RU155050U1

RU155050U1 - OIL DRAINAGE DEVICE

Info

Publication number: RU155050U1
Application number: RU2015117677/04U
Authority: RU
Inventors: Наиль Мансурович Хамидуллин
Original assignee: Наиль Мансурович Хамидуллин
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2015-09-20

Abstract

Устройство обезвоживания мазута, состоящее из нижней и верхней камер, в верхней камере расположен коллектор распределительный сырья, коллектор распределительный рециркулята и теплообменные трубы, отличающееся тем, что под распределительными коллекторами сырья и рециркулята установлена распределительная тарелка.Fuel oil dewatering device, consisting of lower and upper chambers, in the upper chamber there is a distribution raw material collector, a recirculated distribution manifold and heat exchange pipes, characterized in that a distribution plate is installed under the distribution manifolds of the raw materials and recirculated.

Description

Полезная модель относится к области техники, используемой для обезвоживания мазута в мазутохранилищах предприятий, использующих мазут в качестве топлива, например, тепловых электростанций. Может быть использована для очистки мазутосодержащих сточных вод с получением компонента топочного мазута методом обезвоживания.The utility model relates to the field of technology used for dehydration of fuel oil in fuel oil storages of enterprises using fuel oil as fuel, for example, thermal power plants. It can be used for the purification of fuel oil-containing wastewater with obtaining a component of heating oil by the dehydration method.

Обводненный мазут образует с водой очень стойкие эмульсии, требующие для выделения воды применение процесса деэмульгирования.Waterlogged fuel oil forms very stable emulsions with water, which require the use of a demulsification process to isolate water.

Особый подход требует обезвоживание нефтешлама из отстойных прудов (Рекомендации по обезвоживанию нефтешлама из отстойных прудов ОАО «Салаватнефтеоргсинтез, ГУП Институт нефтехимпереработки, УФА, 2003).A special approach requires dehydration of oil sludge from sludge ponds (Recommendations for dehydration of oil sludge from sludge ponds of Salavatnefteorgsintez OJSC, Institute of Petrochemical Processing, UFA, 2003).

Используемые в настоящее время способы и устройства деэмульгирования нефтяных эмульсий условно разделяют на следующие группы:Currently used methods and devices for demulsifying oil emulsions are conventionally divided into the following groups:

- механические - отстаивание, фильтрование, центрифугирование,- mechanical - sedimentation, filtration, centrifugation,

- термические - подогрев и отстаивание при атмосферном давлении и под избыточным давлением,- thermal - heating and settling at atmospheric pressure and under pressure,

- электрические - обработка в электрическом поле.- electrical - processing in an electric field.

- химические - обработка эмульсии различными реагентами - деэмульгаторами.- chemical - treatment of the emulsion with various reagents - demulsifiers.

Каждый из методов основан на слиянии и укрупнении капель воды, что способствует более интенсивному ее отстаиванию. Выбор того или другого метода определяется типом нефтяной эмульсии и ее стойкостью.Each of the methods is based on the merging and enlargement of water droplets, which contributes to its more intensive upholding. The choice of one or another method is determined by the type of oil emulsion and its resistance.

Наиболее эффективным считается термический метод деэмульгирования нефтяных эмульсий.The most effective is considered the thermal method of demulsification of oil emulsions.

Известен способ термического обезвоживания нефтепродуктов, в т.ч. мазута, нагреванием до текучего состояния при перемешивании с обезвоженным битумом и добавкой поверхностно-активного вещества при 100-150°C (авторское свидетельство СССР 1747467). Этот способ является очень трудоемким и энергоемким из-за использования специальных мешалок при температуре 100-150°C, кроме того, он не может быть использован для обезвоживания мазута, температура вспышки которого порядка 110°C.A known method of thermal dehydration of petroleum products, including fuel oil, heating to a fluid state with stirring with dehydrated bitumen and the addition of a surfactant at 100-150 ° C (USSR copyright certificate 1747467). This method is very time-consuming and energy-intensive due to the use of special mixers at a temperature of 100-150 ° C, in addition, it cannot be used for dehydration of fuel oil, the flash point of which is about 110 ° C.

Известна установка для подготовки к сжиганию водомазутной эмульсии (Патент РФ №2105930). Установка содержит расходную емкость с обводненным мазутом, к которой последовательно подсоединены фильтр грубой очистки, подогреватель, фильтр тонкой очистки, шестеренчатые нагнетательные насосы, форсунку, снабженную трубопроводом рециркуляции мазута, выход которого подсоединен к снабженному сопловыми наконечниками коллектору, размещенному в расходной емкости.A known installation for preparing for the combustion of a water-oil emulsion (RF Patent No. 2105930). The installation comprises a supply tank with flooded fuel oil, to which a coarse filter, a heater, a fine filter, gear pumps, a nozzle equipped with a fuel oil recirculation pipe, the outlet of which is connected to a manifold equipped with nozzle nozzles located in the supply tank, are connected in series.

