RU178810U1 - Emulsion Separator - Google Patents
Emulsion Separator Download PDFInfo
- Publication number
- RU178810U1 RU178810U1 RU2017124416U RU2017124416U RU178810U1 RU 178810 U1 RU178810 U1 RU 178810U1 RU 2017124416 U RU2017124416 U RU 2017124416U RU 2017124416 U RU2017124416 U RU 2017124416U RU 178810 U1 RU178810 U1 RU 178810U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- oil
- filter
- cavities
- pores
- Prior art date
Links
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 75
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 10
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 claims description 9
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 abstract description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 26
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 13
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 239000010458 rotten stone Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010723 turbine oil Substances 0.000 description 1
- 239000010913 used oil Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/0202—Separation of non-miscible liquids by ab- or adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/04—Breaking emulsions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28016—Particle form
- B01J20/28019—Spherical, ellipsoidal or cylindrical
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J20/28095—Shape or type of pores, voids, channels, ducts
- B01J20/28097—Shape or type of pores, voids, channels, ducts being coated, filled or plugged with specific compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/68—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
- C02F1/681—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water by addition of solid materials for removing an oily layer on water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
Предложенное решение относится к области разделения эмульсий фильтрацией, в частности к области очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и органических веществ. Может быть использовано в нефтедобывающей, химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, машиностроительной и других отраслях промышленности, а также в системах очистки сточных вод.Аппарат для разделения эмульсий содержит корпус, в котором размещена фильтрующая загрузка. В качестве фильтрующей загрузки используются гранулы, сформированные из измельченных частиц диатомита и обожженные при температуре 700-1000°С, что обеспечивает спекание частиц диатомита между собой при сохранении имеющихся между частицами пор.При очистке воды от нефти фильтровальную засыпку предварительно заливают чистой водой, которая заполняет поры гранул, создав в местах выхода пор на поверхность гранулы зоны несмачиваемые для нефти (дисперсной фазы). Только после этого приступают к фильтрации водонефтяной эмульсии через слой диатомитовых гранул.Поскольку в ходе фильтрации в пирамидоподобных полостях между гранулами скорость потока резко снижается, то дисперсная фаза начинает оседать на выступах поверхности гранул (в первую очередь, в боковых полостях), постепенно заполняя эти полости полностью. При обратной промывке гранулы смещаются, пространственная структура полостей разрушается, а дисперсная фаза, накопленная в пирамидоподобных полостях и на поверхности гранул, уносится промывочной жидкостью.Технический результат предложенного решения заключается в повышении эффективности работы аппарата (его эксплуатационных характеристик).The proposed solution relates to the field of separation of emulsions by filtration, in particular to the field of purification of liquids from oil and oil products and organic substances. It can be used in the oil, chemical, petrochemical, food, pharmaceutical, engineering and other industries, as well as in wastewater treatment systems. The device for emulsion separation contains a housing in which the filter load is located. Granules formed from crushed diatomite particles and calcined at a temperature of 700-1000 ° C are used as a filter load, which ensures sintering of diatomite particles among themselves while maintaining the pores between the particles. When cleaning water from oil, the filter bed is pre-filled with clean water, which fills the pores of the granules, creating in the places where the pores exit onto the surface of the granule the zones are non-wettable for oil (dispersed phase). Only after that they start filtering the oil-water emulsion through the layer of diatomite granules. Since during the filtration in the pyramid-like cavities between the granules the flow rate decreases sharply, the dispersed phase begins to settle on the protrusions of the granule surface (primarily in the side cavities), gradually filling these cavities completely. During backwashing, the granules are displaced, the spatial structure of the cavities is destroyed, and the dispersed phase accumulated in the pyramid-like cavities and on the surface of the granules is carried away by the washing liquid. The technical result of the proposed solution is to increase the efficiency of the apparatus (its operational characteristics).
