Электродегидратор

ОПИСДНИЕ ВЮ 755ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 04,04.77с прасоединением заявки Государственный комите, М. фти и газа и Авдеевски . 50-летия СССР титут завод 4) ЭЛЕКТРОДЕГИДРАТИзобретение относится к устройствам для обезвоживания, обеззоливания и обессоливания дисперсных систем (эмульсийсуспензий) каменноугольной смолы и может быть применено для очистки смолы перед ее ректификацией в смолоперерабатывающих цехах коксохимических заводов.Известны электродегидраторы для обезвоживания и обессоливания нефтяныхэмульсий 11.Однако эти аппараты не могут быть применены для разрушения дисперсных систем каменноугольной смолы, так как плотность смолы выше плотности нефти и воды, и кроме того, наличие повышенного содержания твердых частиц в смоле (частицы кокса, сажи, угля и т. д.) значительно уменьшает электрическое сопротивление смолы,Наиболее близким техническим решением является электродегидратор для обезвоживания и обессоливания нефтяной эмульсии 12.Электродегидратор состоит из горизонтальной цилиндрической емкости с расположенными в ней тремя электродами и изоляторами, распределительного устройства, содержащего коллектор для подвода нефтяной эмульсии и отводы, соединяющие коллектор с электрической зоной, находящейся между двумя нижними электродами, и приспособления для отвода обработанной нефтяной эмульсии.Нефтяную эмульсию вводят в электри ческую зону, расположенную над нижнил;электродом, через отводы, соединенные с коллектором. После обработки в этой зоне нефтяная эмульсия поступает в основную зону, где окончательно обрабатывается и И через приспособление для отвода обработанной эмульсии отводится из электродегидратора.Недостатки этого электродегидратора,не позволяющие применить его для очист ки каменноугольной смолы, сводятся к следующему.При попадании дисперсной системыкаменноугольной смолы в электрическое поле постоянной напряженности частицы во ды и твердые частицы располагаются вдольего силовых линий, образуя так называемые токопроводящие цепочки. В результате такого расположения частиц электропроводность дисперсной системы резко 25 увеличивается, возникает короткое замыкание, и аппарат работает как обычный отстойник.Кроме этого, ввод диоперсной системы спомощью отводов концентрирует образоваЭ 0 ние токопроводящих цепочек в сечении от 8107555 о 15 ао 25 зо 35 60 65 вода, что увеличивает вероятность короткого замыкания и, с другой стороны, оставляет свободной часть электрического поля, которое воздействует на обрабатываемый поток,Целью изобретения является повышение степени очистки каменноугольной смолы и повышение надежности работы дегидратора.Для достижения этой цели в электродегидраторе, состоящем из емкости, распределительного устройства, электродов и изоляторов, электроды представляют собой трубы, расположенные параллельно в шахматном порядке, образуя три горизонтальных ряда, причем распределительное устройство расположено в середине верхнего ряда параллельно трубам и выполнено в виде перевернутого желоба с прикрепленной к нему снизу пластиной,Изготовление электродов из труб создает условия для получения электрического поля высокой степени неравномерности по значению напряженности, что позволяет рассредоточить образование токо- проводящих цепочек, что, в свою очередь, приводит к увеличению времени на их формировапис, т. с, времени до возникновения короткого замыкания между электродами.Выполнение распределительного устройства из перевернутого желоба с пластиной создает два щелевидных отверстия, длина которых соответствует длине труб, из которых собирается электрод. Это поз. воляет получить две горизонтальные струи 1 плоскости) диоперсной системы, подвергаемой очистке, и рост токопроводящих цепочек будет проходить рассредоточенно по всей длине щелевидного отверстия. Кроме того, такая конструкция распределительного устроиства создает ламинарныи поток В аппарате, который способствует всплыванию (осаждению) частиц и, следовательно, повышению степени очистки.Расположение распределительного устройства в середине верхнего электрода параллельно трубам позволяет равномерно распределить дисперсную систему в электрическом поле и, следовательно, каждой части потока получить одинаковое воздействие электрического, поля и иметь одинаковую степень очистки, а также способствует рассредоточенному росту токопроводящих цепочек, т. е. замедляет их рост. Взаимное расположение труб электро. дов в шахматном порядке позволяет одной трубе рабочего электрода создавать электрическое поле между двумя трубами заземленного электрода в силу одинакового расстояния до их ценвров. Таким образом, при шахматном расположении труб в электродах увеличивается объем, в котором создается электрическое поле, что увеличивает время пребывания в нем смолы и, следовательно, степень ее очистки.На фиг. 1,изображен общий вид электродегидратора; на фиг. 2 - сечение А - А фиг, 1.Электродегидратор состоит из горизонтальной емкости 1, в которой имеются штуцеры 2, 3 для ввода в аппарат каменноугольной смолы, подвергающейся очистке, штуцера 4 и 5 для вывода очищенной смолы и воды, соответственно. Кроме того, емкость 1 имеет штуцер б для крепления проходного изолятора 7, через который подается высокое напряжение к трубам 8 рабочего электрода. Желоб 9 распределительного устройства крепится к угольникам 10, 11, которые привариваются к стенкам емкости 1. Под желобом 9 находится металлическая пластинка 12, которая крепится к кслобу 9 в нескольких местах с зазором 5 - 10 ил, По ширине желоба 9 зазор между ним и пластинкой 12 отсутствует. Трубы верхнего электрода 13 прикрепляются к угольникам 10.