрубок відводу нафтопродуктів, оснащений конічним пристроєм, який може захоплювати краплі нафти, що дозволяє здійснити захоплення відокремлюваних фракцій і поліпшити умови відводу нафтопродуктів із пристрою, підвищуючи ефективність нафтовідцілення Таким чином, за КІЛЬКІСТЮ загальних ознак пристрій для відділення нафтопродуктів з нафтоводяних сумішей (останній) прийнято як прототип пристрою, що заявляється В основу винаходу поставлено задачу створення пристрою для відділення нафтопродуктів з нафтоводяних сумішей, у якому удосконалення конструкції вузла підведення суміші забезпечує більш ефективне відділення нафтопродуктів із суміші і за рахунок цього підвищує якість очищеної води Поставлена задача рішається тим, що в пристрої для відділення нафтопродуктів з нафтоводяних сумішей, що містить вертикальний корпус, патрубок підведення нафтоводяної суміші, розташований у нижній частині корпусу, патрубок відводу нафтопродуктів, оснащений конічним захоплюючим пристроєм, ВІДПОВІДНО до винаходу, під патрубком підведення нафтоводяної суміші в корпусі встановлено перегородку з порожнистою коалесцюючою насадкою, що відокремлює порожнину мехдомішок від основної порожнини, при цьому перегородку виконано з центральним і периферійними отворами, а насадку розміщено на перегородці СПІВВІСНО корпусу і з зазором щодо нього Крім того, зовнішню поверхню коалесцюючої насадки виконано конічною з гвинтовими східцями, при цьому нижню сходинку кручених сходів розміщено навпроти патрубка підведення нафтоводяної суміші Пропонований варіант конструкції дозволяє досягти за рахунок організації оптимальних умов коалесценції відділення нафтопродуктів з нафтоводяних сумішей Відомо, ЩО при взаємодії дрібнодисперсних нафтових часток із твердою олеофільною поверхнею процес коалесценції відбувається значно ефективніше, ніж просто при їхнім зіткненні між собою Це явище добре вивчено й описано Виходячи з наведеного вище, можна зробити висновок, що розміщення в центральній частині пристрою, що заявляється, який вміщує вертикальний корпус, патрубка підведення нафтоводяної суміші, розташованого в нижній частині корпуса, патрубка відводу нафтопродуктів, оснащеного конічним захоплюючим пристроєм, твердої олеофільної поверхні сприяє організації оптимальних умов для виділення дрібнодисперсних фракцій нафтопродуктів з потоку Конструктивно олеофільна поверхня може бути реалізована у вигляді порожнистої насадки з олеофільного матеріалу, наприклад, поліпропілену, поліетилену, причому за формою більш раціонально виконати її конічною Насадка іншої форми, наприклад, циліндрична, кубічна та ш у даному випадку не підходить, тому що нафтові частки, які знаходяться у потоці нафтоводяної суміші та тангенціально надходять на очищення до гідроциклону, рухаються усередині гідроциклону від периферії до центра по гвинтовій лінії Отже для збільшення часу контакту їх з коалесцюючою поверхнею, який приводить до виділення дрібнодисперсних часток, краща саме конічна форма насадки У такій конструкції дрібнодисперсні частки нафтопродуктів, що надійшли за рахунок відцентрових сил у центральну частину корпусу, контактують із твердою олеофільною поверхнею, укрупнюються і спливають у верхню частину, ВІДКІЛЯ за допомогою захоплюючого пристрою і ВІДВІДНОГО патрубка виводяться з видільного апарату Іншим важливим моментом у пристрої, що заявляється, є забезпечення можливості відділення важких фракцій нафтопродуктів, що збираються за рахунок відцентрових сил на периферії Останнє можливо виконати шляхом створення так званих рівнобіжних каналів Зазначені особливості реалізуються в пристрої для відділення нафтопродуктів з нафтоводяних сумішей, що містить додатково перегородку з центральним і периферійними отворами, яка відокремлює порожнину для збору мехдомішок від основної робочої порожнини, на якій розміщено коалесцюючу насадку, осьовий отвір якої збігається з осьовим отвором перегородки, і утворює зазор з корпусом При цьому зовнішня поверхня коалесцюючої насадки у верхній частині являє собою порожній конус із гвинтовими каналами (доріжкою), нижня більша сходинка якого сполучена з гвинтовою периферійною поверхнею Нижню сходинку насадки встановлено на перегородці, причому таким чином, що утворюється зазор з корпусом пристрою Насадка виконується з олеофільного матеріалу (поліетилену, поліпропілену і т ін) Розміщення на ЗОВНІШНІЙ поверхні усіченого конуса насадки гвинтових каналів (доріжки) обумовлено потребою з однієї сторони збільшити коалесцюючу поверхню насадки, а з іншого боку - інтенсифікувати змив часток, що укрупнилися, у захоплюючий пристрій Установка коалесцюючої насадки