Description
Предложенное решение относится к области разделения эмульсий фильтрацией, в частности, к области очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и органических веществ. Может быть использовано в нефтедобывающей, химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, машиностроительной и других отраслях промышленности, а также в системах очистки сточных вод.The proposed solution relates to the field of separation of emulsions by filtration, in particular, to the field of purification of liquids from oil and oil products and organic substances. It can be used in the oil, chemical, petrochemical, food, pharmaceutical, engineering and other industries, as well as in wastewater treatment systems.
Известен аппарат для очистки воды от нефти и нефтепродуктов (авт.св. СССР № 1662625, МПК B01D 39/00, 1987 г.), содержащий корпус с фильтрующей загрузкой, выполненной из гранул олеофильного пенопласта, имеющих сквозные и тупиковые поры, суммарная доля которых составляет 45-70% объема гранулы, а проходное сечение пор составляет 10-60 мкм. Недостатком известного аппарата являются его значительные технологические простои для замены загрузки, поскольку регенерация загрязненной загрузки не предусмотрена.A known apparatus for purifying water from oil and oil products (ed. St. USSR No. 1662625, IPC B01D 39/00, 1987), comprising a housing with a filter load made of oleophilic foam granules having through and dead ends, the total proportion of which makes up 45-70% of the granule volume, and the pore cross section is 10-60 microns. A disadvantage of the known apparatus is its significant technological downtime for replacing the load, since the regeneration of the contaminated load is not provided.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является аппарат для очистки жидкостей от маслонефтепродуктов (патент на изобретение RU № 2202519, МПК B01D 39/18, 2001 г.). Аппарат содержит корпус с фильтрующей загрузкой, выполненной из гранул пористого эластичного пенополиуретана. В аппарате предусмотрена регенерация загрузки посредством ее двукратного механического отжима с промежуточной промывкой слоя фильтратом. Недостатком известного решения является низкая эффективность работы аппарата (его невысокие эксплуатационные характеристики), что связано:Closest to the proposed technical solution is an apparatus for cleaning liquids from oil and oil products (patent for invention RU No. 2202519, IPC B01D 39/18, 2001). The apparatus comprises a housing with a filter load made of granules of porous elastic polyurethane foam. The apparatus provides for regeneration of the load by means of its double mechanical extraction with intermediate washing of the layer with filtrate. A disadvantage of the known solution is the low efficiency of the device (its low operational characteristics), which is due to:
- с низкой степенью регенерации фильтрующей загрузки, что кумулятивно снижает скорость и качество фильтрации, длительность фильтроцикла, срок эксплуатации загрузки и производительность аппарата;- with a low degree of regeneration of the filter load, which cumulatively reduces the speed and quality of the filter, the duration of the filter cycle, the life of the load and the performance of the apparatus;
- с длительностью цикла регенерации (паузами в работе), включающего кроме промывки загрузки еще ее двукратный отжим;- with the duration of the regeneration cycle (pauses in operation), which, in addition to washing the load, also double-presses it;
- с усложнением конструкции аппарата, содержащего устройство для механического отжима загрузки;- with a complication of the design of the apparatus containing the device for mechanical extraction of the load;
- с дополнительными энергозатратами на механический отжим загрузки.- with additional energy consumption for mechanical extraction of the load.
Технический результат предложенного решения заключается в повышении эффективности работы аппарата (его эксплуатационных характеристик).The technical result of the proposed solution is to increase the efficiency of the apparatus (its operational characteristics).
