Установка для очистки углеводородных топлив от примесей

(51)5 В 01 О 35/06 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свМ 552096, кл. В 0 ка содержит две секции, каждая из которых включает два фильтра. Одна из секций помещена в теплоприемную, а другая - в теплоотдающую камеры теплообменника, работающего по замкнутому контуру. Корпус, сетки и гранулы всех фильтров выполнены из ферромагнитного материала, корпус заключен в электромагнитный кожух с обмоткой. Установка снабжена кристаллизатором, патрубки подвода и отвода топлива которого соединены с теплоприемной и теплоотдающей камерами теплообменника, причем кристаллиэатор оборудован коллектором подачи нейтрального газа, дренажной магистралью, конденсатором, вакуумным насосом и регулирующими вентилями. Угол конусности корпуса фильтров составляет 10- 15, а отношение высоты фильтрующих слоев составляет 0.3Н 1/Н 2 0,5, где Н 1 - высота последующей секции, Н 2 - высота предыдущей секции. 2 з.п, ф-лы, 2 ил, 2 табл. М. 32ко, С.И.Ивков и В.М.8)детельств1 О 23/26 нов, Д.Ю.Мисиязетдинов СССР74. Фильтр состоит из корпуса 1, в ного в форме усеченного конуса, с ми для подвода 2 и отводаЗ топлив корпуса расположены фильтрующ 6, разделенные сетками 7-10, зап загрузкой, например, шариками 1 ного диаметра. Уменьшение диа риков (размера загрузки) и фильтрующего слоя идет в нап х секций 16 и ет два фильтра 21, Секция 16 камеру 22, а ую камеру 23 КА ДЛЯ ОЧИСТКИ УГЛЕВОТОПЛИВ ОТ ПРИМЕСЕЙ ние относится к установкам глеводородных топлив и жидмесей, может применяться в нефтеперерабаты вающей от- шленности и других областях осстановления качества углеоплив по содержанию механидких примесей и позволяет хнологические возможности и ективность очистки, Установ(54) УСТАНОВ ДОРОДНЫХ (57) Изобрете для очистки у костей от при химической, раслях промь техники для в водородных т ческих и жи расширить те повысить эфф Изобретение относится к устройствам для очистки углеводородных топлив и жидкостей от примесей и может быль использовано в химической, нефтеперерабатывающей отраслях промышленности и других областях техники для восстановления качества углеводородных топлив по содержанию механических и жидких примесей,Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счег удаления твердых и жидких примесей из углеводородных топлив и повышение эффективности очистки.На фиг.1 изображена принципиальная схема фильтра, применяемого в установке для очистки углеводородных топлив от примесей; на фиг,2 - схема установки. расширяющейся части корпус фильтра заключен в электромагн жух 14 с обмоткой 15,Установка состоит из дву 17, каждая из которых включа соответственно 18 и 19, 20 и помещена в теплоприемную секция 17 - в теплоотдающ ыполнен- патрубкаа, Внутри ие слои 4- олненные 1-13 разметра шавысоты равленииа. Корпус итный ко 1588429теплообменника 24, работающего по замкнутому контуру. Установка имеет кристаллиэатор 25, у которого патрубки 26 и 27подвода и отвода топлива соединены с теплоприемной камерой 22 и теплоотдающейкамерой 23, Кристаллизатор 25 оборудованколлектором 28 подачи нейтрального газа,дренажной магистралью 29, конденсатором30, вакуумным насосом 31. Для подачи топлива иэ кристаллиэатора 25 в секции с фильтрами установлены насосы 32 и 33. Дпяуправления процессом очистки магистралиустановки снабжены вентилями 34-49,Установка работает следующим образом.ТЬпливо нагревают до максимальнойтемпературы температурного диапазонаего применения и эксплуатации. Включаюттеплообменник 24 и подключают электромагнитный кожух с обмоткой для намагничивания металлических частей фильтров исоздания магнитного поля внутри фильтра.