Сепаратор для очистки судовых нефтесодержащих вод от нефтепродуктов

Изобретение относится к очисткенефтесодержащих вод от нефтепродуктов на судах и буровых платформах иможет быть применено на предприятияхнефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности, автопредприятиях и прочих промьипленныхобъектах, где образуются нефтесодержащие воды. ОЦель изобретения - повышение качества очистки нефтесодержащих водот нефтепродуктов за счет предотвращения заноса загрузки механическимипримесями, 15На Фиг. 1 изображен сепаратор,продольный разрез, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.Сепаратор состоит из корпуса 1диаметром Д, имеющего дно 2 и крышку 3, патрубки 4 для подвода нефтесодержащей воды, патрубки 5 для отвода нефтепродуктов и патрубки 6для отвода фильтрата,В корпусе концентрично размещеныцилиндрические перегородки 7-10 собразованием полостей с полочным отстойником 11, сбора фильтрата 12,фильтра с полостями 13 и 14 и центральной полости 15. В дне фильтравыполнено входное отверстие 16 дляпрохода из отстойника 11 в центральную полость 15, Перегородка 8 герметично прикреплена к дну фильтра, аверхняя ее кромка расположена нарасстоянии Н от крышки корпуса. Перегородка 9, установленная в полостифильтра, герметично прикреплена ккрышке корпуса и не доходит до днафильтра на расстояние Н.40 В полости 14 фильтра размещена коалесцирующая загрузка из мелко- гранулированного стекла с электроста" тическими свойствами, а в полости 13 размещена коалесцирующая загрузка из крупногранулированного полимера с олеофильными поверхностными свойствами.Над отстойником 11 и полостью 12 размещены нефтесборники 17 и 18. Пе 50 регородка 9 выделяет нефтесборник 19. Отстойник выполнен в виде полок 20. В нижней части корпуса, между отстойником 11 и полостью 15, размещен завихритель 21 потока со сборником 22 механических примесей.К дну 2 присоединены патрубки 23 для слива шлама из отстойника 11,Сепаратор работает следующим образом.Вода, содержащая нефтепродукты имехпримеси, поступает в сепараторчерез патрубки 4. В процессе ее движения между полками 20 отстойника11 из нее под действием силы Архимеда выделяются все частицы нефтепродукта, имеющие скорость всплытиябольше, чем скорость потока.Выделившийся нефтепродукт собирается в нефтесборнике 17 и затем попатрубкам 5 слива нефтепродукта отводится из сепаратора.Вода с оставшимися в ней нефтепродуктами поступает в завихритель21 потока. Пройдя тангенциальные каналы завихрителя, она приобретаетвращательное движение,Из завихрителя 21 вращающийсяпоток жидкости поступает в центральную полость 15, В процессе винтового движения жидкости по полости 15происходит разделение потока на легкую, промежуточную и тяжелую фазы,Частицы нефтепродукта, являющиесялегкой фазой, концентрируются в центре потока. Частицы мехпримесей, являющиеся тяжелой Фазой, концентрируются на стенках полости 15.Вода занимает промежуточное положение. В воде также остаются частицынефтепродукта и мехпримесей, плотность которых близка к плотности воды фПри выходе из полости 15 частицынефтепродукта, к этому времени ужескоалесцировавшиеся и приобретшиебольшую подъемную силу, всплывают внефтесборник 19, а частицы мехпримесей оседают в мехсборник 22.Из полости 15 выходит вода, взначительной степени очищенная отмехпримесей и крупнодисперсной фракции нефтепродуктов, Оставшийся мелкодисперсный нефтепродукт вместе сводой образует разбавленную эмульсиютипа масло в воде (м/в). Эмульсииэтого типа обладают очень высокойустойчивостью, т.е, способностьюдлительное время сохранять свое агрегатное состояние (не расслаиваться) .Устойчивость разбавленных эмульсийм/в объясняется наличием на поверхности частиц нефтепродукта двойногоэлектрического слоя, состоящего изслоя ориентированных полярных молекул.Ч5а в зазора 1 уравнениями 3 ЬР,н Л Так как робежного природой и 2 б сил, между зависимостт ентральной полозделения.лости 13 вода о где Р, - диаметФр - факторНа выходе из бает перегородк 6 выводится из ный нефтепродук сборник 18 и за слива нефтепрод ар и части имеющих равные о и через па убки пиен сепаратора. Укр т всплывает в н тем по патрубкам уктов отводится- пористость высота сло тегрузки;агрузки,вязкость ж- динамическ з ост сепаратора. Экономичес го сепараторалов м достигает мес а з 141 Причем, согласно правилу Кена, положительный заряд молекулы ориентируется в сторону дисперсионной среды, т.еводы.