Указанный технический результат достигается тем, что в аппарате для разделения эмульсий, содержащем корпус с фильтрующей загрузкой, в качестве фильтрующей загрузки используют гранулы, по крайней мере, часть поверхности которых (не менее 55%, оптимально 70-95% от общей поверхности) выполнена несмачиваемой для дисперсной фазы в условиях фильтрации (температура, скорость фильтрации, давление), причем несмачиваемость поверхности гранул дисперсной фазой обеспечивается путем ее покрытия дисперсионной средой. Применение указанных гранул исключает возможность налипания на часть поверхности гранулы, покрытой дисперсионной средой дисперсной фазы, что облегчает и ускоряет регенерацию загрузки, повышает производительность аппарата, упрощает его конструкцию и снижает удельные энергозатраты.The specified technical result is achieved by the fact that in the apparatus for separating emulsions containing a housing with a filter load, granules are used as a filter load, at least part of the surface of which (at least 55%, optimally 70-95% of the total surface) is made non-wettable for the dispersed phase under filtration conditions (temperature, filtration rate, pressure), and the non-wettability of the surface of the granules with the dispersed phase is ensured by coating it with a dispersion medium. The use of these granules eliminates the possibility of sticking to a part of the surface of the granule coated with a dispersion medium of the dispersed phase, which facilitates and accelerates the regeneration of the load, increases the productivity of the apparatus, simplifies its design and reduces specific energy consumption.
Покрытие части поверхности гранул дисперсионной средой можно выполнить, например, в виде геля. В частном случае в качестве фильтрующей загрузки могут использоваться пропитанные дисперсионной средой открытопористые гранулы, открытые поры которых обладают капиллярным эффектом по отношению к дисперсионной среде, что обеспечивает удержание дисперсионной среды на поверхности гранулы.Coating part of the surface of the granules with a dispersion medium can be performed, for example, in the form of a gel. In the particular case, open-porous granules impregnated with a dispersion medium can be used as filter media, the open pores of which have a capillary effect with respect to the dispersion medium, which ensures the retention of the dispersion medium on the surface of the granule.
Также в качестве фильтрующей загрузки могут использоваться гранулы, крайней мере, внешний слой которых содержит частицы абразивного материала размером не более 100 мкм (преимущественно не более 40 мкм), которые жестко соединены между собой спеканием или склеиванием с сохранением существующих между частицами сообщающихся пустот (пор).Also, granules can be used as a filter load, at least the outer layer of which contains particles of abrasive material with a size of not more than 100 microns (mainly not more than 40 microns), which are rigidly interconnected by sintering or gluing while maintaining interconnected voids (pores) between the particles .
Абразивный материал (карбид кремния, естественный корунд, наждак, диатомит, трепел и пр.) имеет острые грани, что позволяет в процессе обратной промывки загрузки очищать забившиеся поры, повышая срок ее эксплуатации. Абразивная поверхность гранул предотвращает слипание гранул и перекрытие (экранирование) входных отверстий пор у гранул, с которыми они соприкасаются.Abrasive material (silicon carbide, natural corundum, emery, diatomaceous earth, tripoli, etc.) has sharp edges, which allows cleaning the clogged pores during the backwash of the load, increasing its life. The abrasive surface of the granules prevents the granules from sticking together and overlapping (shielding) the inlet openings of the pores of the granules with which they come into contact.
Размер частиц абразивного материала определяет размер пор (они примерно соответствуют друг другу): при использовании частиц, эквивалентный диаметр которых превышает 100 мкм, гранулы получаются со слишком большим размером пор. Формование гранул увеличивает количество открытых взаимосвязанных пор, равномерность их распределения по объему гранулы и стабильность проходного сечения пор. Соединение частиц между собой спеканием или склеиванием (с минимальным количеством клея, чтобы он не перекрыл пустоты) позволяет сохранить существующие между частицами сообщающиеся поры.The particle size of the abrasive material determines the pore size (they approximately correspond to each other): when using particles with an equivalent diameter exceeding 100 microns, granules are obtained with too large pore sizes. The formation of granules increases the number of open interconnected pores, the uniformity of their distribution over the volume of the granules and the stability of the passage section of the pores. The interconnection of particles by sintering or gluing (with a minimum amount of glue so that it does not block the voids) allows you to save the interconnected pores between the particles.