Открывают вентили 34 - 36 и прокачиваюттопливо через фильтр 19 в кристаллизатор25. При этом происходит очистка углеводо. родных топлив от кристаллов углеводородов и других примесей, конденсирующихся. в топливе при повышенных температурах. атакже от механическихпримесей, Электромагнитный кожух с обмоткой обеспечиваютболее эффективную очистку топлив от механических примесей на металлической основе,Процесс очистки в фильтре происходитследующим образом,Топливо, подлежащее очистке, подается через патрубок 2 для подвода топлива вовнутреннюю полость корпуса 1, где последовательно проходит через фильтрующиеслои 4 - 6, заполненные шариками 11-13разного диаметра. При этом происходит последовательная очистка топлива от крупныхчастиц в слоях с большими шариками и домелких примесей в слоях с маленькимишариками. За счет создания маги,гп ос о ноля с помощью электромагнитного кожуха 14с обмоткой 15 и намагничивания шариков вфильтрующих слоях полностью удаляогсяметаллические частицы и загрязнения,В случае забивки фильтра примесямирегенерацию фильтрующего материала осуществляют путем обратной прокачки чистого топлива или используют для этогообратный теплообменный цикл теплообменника.Для увеличения ресурса работы и исключения забивки пор между шариками соразмерными с ними частицами и болеерупными примесями предусмотрено последовательное отделение крупных частиц102025 в слоях с шариками большого диаметра и мелких частиц в слоях с шариками малого диаметра, Угол конусности обеспечиваетравенство площадей сечений проходныхпор всех фильтрующих секций и увеличениепропускной способности фильтра.Далее открывают вентиль 48 на дренажной магистрали 29 и вакуумируют свободный объем кристаллизатора 25 с помощьювакуумного насоса 31, затем открывают вентиль 49 на магистрали подачи газа. Поступающие в жидкость газовые пузырьки мгновенно расширяются в объеме из-занизкого парциального давления в газовом пространствекристаллизатора 25, быстровсплывают, дробясь на более мелкие, обеспечивая интенсивное перемешивание всего объема топлива. Таким образом исключается образование застойных температурных зон в объеме топлива, Охлаждение всего объема топлива идет равномерно и резко повышается эффективность выделения воды из топлива в виде кристаллов льда. Эффективность охлаждения всего обьематоплива обеспечивается за счет внешнейтеплоотдачи. При этом расход газа должен быть меньше производительности вакуум 30 35 40 4 50 пользованием обратного теплообменного цикла в работу включаются фильтры 18 и 20. При этом назначение тепло приемной и теплопередающей камер взаимно меняется. Открывают вентили 42, 43, 37 и прокачивают подогретое топливо через фильтр 20 в криного насоса с целью исключения нарастания парциального давления в свободном обьеме,Таким образом, резкое расширеггие газовых пузырей под вакуумом способствует интенсивному динамическому возмущению топлива, обеспечивает равномерное его перемешивание, эффективное охлаждение и легкое управление процессом, Вынесенная во время процесса из топлива вода конденсируется в конденсаторе 30. После этого открывают вентили 37-41 и с помощью насоса 33 прокачивают топливо с кристаллами льда через фильтр 21. При этом происходит очистки топлива от кристаллов льда и механических прилгесей.В случае забивки фильтров растворенными примесями (кристаллами углеводородов, льда и т,д,) их регенерацию можно ссуществлять путем использования обратного теплообменного цикла теплообменника 24, При забивке фильтров механическими примесями регенерацию осуществляот путем обратной прокачки чистого топлива. При необходимости можно совмещать оба укаэанггых способа регенерации,Во время регенерации фильтров с ис,00002 3,0 2,0 1,0 0,5 0,8189 0,3561 0.1470 0,0582 0,01070 0.00466 0.00192 0,00076 10 - 1 3 0,8189 0,3561 0,1470 0,0582 0.02070 0,00466 0,00192 0,00076 3,0 20 римечание; данн сталлизатор 25, В кристаллизаторе 25 топливо охлаждают по указанной методике. Открывают вентили 36, 44, 45, 46, 47, и с помощью насоса 32 прокачивают топливо через фильтр 18. 