Сепаратор эмульсии

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 В О Р 17 04 ИЯ;,- ЙЯ Д 10 т.,НИЕ ИЭОБРЕТОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСМ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им, Ф. Э. Дзержинского(57) Изобретение относится к сепараторамэмульсии и может быть использовано в теп,80134618 лоэнергетике, а также в химической, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. Целью изобретения является сохранение расчетной эффективности сепарации эмульсии при переменных режимах работы. Сепаратор содержит клиновой канал с подвижными боковыми и торцовыми стенками. Стенки установлены с возможностью изменения величины двугранного угла и щелевого зазора между стенками. Одна из торцовых стенок выполнена в виде насаженной на ось рейки с эластичным уплотнением и возможностью перемещения ее в щелевом зазоре между боковыми стенками. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.55 1Изобретение относится к технике очистки жидкостей от диспергированных примесей и может быть использовано преимугцественно в теплоэнергетике для расслоения эмульгированной воды и нефтепродуктов или, наоборот, эмульгированных нефтепродуктов и воды,Цель изобретения - сохранение расчетной эффективности сепарации при переменных режимах работы.На фиг. 1 изображен сепаратор эмульсии, общий вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема отсоса пристенных слоев очищенной жидкости.Сепаратор эмульсии содержит две коробчатые камеры 1 и 2, одна из них (левая относительно направления 3 исходного потока) закреплена на фундаментной плите 4, другая (правая) имеет возможность скользить по этой плите с помощью винтового механизма 5 с приводом 6 и цилиндрических направляющих 7. Боковые параллельные стенки левая 8 и правая 9 коробчатых камер образуют щелевой канал 1 О с определяющим размером щели Н и высотой входного участка б. Нижняя часть щели перекрыта эластичным продольным уплотнением 11, 25 фиксирующим придонную торцовую стенку щелевого канала. На оси 12 насажена рейка 13, снабженная эластичным продольным уплотнением 14. При помощи ушка 5 и спецпривода (не показано) рейка имеет возможность перемешаться в щелевом ка- ЗО нале 10 и образовывать между торцовыми уплотнениями 11 и 14 двугранный угол раскрытия а. В коробчатых камерах образованы отверстия 16 для общего вывода очищенной жидкости, отсосанной ранее из пограничных слоев 17 через дренажные прорези 35 18 в боковых стенках 8 и 9. Отверстие 19 предназначено для вывода сгущенной в ядре потока эмульгированной фазы 20.К отверстиям 16 и 19 могут быть подключены дренажные трубопроводы, снабженные 40 запорной и регулирующей арматурой, необходимой для ремонтных целей, налаживания режимов, дополнительного управления гидродинамическим процессом в клиновом канале, в частности для воздействия (подпора) на расход жидкости, истекающей изпрорезей 18. Сепаратор эмульсии работает следующимобразом. более представительным диаметром капель Р,подлежащих удалению, движется со средней скоростью У, по направлению 3 стрелки в клиновом канале, образованном торцовыми уплотнениями 11 и 14, раскрытыми на расчетный угол а, и параллельными боковыми стенками 8 и 9, смещенными друг от друга на расчетное значение величины щели Н. Под влиянием пристенных гидродинамиче 83ских сил эмульгированные капли мигрируют от боковых стенок, образуя последовательно пограничные слои 17 чистой жидкости, которые отводятся через дренажные прорези 18 в коробчатые камеры 1 и 2, а затем через придонное отверстие 16 наружу. Сконцентрированная в ядре потока эмульгированная фаза 20 выводится из сепаратора через отверстие 19. Расчетному режиму сепарации соответствует конкретное оптимальное соотношение параметров Н, Р, У, в виде комплекса К= Н/Р У,.При переменном режиме работы сепаратора, когда расход эмульсии и(или) диаметр диспергированных капель Р;, отличаются от расчетных значений, устанавливают новое значение величины щелевого зазора Н; и угла раскрытия а;, сохраняя значение комплекса К=Н /ОУтаким же, как и при расчетном режиме, С этой целью посредством привода 6 и винтового механизма 5 по направляющим 7 смещают коробчатые камеры 1 и 2 на фундаментной плите 4 так, чтобы получился новый щелевой зазор Н;. Посредством привода, воздействуя на ушко 15, поворачивают рейку 13 относительно оси 12 так, чтобы торцовые уплотнения 11 и 14 образовали новый угол а; (новое У,;). Собственно процесс сеперации эмульсии протекает аналогично рассмотренному, но при новых оптимальных соотношениях конструктивных и режимных параметров.