Формирование внешнего слоя гранул фильтрационной загрузки из частиц абразивного материала размером не более 100 мкм позволяет получить на поверхности гранул микроскопические выступы со средней высотой 1-50 мкм, обладающие острыми кромками. Это дает возможность дисперсной фазе в процессе фильтрации закрепляться на выступах гранулы, но при этом обеспечивают быструю, легкую и эффективную очистку гранулы при ее регенерации обратной промывкой.The formation of the outer layer of granules of the filtration charge from particles of abrasive material with a size of not more than 100 μm allows you to get microscopic protrusions with an average height of 1-50 μm with sharp edges on the surface of the granules. This allows the dispersed phase to be fixed on the protrusions of the granule during the filtration process, but at the same time provide quick, easy and efficient cleaning of the granule during its regeneration by backwashing.
Если выступы на поверхности гранулы имеют открытые поры, обладающие капиллярным эффектом по отношению к дисперсной фазе, то это обеспечивает более эффективное закрепление дисперсной фазы на поверхности гранулы при фильтрации, но не препятствует очистке гранулы при обратной промывке, поскольку дисперсная фаза имеет малую поверхность контакта с гранулой (только через выступы).If the protrusions on the surface of the granule have open pores that have a capillary effect with respect to the dispersed phase, this provides a more efficient fixation of the dispersed phase on the surface of the granule during filtration, but does not prevent the granule from being cleaned during backwashing, since the dispersed phase has a small contact surface with the granule (only through the protrusions).
При очистке воды от нефти и нефтепродуктов все вышеперечисленные признаки реализуются в фильтрующей загрузке, по крайней мере, внешний слой гранул которой выполнен из материала на основе диатомита (с размером частиц диатомита не более 50 мкм, при этом средняя высота выступов на поверхности гранулы составляет 1-25 мкм). Кроме того, поскольку диатомит является природным абразивом, то взаимодействие гранул в процессе обратной промывки фильтра позволяет очищать забившиеся поры.When cleaning water from oil and oil products, all of the above signs are realized in the filter charge, at least the outer layer of granules of which is made of diatomite-based material (with a particle size of diatomite not more than 50 microns, with an average height of protrusions on the surface of the granule is 1- 25 μm). In addition, since diatomite is a natural abrasive, the interaction of granules in the process of backwashing the filter allows you to clean clogged pores.
Гранула имеет округлую форму, что снижает склонность гранул к агломерации и разрушению, а также снижает унос материала при обратной промывке. Округлая форма гранул улучшает сыпучесть и порционирование материала, облегчает его поверхностную обработку, обеспечивает более высокую плотность упаковки и стабильность гранулометрического состава продукта по высоте при засыпке в больших объемах. Более равномерные зазоры между гранулами повышают скорость фильтрации и время работы фильтра до регенерации (которую проводят при снижении производительности ниже минимальной величины). Уменьшается гидравлическое сопротивление фильтра и количество застойных зон, снижается износ (истираемость) гранул, т.к. в первую очередь разрушаются выступающие части гранул. При обратной промывке фильтра увеличивается подвижность гранул и очистка их поверхности, уменьшается время регенерации и давление, необходимое для взвешивания слоя.The granule has a rounded shape, which reduces the tendency of the granules to agglomerate and fracture, and also reduces the entrainment of the material during backwashing. The round shape of the granules improves the flowability and portioning of the material, facilitates its surface treatment, provides a higher packing density and stability of the granulometric composition of the product in height when filling in large volumes. More uniform gaps between the granules increase the filtration rate and the filter operating time before regeneration (which is carried out with a decrease in productivity below the minimum value). The hydraulic resistance of the filter and the number of stagnant zones are reduced, the wear (abrasion) of the granules is reduced, because protruding parts of the granules are first destroyed. When the filter is backwashed, the mobility of the granules and the cleaning of their surface increases, the regeneration time and the pressure necessary to weigh the layer decrease.