5 Установку проверяют в лабораторных условиях. Для экспериментов берут дизельное топливо Л. В установке применяются фильтры следующей конструкции: угол ко нусности 11 о; диаметр шариков в первом фильтрующем слое 0,3 - 0,4 мм; диаметр шариков во втором фильтрующем слое 0,2 - 0,3 мм; диаметр шариков в третьем фильтрующем слое 0,063-0,1 мм. 15В качестве неметаллических примесей применяются искусственные загрязнители лейкоподий, стирокрил и полистирол, а в качестве металлических - естественные загрязненияС целью проверки эффективно сти очистки топлива от жидких примесей в него добавлЯетсЯ вода в количестве 1 - 37 в.После очистки топлива на предлагаемой установке проводится анализ топлива на содержание воды и Механических примесей. 25Экспериментальные данные по обоснованию оптимального угла конусности (влиянию угла конусности на гидравлические характеристики) приведены в табл, 1.30Из табл. 1 видно, что наиболее оптимальным с точки зрения гидравлических характеристик отстойника является угол конусности 10 - 15,35Данные по влиянию высоты. фильтрую- щего слоя на эффективность работы отстойника приведены в табл. 2.Как видно из табл. 2 оптимальным соотношением высоты фильтрующих слоев яв ляется 0,3Н 1/Н 20,5,и ые приведены в среднем по 3 опы Формула изобретения 1, Установка для очистки углеводородных топлив от примесей, включающая фильтры, каждый из которых содержит корпус в виде усеченного конуса, внутри которого расположены фильтрующие слои, отделенные один от другого сетчатыми перегородками и состоящие из гранул одинакового размера в каждом слое, с уменьшением гранул в направлении расширяющейся части корпуса, патрубки для подвода и отвода топлива, отличающаяся тем,что,с целью расширения технологических возможностей и повышения эффективности очистки, она выполнена двухсекционной, причем каждая секция включает два фильтра и снабжена теплообменником, при этом одна иэ секций помещена в теплоприемную камеру теплообменника, а другая - в теплоотдающую, кристаллизатором, патрубки подвода и отвода которого соединены соответственно с теплоприемной и теплоотдающей камерами теплообменника, и электромагнитной системой, выполненной в виде кожухов с электрообмотками, размещенных снаружи корпусов, причем фильтрующие слои полностью заполнены гранулами, а высота слоев уменьшается по направлению движения топлива, при этом кристаллизатор оборудован коллектором подачи нейтрального газа, дренажной магистралью, конденсатором, вакуумным насосом и регулирующими вентилями.2, Установка поп 1, о тл и ч а юща яс я тем, что угол конусности корпуса фильтра составляет 10-15,3. Установка по п.1, о т л.и ч а ю щ а яс я тем, что отношение высоты фильтрующих слоев составляет 0,3Н 1/Н 20,5. где Н 1- .выСОта пОСлЕдуЮщЕй СЕкции, Н 2 - ВЫ- сота предыдущей секции.Таблица 1 Эффективность работы фильтра Из-за меньшеи площади сечения проходных пор перегородки с шариками маленького диаметра уменьшаются пропускная способ ность, удельный расход. ресурс работы и возрастает гидравлическое сопротивление отстойникаОбеспечивается равенство сечений проходны пор всех перегородок и за счет этого пропускная способность, удельный расход и ресурс работы становятся максимальными, а гидравлическое сопротивление отстойника минимальнымГидравлическое сопротивление отстойник остается как и в п.2, увеличения пропускнои способности и удельного расхода не наблюдается, увеличивается материалоемкость отстойника)й толщины перегородки с шарикухудшается коэффициент полнотьрязнителяость очистки жидкости от мелкихляет 30-80; и малетсева ького елких части язниость очистки жидкости от мелких частиц заляет 80-98 при оптимальной величине пропи, удельного расхода и гидравлического соойника ускнои ротивпытам,7 З 10 иг. сть очистки ет до 100 кое сопрот , а также чание: данные приведены в среднем идкости от мелких частиц загрязнино при этом резко увеличиваетсяление и уменьшаются пропускнаяльный асход жидкости1588429 25 29 Ф 8 Д И 1 В Составитель О. Симоненкоедактор И. Касарда Техред М.Моргентал Корректор Л. Патай аказ 2499 Тираж 573 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и, открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101