Отличительной особенностью установки является то, что выпускной патрубок насоса связан с впускным патрубком трубопроводом, имеющим регулирующую задвижку. Каждый последующий нагнетательный насос имеет меньшую производительность, чем предыдущий, а к выпускному патрубку последнего насоса дополнительно подсоединено через регулирующую задвижку сопло, размещенное в камере смешения эжектора. Выход последнего подсоединен через регулирующую задвижку к выпускному патрубку первого насоса, а камера смешения связана трубопроводом с дополнительной расходной емкостью.A distinctive feature of the installation is that the outlet pipe of the pump is connected to the inlet pipe by a pipe having a control valve. Each subsequent discharge pump has lower performance than the previous one, and a nozzle located in the ejector mixing chamber is additionally connected to the outlet of the last pump through an adjusting valve. The output of the latter is connected through the control valve to the outlet of the first pump, and the mixing chamber is connected by a pipe with an additional flow capacity.

Данная установка имеет следующие недостатки:This installation has the following disadvantages:

- примененные в ней шестеренчатые насосы не обеспечивают необходимую степень диспергирования воды в мазуте, а следовательно, и ее стабильность, т.к. при прохождении обводненного мазута через насос топливо перемещается по периферии рабочей камеры в межзубном пространстве шестерен, не подвергаясь при этом никакому механическому воздействию;- gear pumps used in it do not provide the necessary degree of dispersion of water in fuel oil, and therefore its stability, because when waterlogged fuel oil passes through the pump, the fuel moves along the periphery of the working chamber in the interdental space of the gears, without being subjected to any mechanical impact;

- установка сложна в управлении и требует перенастройки при изменении входных параметров.- the installation is difficult to manage and requires reconfiguration when changing the input parameters.

Известно устройство для обезвоживания мазутного шлама (патент РФ №2122564), которое состоит из резервуара с вмонтированным в его нижней части обогревателем, люка, находящегося на верхней части резервуара, отводной трубы, отходящей от люка и соединяющей резервуар с холодильником через боковой патрубок, расположенный в нижней части кожухотрубного холодильника. Холодильник имеет два патрубка для входа и выхода холодной воды. В донной части холодильника имеется патрубок для вывода выделенной из мазута воды. На крышке холодильника имеется выводная труба.A device for dehydration of fuel oil sludge is known (RF patent No. 2122564), which consists of a tank with a heater mounted in its lower part, a hatch located on the upper part of the tank, an outlet pipe extending from the hatch and connecting the tank with a refrigerator through a side pipe located in bottom of the shell and tube refrigerator. The refrigerator has two nozzles for entering and exiting cold water. In the bottom of the refrigerator there is a pipe for removing water extracted from fuel oil. There is an outlet pipe on the lid of the refrigerator.

Резервуар заполняют обводненным мазутом на 70-80% его объема и нагревают с помощью нагревателей, температура поверхности которых 150-190°C. Нагреватели располагают в придонной части резервуара параллельно поверхности обводненного мазута в объеме, ограниченном двумя плоскостями, параллельными поверхности жидкости, которые отстоят от дна на высоте 0,05-0,25 от высоты резервуара.The tank is filled with flooded fuel oil to 70-80% of its volume and heated using heaters, the surface temperature of which is 150-190 ° C. Heaters are placed in the bottom of the tank parallel to the surface of the flooded fuel oil in a volume limited to two planes parallel to the surface of the liquid, which are spaced from the bottom at a height of 0.05-0.25 from the height of the tank.

При локальном нагреве температура обводненного мазута поднимается до 150-190°C, в результате чего происходит гарантированное отделение воды от мазута и образование паров воды. Пары воды удаляются из мазута в результате испарения. В целом по объему обводненный мазут нагревается до температуры 100-120°C в результате интенсивного конвективного перемешивания и испарения воды. Для испарения 1 кг воды затрачивается 550 ккл/кг.With local heating, the temperature of flooded fuel oil rises to 150-190 ° C, resulting in a guaranteed separation of water from fuel oil and the formation of water vapor. Water vapor is removed from fuel oil by evaporation. In general, the volume of flooded fuel oil is heated to a temperature of 100-120 ° C as a result of intense convective mixing and evaporation of water. For the evaporation of 1 kg of water, 550 kl / kg is consumed.