Эквивалентный диаметр гранул должен находиться в интервале от 0,1 мм до 6,0 мм. При меньшем эквивалентном диаметре гранулы не поддаются регенерации, т.к. вымываются в процессе обратной промывки. Кроме того, при эквивалентном диаметре гранул меньше 0,1 мм каналы между гранулами очень быстро заполняются дисперсной фазой, что приводит к ее периодическому «проскоку». При эквивалентном диаметре гранул больше 6,0 мм между гранулами образуются слишком большие каналы, и фильтр перестает выполнять свою функцию.The equivalent diameter of the granules should be in the range from 0.1 mm to 6.0 mm. With a smaller equivalent diameter, the granules cannot be regenerated since washed in the process of backwashing. In addition, with an equivalent granule diameter of less than 0.1 mm, the channels between the granules are very quickly filled with the dispersed phase, which leads to its periodic “slip”. With an equivalent granule diameter greater than 6.0 mm, too large channels form between the granules, and the filter ceases to fulfill its function.
Высота слоя фильтрующей загрузки должна находиться в интервале от 0,3 до 5,0 м. При высоте слоя загрузки менее 0,3 м эффективность работы аппарата падает в связи с: а) недостаточной площадью взаимодействия эмульсии с фильтрующей загрузкой и временем контакта (что снижает качество разделения эмульсии); б) быстрой забивкой фильтрующей загрузки (что увеличивает простои аппарата на регенерацию загрузки); в) возникающими «проскоками» эмульсии через слой фильтрующей загрузки. При высоте слоя фильтрующей загрузки более 5,0 м эффективность работы аппарата падает в связи с ростом сопротивления слоя фильтрующей загрузки (в т.ч. неработающих нижних слоев), падением скорости и качества регенерации фильтрующей загрузки, ростом затрат на размещение и обслуживание аппарата.The height of the filter loading layer should be in the range from 0.3 to 5.0 m. When the loading layer height is less than 0.3 m, the efficiency of the apparatus decreases due to: a) insufficient interaction area of the emulsion with the filter loading and contact time (which reduces emulsion separation quality); b) fast clogging of the filter load (which increases the downtime of the apparatus for the regeneration of the load); c) emerging “slip” of the emulsion through the layer of the filter load. When the height of the filter load layer is more than 5.0 m, the efficiency of the apparatus decreases due to an increase in the resistance of the filter load layer (including the idle lower layers), a decrease in the speed and quality of regeneration of the filter load, and an increase in the cost of placement and maintenance of the device.
Отношение высоты слоя фильтрующей загрузки к максимальному размеру проходного сечения аппарата должно составлять не менее 0,2. В противном случае в связи с возникающими (после промывки загрузки или из-за наклона опорной решетки) неравномерностями распределения фильтрующей загрузки возможен «проскок» эмульсии через места, где высота слоя фильтрующей загрузки минимальна, что снижает качество (эффективность) фильтрации.The ratio of the height of the layer of the filter load to the maximum size of the passage section of the apparatus should be at least 0.2. Otherwise, due to irregularities in the distribution of the filter load, which arise (after washing the load or due to the inclination of the support grid), the emulsion may slip through places where the height of the layer of the filter load is minimal, which reduces the quality (efficiency) of filtration.
Поскольку качество фильтрации в значительной степени определяется площадью контакта эмульсии с фильтрующей загрузкой, то высота слоя фильтрующей загрузки должна составлять не менее 50 эквивалентных диаметров ее гранул. При меньшей высоте слоя загрузки наблюдается существенное падение качества фильтрации.Since the quality of filtration is largely determined by the contact area of the emulsion with the filter load, the height of the layer of the filter load must be at least 50 equivalent diameters of its granules. At a lower height of the loading layer, a significant drop in filtration quality is observed.
Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.
Аппарат для разделения эмульсий, содержит корпус диаметром 0,4 м и высотой 4,0 м, в котором размещена фильтрующая загрузка. В качестве фильтрующей загрузки используются гранулы, сформированные из измельченных частиц диатомита и обожженные при температуре 700-1000°С, что обеспечивает спекание частиц диатомита между собой при сохранении имеющихся между частицами пор.The apparatus for separating emulsions, contains a housing with a diameter of 0.4 m and a height of 4.0 m, which houses the filter load. Granules formed from crushed particles of diatomite and calcined at a temperature of 700-1000 ° C are used as a filtering load, which ensures sintering of diatomite particles among themselves while maintaining the pores between the particles.