Одноименные заряды отталкиваются, что препятствует коалесценции частиц нефти.Для успешного проведения процесса очистки слабо концентрированных эмульсий (нефтесодержащих смесей) от нефти необходимо освободить нефтяную частицу от двойного электрического слояВ процессе прохождения через слой мелкогранулированного стекла в полости 14 с электростатическими свойствами (имеющего отрицательныи заряд) нефтяные частицы "передают" свой заряд загрузке. За счет этого происходит эффективная коалесценция мелких частиц в сплошную фазу.Дальнейшее слияние нефтепродукта происходит при прохождении через загрузку в полости 13. Здесь процесс коалесценции обеспечивается за счет олеофильности поверхности гранул загрузки.Обязательным условием коалесценции частиц нефтепродукта является ламинарный режим течения смеси220(К с ( 50; Я = ) в загрузке. Ско- с рость течения на этом режиме опреляется уравнением, рс 1 г Пз248( 1-П)4 Ь- перепад давления на слое 4 загрузки,- диаметр гранул з- коэффициент формь загрузки, определ рез отношение по Принципиальным также является авенства скоростеи течения полостях 11, 12, 13, 14 и заи Н 1Скорости в этих полостях определяются через расход смеси и диаметр полости следующими уравнениями: процессы отстоя и центтделения отличаются лишь величиной действующих ними имеется физическаявыражаемая через факто Эта зависимость позволяет в общемвиде выразить диаметры полостей 11,12, 13 и 14 гравитационного отстоя,а также зазоры Н и Н через полость15 центробежного разделения,Такая зависимость для диаметровполостей 11, 12, 13 и 14 имеет вид й эффект предлагаемосравнении с прототиза счет повьппения степени очистки и ресурса коалесцирующих загрузок да замены.У 5 14Повышение степени очистки определяется предотвращением заноса коалесцирующих загрузок крупнодисперсионными мехпримесями за счет их выделения из нефтеводяной смеси центробежной силой и отводом их в мехсборник,Кроме того, снижение заноса загрузки мехпримесями позволяет достаточно стабильно поддерживать ее пористость и соответственно предотвращать переход от ламинарного течения смеси к турбулентному, что значительно влияет на ухудшение очистки.Выполнение загрузки, находящейся первой по потоку смеси, из гранул малого размера, и обладающей электростатическими свойствами, обеспечивает интенсификацию коалесценции мелких частиц нефти. Крупногранулированная загрузка способствует дальнейшей коалесценции нефтепродукта и всплытию его в нефтесборник.Размещение загрузок в свободном состоянии дает возможность путем промывки обратным током восстанавливать первоначальные свойства загрузки.16444 ь держащей воды, отвода нефтепродуктов, и фильтрата, завихритель потока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества очистки воды от нефтепродуктов за счет предотвращения заноса коалесцирующей загрузки механическими примесями, он снабжен сборником для механических примесей, установленным в нижней части корпуса, размещенной в полости фильтра непроницаемой цилиндрической перегородкой, верхняя кромка которой герметично прикреплена к крышке корпуса, а нижняя Расположена на расстоянии от дна фильтра, причем завихритель потока размещен между сборником и входным отверстием центральной полости, а диаметр каждой последующей цилиндрической перегородки от центральной полости и высота от верхней кромки перегородок до крьппки корпуса или от нижней кромки до дна фильтра определяются иэ соотношений 254 своиствами. 3, Сепара ор по п.1, о т ля тем, что крупнцирующей загрузкиоду потока в филь ть ч ающии гранул коал чивается по е. Формула изобретения1. Сепаратор для очистки судовых нефтесодержащих вод от нефтепродуктов, содержащий корпус с крьппкой и днищем, концентрично размещенные в корпусе цилиндрические перегородки с образованием полостей с полочным отстойником, сбора фильтрата, фильтра с коалесцирующей загрузкой и цент ральной полости, причем верхние кромки перегородки фильтра располо.жены на расстоянии от крьппки корпуса, а в дне фильтра выполнено вход ное отверстие для прохода очищаемой воды из отстойника в центральную полость, патрубки для подачи нефтесоде Э - диаметр и-и перегородки,П - диаметр центральной полостиН - высота от верхней кромкии-й перегородки до крьпнкикорпуса или от нижней кромки до дна фильтра,ф - фактор разделения = 100-5002, Сепаратор по п,1, о т л и -а ю щ и й с я тем, что коалесцируюая загрузка выполнена из гранулироанного стекла с электростатическими