Этим достигаются две цели - идет испарение преимущественно паров воды, температура которых не превышает 120°C, что, например, при использовании мазута М 100 незначительно (на 10°C) превышает температуру его вспышки. При наличии кислорода в парах они при температуре больше температуры вспышки создают опасность взрыва. Для исключения этой опасности в устройство необходимо было включить холодильник, в котором температура паров становилась ниже температуры вспышки, в результате чего процесс из опасного становится безопасным.This achieves two goals - the evaporation is predominantly of water vapor, the temperature of which does not exceed 120 ° C, which, for example, when using fuel oil M 100 slightly (10 ° C) exceeds its flash point. If oxygen is present in the vapors, they at a temperature higher than the flash point create an explosion hazard. To eliminate this danger, it was necessary to include a refrigerator in the device, in which the vapor temperature became lower than the flash point, as a result of which the dangerous process becomes safe.

Такое решение привело к значительному усложнению устройства и повышению затрат на его изготовление.This decision led to a significant complication of the device and an increase in the cost of its manufacture.

Известен способ и устройство обезвоживания мазута (патент РФ №2127298) путем локального нагрева до текучего состояния в резервуаре с помощью нагревателя, установленного в нижней части резервуара, с температурой поверхности 150-190°C.A known method and device for the dehydration of fuel oil (RF patent No. 2127298) by local heating to a fluid state in the tank using a heater installed in the lower part of the tank, with a surface temperature of 150-190 ° C.

При этом способе имеет место большой расход электроэнергии, т.к. происходит только локальный разогрев, и для улучшения теплопередачи необходимы затраты на перемешивание разогреваемой массы. Кроме того, осаждение продуктов распада нефтепродуктов на поверхности нагревателей приводит к значительному снижению КПД нагревания и выходу устройства из строя. Недостатком данного способа является также необходимость использования воды для работы эжектора, что приведет к неизбежному ее загрязнению нефтепродуктами, содержащимися в водяном паре.With this method, there is a large consumption of electricity, because only local heating occurs, and to improve heat transfer, the cost of mixing the heated mass is necessary. In addition, the deposition of decomposition products of petroleum products on the surface of the heaters leads to a significant decrease in the heating efficiency and the failure of the device. The disadvantage of this method is the need to use water for the operation of the ejector, which will lead to its inevitable contamination with oil products contained in water vapor.

Названные устройства не пригодны для обезвоживания стойких эмульсий, практически не различающихся плотностью, к которым относится обводненный мазут, и малоэффективны.The aforementioned devices are not suitable for dehydration of persistent emulsions, which practically do not differ in density, which include flooded fuel oil, and are ineffective.

Известен пленочный выпарной аппарат (патент РФ 2144412). Этот аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус с размещенными в нем теплообменными трубами, закрепленными в трубных решетках, к которым прикреплены верхняя и нижняя распределительные камеры, распределительный коллектор в верхней распределительной камере, на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи с закрепленными на них соосно патрубками с диафрагмами. К патрубкам с диафрагмой прикреплены колпачки с отверстием в боковой стенке, верхняя и нижняя распределительные камеры соединены переточной трубой, в нижней распределительной камере выше отверстия для переточной трубы расположена диафрагма с закрепленным в ней патрубком, нижний конец которого расположен ниже отверстия для переточной трубы и снабжен V-образными вырезами. Нижняя камера испарителя снабжена уровнемером.Known film evaporator (RF patent 2144412). This apparatus contains a vertical cylindrical body with heat exchange tubes placed in it, fixed in tube sheets, to which the upper and lower distribution chambers are attached, a distribution manifold in the upper distribution chamber, film former with coaxially mounted nozzles with diaphragms located on the upper ends of the heat exchange tubes. Caps with an opening in the side wall are attached to the nozzles with a diaphragm, the upper and lower distribution chambers are connected by a transfer pipe, in the lower distribution chamber above the opening for the transfer pipe there is a diaphragm with a pipe fixed in it, the lower end of which is located below the opening for the transfer pipe and is equipped with V -shaped notches. The lower chamber of the evaporator is equipped with a level gauge.