Диатомит хорошо смачивается как водой, так и нефтью. Однако он имеет пористую структуру, и если его поры заполнить (пропитать гранулу) одной из этих жидкостей, то в местах выхода пор на поверхность гранулы создаются зоны несмачиваемые для другой жидкости. Поэтому при очистке воды от нефти фильтровальную засыпку предварительно заливают чистой водой, которая заполняет поры гранул, создав в местах выхода пор на поверхность гранулы зоны несмачиваемые для нефти (дисперсной фазы). Только после этого приступают к фильтрации водонефтяной эмульсии через слой диатомитовых гранул.Diatomite is well wetted by both water and oil. However, it has a porous structure, and if its pores are filled (impregnated with a granule) with one of these liquids, then in the places where the pores exit onto the granule surface, zones that are not wettable for another liquid are created. Therefore, when cleaning water from oil, the filter bed is preliminarily filled with pure water, which fills the pores of the granules, creating zones that are not wettable for oil (dispersed phase) at the places where the pores exit onto the surface of the granules. Only after this they start filtering the oil-water emulsion through a layer of diatomaceous granules.
Поскольку в ходе фильтрации в пирамидоподобных полостях между гранулами скорость потока резко снижается, то дисперсная фаза начинает оседать на выступах поверхности гранул (в первую очередь, в боковых полостях), постепенно заполняя эти полости полностью. При обратной промывке гранулы смещаются, пространственная структура полостей разрушается, а дисперсная фаза, накопленная в пирамидоподобных полостях и на поверхности гранул, уносится промывочной жидкостью. Кроме того, гранулы фильтрующего материала, при обратной промывке трутся друг о друга, удаляя со своей поверхности остатки загрязнения. После регенерации гранулы содержат не более 1% вес. нефти, которая вытеснив воду из пор, находящихся в выступах, закрепилась в этих порах. При этом остаточное количество нефти в гранулах не зависит от количества проведенных с ней регенераций, т.е. кумулятивный эффект накопления дисперсной фазы в гранулах отсутствует.Since the flow velocity sharply decreases during filtration in pyramid-like cavities between granules, the dispersed phase begins to settle on the protrusions of the granule surface (primarily in the lateral cavities), gradually filling these cavities completely. During backwashing, the granules are displaced, the spatial structure of the cavities is destroyed, and the dispersed phase accumulated in the pyramid-like cavities and on the surface of the granules is carried away by the washing liquid. In addition, the granules of the filter material, when backwashing, rub against each other, removing residual contaminants from their surface. After regeneration, the granules contain no more than 1% weight. oil, which displacing water from the pores located in the protrusions, entrenched in these pores. In this case, the residual amount of oil in the granules does not depend on the number of regenerations carried out with it, i.e. the cumulative effect of the accumulation of the dispersed phase in the granules is absent.
Пример 1. Фильтровальная засыпка из диатомитовых гранул с эквивалентным диаметром 0,7-1,7 мм при высоте фильтровального слоя 1,2 м (увеличивающегося при псевдоожижении в ходе обратной промывки на 0,6 м) использовалась для очистки воды от нефти. Отношение высоты слоя фильтрующей загрузки к диаметру аппарата равняется 4,0 (т.е. больше 0,2), а высота слоя загрузки равняется 1000 эквивалентных диаметров гранул (т.е. больше 50). Скорость фильтрации составляла 15 м/ч, а скорость обратной промывки - 30 м/ч. Температура эмульсии находилась в интервале 74-76°С. Давление перед фильтром составляло 1,6 кг/см2. Содержание нефти в водонефтяной эмульсии до фильтрации было 30 мг/л, а после однократного прохода через фильтр - 0,5-0,8 мг/л.Example 1. A filter bed of diatomaceous granules with an equivalent diameter of 0.7-1.7 mm with a height of the filter layer of 1.2 m (increasing by fluidization during the backwash by 0.6 m) was used to purify oil from water. The ratio of the height of the layer of the filter load to the diameter of the apparatus is 4.0 (i.e., more than 0.2), and the height of the layer of the load is 1000 equivalent diameters of granules (i.e., more than 50). The filtration rate was 15 m / h and the backwash speed was 30 m / h. The temperature of the emulsion was in the range 74-76 ° C. The pressure in front of the filter was 1.6 kg / cm 2 . The oil content in the oil-water emulsion before filtration was 30 mg / L, and after a single pass through the filter, 0.5-0.8 mg / L.