При необходимости дополнительной подрегулировки режима истечения жидкости из клинового канала воздействуют на соответствующую арматуру, установленную на дренажных линиях, подключенных к отверстиями 16 и 19.Пример , Для сепарации эмульгированных капель воды из турбинного масла Тп - 22 используют канально-щелевой аппарат (фиг. 1 - 3). Расчетные значения величин: расход масла Я= 10,8 м/ч; температура эмульсии 50 С, плотность воды р= =1000 кг/м; плотность масла р,= 875 кг/м кинематическая вязкость масла ,= 21,5 К К 10м/с; ширина щели Н= 4.10м (4 мм); величина раскрытия двугра нного угла а= 14, высота входного участка канала Ь = 0,25 м; средняя скорость потока эмульсии У,= Я/3600 ЬН= 3 м/с; наименьший диаметр удаляемой водяной капли Р= 0,168 1(Г м, скорость осаждения водяной капли расчетного диаметра в неподвижном масле (скорость Стокса) 8 А= 10м/с.Значение комплекса К=Н/Р:У,= 4500.Эффективность сепарации условно оценивается Э= 1 ООЯ.Снижают расход масла на 50 Я (Я;==5,4 м"/ч) при неизменном дисперсионном составе эмульсии (Р= 0,168 мм). При сохранении расчетных размеров щелевого канала (а= 14, Ь = 0,25 м, Н= 4 мм) средняя скорость потока Уснижается до 1,5 м/с.Комплекс К= Н/Р У= 9000. Эффективность сепарации снижается до Э= 72 Я.Сохраняя неизменным = 5,4 м/ч, уменьшают вдвое угол а раскрытия (новое а;=7, Ь;= 0,125 м), восстановив расчет ное значение У,= 3 м/с, К= 4500 и условное Э= 1000Аналогичный результат получают за счет уменьшения размера щели Н; до 3,5 мм, угла раскрытия а до 12 (Ь;= 0,214 м) и снижения средней скорости потока У; до 2 м/с. При этом комплекс К= 4500 и условное Э= 100%.Пример 2: Расчетный режим сепарации эмульсии аналогичен примеру 1. Переменный режим характеризуется уменьшением диаметра капель до Р;=0,125 мм (ЯА= 56)( К 10 6 м/с) при неизменном расчетном расходе эмульсии Я= 10,8 мз/ч. При сохранении геометрических и режимных параметров канального сепаратора (а= 14, Н= = 4 мм, Ь= 0,25 мм, У,= 3 м/с) комплекс К увеличивается до 10940, эффективность сепарации снижается до 67,5% (по отношению к расчетному значению).Восстанавливают расчетное значение Э= 100% и комплекс К= 4500 двумя путями оставляют зазор Н= 4 мм неизменным, угол раскрытия а; уменьшают до 5 (Ь;= 0,102 м), среднюю скорость потока увеличивают до У= 7,3 м/с или уменьшают щелевой зазор до Н= 2,97 мм, увеличивают угол а;= 18, Ь;= 0,336 м, сохраняют Ус= = 3 м/с.Пример 3. Расчетный режим сепарации эмульсии аналогичен примерам 1 и 2. Переменный режим характеризуется увеличением расхода масла до Я,=16,2 м/ч при расчетном значении Р= 0,168 мм. Восстанавливают расчетную величину Э= 00% и К= =4500 за счет уменьшения размера щели 5 до Н;= 3,71 мм, увеличения угла раскрытия до а;= 26, (Ь,=0,5 м) и снижения средней скорости потока до У=2,42 м/с.По сравнению с известным устройствомприменением предлагаемого сепаратора эмульсии повышает качество очистки исходной жидкости от эмульгированных примесей при переменных режимах сепарации, а также способствует автоматизации процесса сепарации.Формула изобретения 1. Сепаратор эмульсии, выполненный ввиде клинового канала с торцовыми стенками, образующими двугранный угол раскрытия и параллельными боковыми стенками, 20 образующими щелевой зазор и снабженными дренажными прорезями, отличающийся тем, что, с целью сохранения расчетной эффективности сепарации при переменных режимах работы, стенки канала выполнены подвижными с возможностью изменения величины двугранного угла и щелевого зазора между боковыми стенками.2. Сепаратор по п. 1, отличающийсятем, что одна из торцовых стенок канала выполнена в виде насаженной на ось рейки с эластичным уплотнением и возможностью перемещения ее в щелевом зазоре между боковыми стенками.Составитель О. КалякинаРедактор Н. Тупица Техред И. Верес Корректор А. ОбручарЗаказ 4639/7 Тираж 656 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Г 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Гроектная, 4