Аппарат работает следующим образом. Обрабатываемая среда подается в верхнюю распределительную камеру на верхнюю трубную решетку через распределительный коллектор, растекается по ней, затекает под патрубки и переливается через верхнюю кромку пленкообразователя в теплообменные трубы. Стекая по теплообменным трубам, низкокипящая часть обрабатываемой жидкости испаряется. При малой нагрузке по вторичному пару, пар поднимается по теплообменным трубам и через отверстия в боковой стенке колпачков поступает в верхнюю распределительную камеру. В результате сопротивления диафрагм и отверстий в колпачках уровень жидкости на трубной решетке выше, чем уровень жидкости на переливе в пленкообразователи. Если в какую-либо трубу жидкости поступает меньше, то в ней образуется меньше вторичного пара. Следовательно, уменьшается сопротивление диафрагмы и отверстия в колпачке над этой трубой, что приведет к подъему уровня жидкости на переливе в пленкообразователи, то есть устройство работает как регулятор расхода жидкости в теплообменные трубы. Колпачки с отверстием в боковой стенке, прикрепленные к патрубкам с диафрагмой, предотвращают попадание жидкости в отверстие диафрагм. При этом уровень жидкости в нижней распределительной камере закрывает V-образные прорези в нижнем патрубке и пар не может перетекать по переточной трубе.The device operates as follows. The medium to be processed is fed into the upper distribution chamber to the upper tube sheet through the distribution manifold, spreads along it, flows under the nozzles and is poured through the upper edge of the film former into heat transfer pipes. Flowing down through heat exchange pipes, the low-boiling part of the processed liquid evaporates. With a small load on the secondary pair, the steam rises through the heat exchange pipes and through the holes in the side wall of the caps enters the upper distribution chamber. As a result of the resistance of the diaphragms and the openings in the caps, the liquid level on the tube sheet is higher than the liquid level at the overflow in the film formers. If less fluid enters a pipe, less secondary vapor is generated in it. Therefore, the resistance of the diaphragm and the hole in the cap above this pipe decreases, which will lead to a rise in the liquid level at the overflow in the film formers, that is, the device works as a regulator of the flow of liquid into the heat transfer pipes. Caps with a hole in the side wall attached to the nozzles with a diaphragm prevent liquid from entering the hole of the diaphragms. At the same time, the liquid level in the lower distribution chamber closes the V-shaped slots in the lower pipe and the steam cannot flow through the transfer pipe.

При большой нагрузке по вторичному пару, для снижения сопротивления диафрагм над теплообменными трубами уровень жидкости в нижней распределительной камере падает, и часть вторичного пара движется прямотоком в теплообменных трубах и перетекает по переточной трубе в верхнюю камеру.With a large load on the secondary pair, in order to reduce the resistance of the diaphragms above the heat transfer pipes, the liquid level in the lower distribution chamber drops, and part of the secondary steam moves directly through the heat transfer pipes and flows through the transfer pipe to the upper chamber.

Для увеличения перетока вторичного пара по переточной трубе уровень жидкости в нижней распределительной камере опускается, при этом открывается большая часть V-образных прорезей в нижнем патрубке и сопротивление перетоку вторичного пара снижается.To increase the flow of secondary steam through the transfer pipe, the liquid level in the lower distribution chamber is lowered, while most of the V-shaped slots in the lower pipe are opened and the resistance to overflow of the secondary steam is reduced.

Наиболее близким по своим параметрам к предлагаемой полезной модели является пленочный испаритель (патент на полезную модель №147398).The closest in its parameters to the proposed utility model is a film evaporator (utility model patent No. 147398).

Испаритель включает в себя следующие элементы: кожух, теплообменные трубы, нижнюю камеру, распределительный коллектор сырья, цилиндрическую опору, крышку решетки трубные верхнюю и нижнюю, распределительный коллектор рециркулята, верхнюю распределительную камеру, колпачковый распределитель жидкост, змеевик, отбойник, поперечную перегородку.The evaporator includes the following elements: casing, heat transfer pipes, lower chamber, raw material distribution manifold, cylindrical support, upper and lower lattice cover, recirculated distribution manifold, upper distribution chamber, cap liquid distributor, coil, chipper, transverse partition.

Сырье, проходя через распределительный коллектор сырья, а рециркулят через коллектор рециркулята, смешиваются между собой перед поступлением в теплообменные трубы, благодаря чему в них образуется поток жидкости в виде пленки, и обеспечивается очистка мазута от воды.The raw materials passing through the distribution collector of raw materials, and recycled through the recirculated collector, are mixed together before entering the heat transfer pipes, so that a liquid stream is formed in the form of a film in them, and the fuel oil is cleaned of water.

Недостатком прототипа является неравномерность распределения жидкости по теплообменным трубам при большом диаметре аппарата, малых нагрузках по вторичному пару и ограничение максимальной нагрузки большим сопротивлением диафрагм и, как следствие, затоплением патрубков.The disadvantage of the prototype is the uneven distribution of fluid in the heat transfer pipes with a large diameter of the apparatus, small loads on the secondary pair and the limitation of the maximum load by the large resistance of the diaphragms and, as a consequence, the flooding of the pipes.