При снижении высоты фильтровального слоя до 0,25 м (ниже 0,3 м) время работы аппарата до регенерации загрузки снижается в 12-14 раз, а содержание нефти в водонефтяной эмульсии после однократного прохода через фильтр составляет 5,2 мг/л.When the height of the filter layer is reduced to 0.25 m (below 0.3 m), the operating time of the apparatus before regeneration of the load is reduced by 12-14 times, and the oil content in the oil-water emulsion after a single pass through the filter is 5.2 mg / l.
При снижении высоты фильтровального слоя до 7,0 см (отношение высоты слоя фильтрующей загрузки к диаметру аппарата менее 0,2) содержание нефти в водонефтяной эмульсии после однократного прохода через фильтр составляет 17,4 мг/л.If the height of the filter layer is reduced to 7.0 cm (the ratio of the height of the filter load to the diameter of the apparatus is less than 0.2), the oil content in the oil-water emulsion after a single pass through the filter is 17.4 mg / L.
При снижении высоты фильтровального слоя до 5,0 см (высота слоя фильтрующей загрузки менее 50 эквивалентных диаметров ее гранул) содержание нефти в водонефтяной эмульсии после однократного прохода через фильтр составляет 27,3 мг/л.If the height of the filter layer is reduced to 5.0 cm (the height of the filter loading layer is less than 50 equivalent diameters of its granules), the oil content in the oil-water emulsion after a single pass through the filter is 27.3 mg / L.
Пример 2. Фильтровальная засыпка из диатомитовых гранул с эквивалентным диаметром 0,7-1,7 мм при высоте фильтровального слоя 2,0 м (увеличивающегося при псевдоожижении в ходе обратной промывки на 1,0 м) использовалась для очистки воды от нефти. Скорость фильтрации составляла 20 м/ч, а скорость обратной промывки - 35 м/ч. Температура эмульсии находилась в интервале 12-15°С. Давление перед фильтром составляло 1,6 кг/см2. Содержание нефти в водонефтяной эмульсии до фильтрации было 300 мг/л, а после однократного прохода через фильтр - 0,8 мг/л.Example 2. A filtering bed of diatomaceous granules with an equivalent diameter of 0.7-1.7 mm and a filter bed height of 2.0 m (increasing by 1.0 m during fluidization during backwashing) was used to purify oil from water. The filtration rate was 20 m / h and the backwash speed was 35 m / h. The temperature of the emulsion was in the range of 12-15 ° C. The pressure in front of the filter was 1.6 kg / cm 2 . The oil content in the oil-water emulsion before filtration was 300 mg / L, and after a single pass through the filter, 0.8 mg / L.