Трубы рабочего электрода находятся в очищенной смоле и опираются на опорные изоляторы 14, выпо.тненные из высоко- прочного электроизоляционного материала, например, фторопласта. Трубы нижнего электрода 15 и опорные изоляторы 14 прикрепляются к угольникам 11.Электродегпдратор работает следующим образом,Перед пуском в работу аппарат заполняется относительно безводной смолой с содержанием воды 1 - 2% и подогретой до 60 - 80 С. После этого подается высокое падряжение на трубы 8 рабочего электрода порядка 8 - 16 кВ. через проходной изолятор 7. Далее при включенном рабочем электроде в аппарат подают каменноугольную смолу с содержанием воды 5 - ЗОО 1 О через штуцеры 2, д. Смола поступает в электрополе через щели (левая и правая), которые, имеются между желобом 9 и пластиной 12.При стекании смолы с пластины 12 на псе воздействует электрическое поле, соз,аваемое между пластиной 12 и трубой 8 рабочего электрода. В результате воздействия электрического поля частицы воды и твердые частицы поляризуются, образуют диполи, которые приобретают способность соединяться друг с другом, образуя токо- проводящие цепочки. На твердые цепочки адсорбируется вода, а на водяные цепочки адсорбируются твердые частицы 1 сажа, кокс, частицы кладки кокосовых печей, уголь и т. д.). Твердые частицы в основном являются носителями золы и веществ, не растворимых в толуоле. Кроме того, на токопроводящие цепочки адсорбируются поверхностно-активные вещества, специально введенные в смолу перед ее подачей в аппарат, например, типа деэмульгаторов5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 О%К, диссольван 4411 в количестве 20 - 100 г(т смолы или находящиеся в смоле, например, фенолы, пвридиновые основания, В результате присутствия поверхностно-акпивных веществ возникают силы поверхностного натяжения, которые стараются вытолкнуть твердую токопроводящую цепочку из смолы на границу раздела фаз в аппарате, а водяную токопроводящую цепочку стараются преобразовать в каплю, которая способна всплывать в смоле. Наличие в твердой цепочке воды, поверхностно-активных веществ понижает ее плотность и способствует ее всплыванию в смоле. На выходе из распределительного устройства воздействие электрического поля на смолу является кратковременным, но здесь смола освобождается от значительной части нежелательных компонентов и приобретает более или менее постоянное качество по их содержанию. Далее эта смола подвергается уже более длительному воздействию в электрическом:поле, создаваемом между трубами 8 рабочего электрода и трубами верхнего 13 и нижнего 15 электродов. В результате воздействия этого электрического поля смола освобождается в значительной степени (на 80 - 90 О/о ) от нежелательных компонентов (воды, золы, солей) и выводится через штуцера 4 в хранилища обезвоженной и обессоленной смолы или непосредственно подается в ректификационную колонну для разделения на фракции. Вода с находящимися в ней солями и твердыми частицами выводится с верха аппарата через штуцер 5 в специальную канализацию.В лабораторных условиях был испытан электродегидратор непрерывного действия объемом 10 л, электроды которого и распределительное устройство имели длину 8 мм при диаметре труб электродов 5 О мм и при подаче напряжения на рабочий электрод 1 О+0,5 кВ. Испытание было проведено на производительности 50 л(час:й 1 и температуре 80 С+ 5.,В этих условиях было обеспечено снижение воды с 10,2% до 0,45/ золы с 0,14% до 007%, агрессивных солей с 150 мг/А до 20 мг/л. 1 ехнико-экономическая эффективность аннарата заключается в том, что он повышает качество смолы, поступающей впереработку, и снижает затраты на ее переработку. Например, в настоящее время смо. ла, перерабатываемая в обычном смолоперерабатывающем цехе, содержит,воды более 4%, золы более 0,08%; агрессивных солей более 100 мг(л. Все это приводит к тому, что смолоперегонные агрегаты требуется останавливать для чистки через 3 - 4 месяца, имеется повышеный расход тепла и энергии на перекачку воды н ее испарение. По предварительным данным внедрение, предлагаемого аппарата в смолоперегонном цехе даст экономический эффект порядка 100 тыс. руб./г за счет увеличения производительности установки и снижения расхода тепла и электроэнергии.Предлагаемый аппарат имеет более высокую производительность, чем предложенные ранее аппараты.Кроме того, внедрение аппарата повысит культуру производства, так как отпадает чистка аппаратуры, а ее,подготовка к ремонту сокращается до минимума. Формула изобретения Электродепидратор, состоящий из емкости, распределительного устройства, электродов и изоляторов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения степени очистки каменноугольной смолы и повы;пения надежности, электроды представлчют собой трубы, расположенные параллельно в шахматном порядке, образуя три горизонтальных ряда, причем распределительное устройство расположено в середине верхнего ряда параллельно трубам и выполнено в виде ,перевернутого желоба с прикрепленной к нему снизу пластиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Медведев К. П, и др, Дисперсные системы каменноугольной смолы и их физико-химические свойства, Кокс и химия, 1973,3, с. 28.2. Авторское свидетельство СССР205191, кл. С 10 б 33/О 2, 1968 (прототип).810755 Составитель Л. фроловаактор Т. Авдейчик Техред О. Павлова Корректор С. Файн Тип, Харьк. фил. пред. Пат Заказ 223/219 Изд. Ме 222НПО Поиск Государственного комитета ССС113035, Москва, Ж, Рау Тираж 553 Подписное по делам изобретений и открытийкая наб., д. 4/5