RU38298U1

RU38298U1 - Установка для разделения несмешивающихся жидкостей

Info

Publication number: RU38298U1
Application number: RU2004103331U
Authority: RU
Inventors: Д.И. Овчинин; В.Н. Еремин; В.М. Таран; В.А. Лисовский; И.А. Кувичка
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2004-06-10

Description

004103331

ЩЩЩЩШШЩ1Ш

3 3

Установка для разделения несмешнвающнхся жндкостей

Полезная модель относится к установкам гравитационного принципа действия для разделения несмешивающихся жидкостей и может быть использована для очистки воды от нефти - .нефтепродуктов и механических примесей при зачистке резервуаров и при ликвидации аварийных проливов.

Известно устройство для разделения двух несмешивающихся жидкостей, содержащее резервуар с патрубками для подачи исходной смеси и вывода воды и нефти, внутри которого расположен стакан и замкнутая перегородка, расположенная в стакане под патрубком для подачи исходной смеси, при этом патрубок для слива воды находится в нижней части резервуара (RU. Патент № 2066226 С 1, кл. В01 D 17/028, 1996).

Недостатком этого устройства является то, что патрубок для удаления воды расположен в нижней части резервуара, что требует постоянного наблюдения за работой устройства и строгого соблюдения соотношения количества подаваемой смеси и количества сливаемой воды. При избытке количества смеси, поступающей в резервуар, уровень воды в резервуаре повысится, а слой нефти уменьшится и часть воды будет вытекать вместе с нефтью. При недостаточном количестве поступающей в резервуар смеси уровень воды в резервуаре будет понижаться, что не исключает частичного слива нефти через патрубок для слива воды.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности является устройство для разделения двух несмешивающихся жидкостей, преимущественно воды и нефти, выполненное в виде ёмкости с внутренними вертикальными перегородками и патрубками для подачи исходной смеси и слива разделённых жидкостей, расположенными в верхней части ёмкости, при этом расстояния от днища ёмкости до нижних кромок патрубков для слива воды HI, нефтепродукта Н2 и нижней кромки перегородки для накопления отдеОбъект: устройство

МПК: 7B01D 17/02, 17/028

ленной воды Нз связаны соотношениями HI (l,005-l,250)Hi ; Нз (0,050,20)Нь (SU. Патент № 1805991 A3, кл. В01 D 17/02, 1996).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность разделения двух несмешивающихся жидкостей, обусловленная нодачей исходной смеси в ёмкость открытой падающей струёй. Действительно, падающая струя смеси образует вертикальный шлейф, который углубляется в уже отделившийся от нефти слой воды и перемешивается с отстоявшейся водой.

Кроме того, в процессе разделения, поступающая смесь проходит короткий прямолинейный путь к патрубку для слива нефти, унося с собой взвешенные частицы воды, а также тем, что в ёмкости перед вертикальной перегородкой для накопления отделённой воды образуется застойная зона нефти, которая практически не участвует в процессе разделения смеси.

Технический результат полезной модели - повышение эффективности разделения несмешивающихся жидкостей за счёт исключения контакта подаваемой смеси с отделившейся водой под слоем нефтепродукта и увеличения пути движения нефтепродукта и воды к соответствующим сливным патрубкам.

Этот результат достигается тем, что установка для разделения несмешивающихся жидкостей, включающая бак с горловиной на его верхней стенке и патрубками для слива воды и нефтепродукта, нижние кромки которых расположены соответственно на расстоянии Н и На от днища бака и связаны соотношением На (1,005-1,250) HI, вертикальные внутренние перегородки, одна из которых установлена с возможностью создания полости для накопления отделённой воды, перед патрубком для слива воды с зазором Нз относительно днища бака, связанного с расстоянием HI соотношением Нз (0,050,20) HI, промежуточную ёмкость для улавливания механических примесей и сборник осаждённых твёрдых частиц, расположенный в нижней части бака, согласно предлагаемой полезной модели промежуточная ёмкость для улавливания механических примесей размещена на баке, а установка дополнительно содержит герметично закреплённую в горловине бака вертикальную трубу, верхний торец которой соединен с выходным патрубком промежуточной ёмкости.