Предложенное решение может быть, в частности, использовано для обезвоживания нефти на промыслах, обезвоживания нефтяных отходов и отработанного масла перед их утилизацией, регулирования жирности молока и сливок, обезвоживания трансформаторного и турбинного масла, для очистки сточных вод от маслонефтепродуктов и пр.The proposed solution can be, in particular, used for dehydration of oil in oil fields, dehydration of oil waste and used oil before its disposal, regulation of fat content of milk and cream, dehydration of transformer and turbine oil, for wastewater treatment from oil and oil products, etc.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017124416U RU178810U1 (en) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | Emulsion Separator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017124416U RU178810U1 (en) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | Emulsion Separator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU178810U1 true RU178810U1 (en) | 2018-04-19 |
Family
ID=61974686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017124416U RU178810U1 (en) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | Emulsion Separator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU178810U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792578C1 (en) * | 2022-08-10 | 2023-03-22 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for separating emulsions |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4182690A (en) * | 1976-11-16 | 1980-01-08 | Teijin Limited | Emulsion breaking material |
| WO2003022400A2 (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | The Procter & Gamble Company | Filter for removing water and/or surfactants from a lipophilic fluid |
| RU2202519C1 (en) * | 2001-07-20 | 2003-04-20 | Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) | Method of removing petroleum products from liquids |
| RU2255804C1 (en) * | 2003-12-08 | 2005-07-10 | Шведчиков Геннадий Васильевич | Method of preparing sorbent for crude oil, petroleum products, and liquid hydrocarbons |
| RU2361640C2 (en) * | 2003-08-11 | 2009-07-20 | Владимир Александрович Дегтярев | Device for seperating oil-water sludge and filtered material |
| RU165652U1 (en) * | 2016-02-26 | 2016-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" | STRENGTHENED FOAM GRANULA |
-
2017
- 2017-07-11 RU RU2017124416U patent/RU178810U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4182690A (en) * | 1976-11-16 | 1980-01-08 | Teijin Limited | Emulsion breaking material |
| RU2202519C1 (en) * | 2001-07-20 | 2003-04-20 | Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) | Method of removing petroleum products from liquids |
| WO2003022400A2 (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | The Procter & Gamble Company | Filter for removing water and/or surfactants from a lipophilic fluid |
| RU2361640C2 (en) * | 2003-08-11 | 2009-07-20 | Владимир Александрович Дегтярев | Device for seperating oil-water sludge and filtered material |
| RU2255804C1 (en) * | 2003-12-08 | 2005-07-10 | Шведчиков Геннадий Васильевич | Method of preparing sorbent for crude oil, petroleum products, and liquid hydrocarbons |
| RU165652U1 (en) * | 2016-02-26 | 2016-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" | STRENGTHENED FOAM GRANULA |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792578C1 (en) * | 2022-08-10 | 2023-03-22 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for separating emulsions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2664936C1 (en) | Method of emulsions separation | |
| CA2576034C (en) | Method and apparatus for increasing filter contaminant loading capacity | |
| RU2661228C1 (en) | Granule of filtering material for separation of emulsions | |
| Rushton et al. | Solid-liquid filtration and separation technology | |
| RU2652695C1 (en) | Granule of the filtering material for demulsification | |
| CN107720872B (en) | Purifying device and purifying method for washing water of methanol-to-olefin device | |
| RU176145U1 (en) | Emulsion Separation Filter Granule | |
| RU176482U1 (en) | Emulsion Separation Filter Granule | |
| WO2015079923A1 (en) | Water treatment device and water treatment method using same | |
| RU2652255C1 (en) | Device for separation of emulsions | |
| US5292436A (en) | Tapered bed filtration apparatus | |
| US20160340209A1 (en) | Water treatment apparatus and water treatment method using the same | |
| RU179222U1 (en) | The granule of the filter material for demulsification | |
| RU178810U1 (en) | Emulsion Separator | |
| RU2661233C1 (en) | Granule of filtering material for separation of emulsions | |
| RU2740064C2 (en) | Filtering layer | |
| JP2004524964A (en) | Underwater suspended solids filtration device | |
| WO2016076042A1 (en) | Downflow-type filtration tower | |
| RU2758878C1 (en) | Method for water purification from suspended particles | |
| JPS5836612B2 (en) | Moving bed filtration device | |
| RU2651361C1 (en) | Pulsation device with container and grate (embodiments) | |
| JP5831698B2 (en) | Filtration device | |
| RU2792578C1 (en) | Method for separating emulsions | |
| RU2796307C1 (en) | Nanostructured sorbents for water purification from oil products and method of water purification | |
| RU2685117C1 (en) | Granule of filtering material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180427 |