Целью заявляемой полезной модели является устранение выше отмеченных недостатков, повышение эффективности и надежности работы установки и получения мазута, соответствующего требованиям государственного стандарта за счет более равномерного распределения обводненного мазута внутри теплообменных труб.The purpose of the claimed utility model is to eliminate the above-mentioned drawbacks, increase the efficiency and reliability of the installation and the production of fuel oil that meets the requirements of the state standard due to a more uniform distribution of flooded fuel oil inside the heat exchange pipes.

Поставленная цель достигается наличием, в отличие от прототипа, в верхней камере пленочного испарителя выше теплообменных труб распределительной тарелки. Предлагаемое устройство обладает признаками полезной модели, т.е. новизной, полезностью и возможностью осуществления на практике.This goal is achieved by the presence, in contrast to the prototype, in the upper chamber of the film evaporator above the heat exchange tubes of the distribution plate. The proposed device has the features of a utility model, i.e. novelty, usefulness and feasibility in practice.

Сущность полезной модели поясняется прилагаемыми графическими изображениями.The essence of the utility model is illustrated by the attached graphic images.

Общий вид испарителя показан на фиг. 1.A general view of the evaporator is shown in FIG. one.

Испаритель включает в себя следующие детали: кожух 1, трубы теплообменные 2, камеры распределительные нижнюю 3 и верхнюю 4, опору цилиндрическую 5, крышку 6, решетки трубные верхнюю 7 и нижнюю 8, коллектор распределительный рециркулята 9, тарелку распределительную 10, распределитель жидкости колпачковый 11, змеевик 12, отбойник 13, перегородку поперечную 14, коллектор распределительный сырья 15 и выходной патрубок 16.The evaporator includes the following parts: casing 1, heat exchange tubes 2, lower distribution chambers 3 and upper 4, cylindrical support 5, cover 6, pipe lattices upper 7 and lower 8, distribution manifold recirculate 9, distribution plate 10, cap dispenser 11 , coil 12, chipper 13, transverse baffle 14, raw material distribution manifold 15 and outlet pipe 16.

Отличительной особенностью испарителя является наличие в верхней камере 4 распределительной тарелки 10 (фиг. 2).A distinctive feature of the evaporator is the presence in the upper chamber 4 of the distribution plate 10 (Fig. 2).

Испаритель работает следующим образом.The evaporator operates as follows.

Сырье через распределительный коллектор 15 поступает в верхнюю распределительную камеру 4. В нее же через коллектор 9 поступает рециркулят из предыдущего испарителя. Сырье и рециркулят через распределительную тарелку 10, распределитель колпачковый 11 и теплообменные трубы 2, проходят в нижнюю камеру 3. Теплообменные трубы обогреваются паром. В нижней камере смесь дополнительно нагревается змеевиком 12, обогреваемым паром. Очищенный мазут выходит через патрубок 16.Raw materials through the distribution manifold 15 enters the upper distribution chamber 4. It also through the collector 9 enters the recycle from the previous evaporator. Raw materials and recycle through the distribution plate 10, the cap distributor 11 and the heat transfer tubes 2, pass into the lower chamber 3. The heat transfer tubes are heated by steam. In the lower chamber, the mixture is additionally heated by a coil 12 heated by steam. The cleaned fuel oil exits through the pipe 16.

Таким образом, сырье, проходя через распределительный коллектор 15, а рециркулят - через коллектор 9, смешиваются между собой и распределяются с помощью распределительной тарелки 10 перед поступлением в теплообменные трубы 2.Thus, the raw materials passing through the distribution manifold 15, and recycle through the collector 9, are mixed with each other and distributed using the distribution plate 10 before entering the heat exchange tubes 2.

Благодаря такому конструктивному решению обеспечивается максимальная эффективность очистки мазута от воды до установленного ГОСТом на мазут значения.Thanks to this constructive solution, the maximum efficiency of cleaning fuel oil from water to the value established by GOST for fuel oil is ensured.

Конструкция, расположение, конфигурация, размеры и количество отверстий в распределительной тарелке (см. фиг. 1-2) определены расчетами, и их эффективность подтверждена натурными испытаниями.The design, location, configuration, size and number of holes in the distribution plate (see Fig. 1-2) are determined by calculations, and their effectiveness is confirmed by field tests.

Claims

Fuel oil dewatering device, consisting of lower and upper chambers, in the upper chamber there is a distribution raw material collector, a recirculated distribution manifold and heat exchange pipes, characterized in that a distribution plate is installed under the distribution manifolds of the raw materials and recirculated.