наведеної конструкції дозволяє, крім того, організувати ВІДВІД важких фракцій нафтопродуктів, що концентруються на периферії Осаджуючись через отвори перегородки в порожнину мехдомішки накопичуються в ній і за рахунок струму через насадку (через и центральний отвір), а потім за допомогою ВІДВІДНОГО патрубка з захоплюючим пристроєм виводяться до збірної ємності Струм у насадці виникає за рахунок різниці тисків на периферії і центральній частині корпусу У порівнянні з прототипом ефективність нафтовідділення при доробці конструкції зазначеним чином збільшується в 1,2 1,3 рази Розглянуті вище ознаки, такі як установка в корпусі гідроциклону під патрубком підведення нафтоводяної суміші перегородки з центральним і периферійними отворами, що відокремлює порожнину мехдомішок від основної порожнини, на якій розміщено 50326 СПІВВІСНО корпусу і з зазором щодо нього коалесцюючу направну насадку, виконання зовнішньої поверхні насадки у верхній частині у вигляді усіченого конуса з гвинтовим каналом (доріжкою) з нижньою великою сходинкою на конусі, що сполучається з гвинтовою периферійною поверхнею, яка дозволяє використовувати явище коалесценції для створення оптимальних умов поділу в силовому апараті описаного типу, у ВІДОМІЙ літературі не зустрічалися Зазначені ознаки є істотними, тому що в сукупності дозволяють підвищити ефективність поділу в порівнянні з прототипом на 20 30% Технічно виконання коалесцюючої насадки з гвинтовими каналами доступно практично будь-якому підприємству, що має можливість робити токарські роботи На малюнках представлено фіг 1 - схема пристрою для відділення нафтопродуктів з нафтоводяних сумішей, фіг 2 - перетин по А-А фіг 1 На фіг 1 схема пристрою, що заявляється, для відділення нафтопродуктів з нафтоводяних сумішей, який містить вертикальний корпус 1, патрубок 2 підведення нефтоводяної суміші, патрубок З відводу нафтопродуктів, оснащений конічним захоплюючим пристроєм 4, перегородку 5 з центральним 6 і периферійними 7 отворами, що відокремлює порожнину мехдомішок 8 від основної робочої порожнини 9, на якій розміщено коалесцюючу насадку 10, осьовий отвір 11 якої збігається з осьовим отвором 6 перегородки 5 і утворює зазор з корпусом 1 У верхній частині корпуса розміщено патрубок 12 відводу очищеної води, патрубок 13 відводу нафтопродуктів, а в нижній частині корпуса 1 патрубок 14 відводу мехдомішок Пристрій для відділення нафтопродуктів з нафтоводяних сумішей працює так Суміш води і нафтопродуктів за допомогою патрубка 2 зі швидкістю 1 2м/с надходить у циліндричний корпус 1 у нижній частині, далі - на нижню сходинку кручених сходів коалесцюючої насадки 10 При русі суміші по гвинтовій поверхні насадки 10 відбувається закручування потоку Під дією відцентрових сил відбувається перерозподіл складових компонентів потоку Компоненти, що мають масову ЩІЛЬНІСТЬ (В основному легкі сорти нафтопродуктів), збираються в центральній частині корпуса, а ІНШІ (вода, важкі сорти нафтопродуктів, наприклад, мазути і т ш) - спрямовуються на периферію Зібрані в центральній частині нафтові крапельки частково коалесцюють між собою, утворюють нафтовий джгут, а частково (дрібнодисперсні фракції") взаємодіють з коалесцюючою насадкою, укрупнюються на ній і теж підпадають в об'єм джгута, що під дією сил гравітації спливає в нафтовідводнии патрубок З На КОНІЧНІЙ частині насадки 10, що сприяє орієнтуванню напрямку руху потоку і являє розвинену коалесцюючу поверхню, укрупнюються до 20 30% нафтопродуктів Розвинута коалесцююча поверхня, наприклад, може бути утворена поглибленнями у вигляді гвинтових канавок Ті, краплі нафтопродуктів, що поза нафтовим джгутом, який утворився в центральній частині корпуса І, уловлюються захоплюючим пристроєм 4 Нафтові частки важких фракцій зі ЩІЛЬНІСТЮ більш 1,0 1,1 кг/м3 групуються на периферії, осаджуються через отвори 7 перегородки 5 у порожнину мехдомішок 8, накопичуються в ній і за рахунок спрямованого струму суміші через насадку 10, через и осьовий отвір 11 і центральний отвір 6 перегородки 7, попадають в основну робочу порожнину 9 пристрою, ВІДКІЛЯ за допомогою патрубка 12 спрямовуються на подальшу обробку мехдомішки через патрубок 14, а нафтопродукти через патрубок 13 - за межі пристрою Переваги пропонованого пристрою у порівнянні з прототипом полягають у забезпеченні можливості видалення дрібнодисперсних часток і важких фракцій нафтопродуктів за допомогою встановлення коалесцюючої насадки зазначеного типу за рахунок поліпшення організації відділення і відводу відділеного нафтопродукту Це дає можливість поліпшити очисну здатність існуючих сепараторів НВС на 20 30% 50326 Фіг. 2