успокоитель, выполненный в виде двух горизонтально расположенных дисков, верхний из которых имеет центральное отверстие, соответствующее диаметру вертикальной трубы, и жестко закреплен на нижнем торце трубы на высоте Н4 от днища бака, связанной с Н2 соотношением Н4(0,96-0,98)-Н2, а нижний диск соединён с верхним с возможностью регулирования зазора по отношению к верхнему, вертикальные перегородки закреплены на боковых стенках бака в шахматном порядке с зазором HS относительно противоположной боковой стенки, связанным с диаметром вертикальной трубы соотношением HS (0,7-1,0)-Дтр., при этом патрубок для слива нефтепродукта установлен непосредственно за полостью для накопления отделённой воды, а горловина бака размещена на максимально возможном удалении от патрубка для слива нефтепродукта.

На фиг. 1 представлена установка для разделения несмешивающихся жидкостей (общий вид);

фиг. 2 - то же (вид по А-А на фиг. 1);

фиг. 3 - то же (вид по Б на фиг. 1).

Установка для разделения несмешивающихся жидкостей состоит из промежуточной ёмкости 1 и бака 2, снабжённого горловиной 3 с крышкой 4, патрубком 5 для слива воды и патрубком 6 для слива нефтепродукта. Внутри бака

2имеются вертикальная перегородка 7, установленная перед патрубком 5 и предназначенная для накопления отделённой воды, и вертикальные перегородки 8, обеспечивающие разделение смеси на воду и нефтепродукт. В горловине

3герметично установлена вертикальная труба 9, на нижнем торце которой жёстко закреплён успокоитель 10. Днище бака 2 состоит из наклонной части 11 и горизонтальной части 12, выполненной по форме эллипса. В нижней части бака 2 имеются патрубки 13 и 14 с запорными устройствами (не показано) для удаления осаждённых твёрдых частиц. Промежуточная ёмкость 1 имеет крышку 15, входной патрубок 16 для подачи исходной смеси и выходной патрубок 17, который через колено 18 соединён с вертикальной трубой 9. Внутри промежуТОЧНОЙ ёмкости 1 имеются металлические сетки 19. Бак 2 в нижней части имеет опоры 20, а промежуточная ёмкость 1 - опоры 21, которые закреплены на баке 2. Промежуточная ёмкость 1 и бак 2 снабжены патрубками 22 и 23 для выпуска газа.

Успокоитель 10 состоит из верхнего 24 и нижнего 25 дисков. Верхний диск 24 имеет центральное отверстие, соответствующее диаметру вертикальной трубы, и жёстко закреплён на нижнем торце вертикальной трубы 9 на высоте ЕЦ от днища бака, а нижний диск 25 соединён с верхним болтами с возможностью регулирования зазора между ними.

Вертикальная перегородка 7 установлена с зазором Нз по отношению к горизонтальной части 12 днища, герметично закреплена на боковых стенках бака 2 и обеспечивает создание полости для накопления отделённой воды. Вертикальные перегородки 8 закреплены на боковых стенках бака 2 в шахматном порядке, с зазором HS относительно противоположной боковой стенки. Ширина Нб полости, в которой расположены вертикальная труба 9 и успокоитель 10, должна быть в два раза больше ширины Ну между вертикальными перегородками.

Нижние кромки патрубка 5 для слива воды и патрубка 6 для слива нефтепродукта расположены соответственно на расстояниях HI и Н2 от нижней образующей горизонтальной части 12 днища бака.

Металлические сетки 19 в промежуточной ёмкости 1 имеют разный размер ячеек, величина которых уменьшается по ходу потока, закреплены на едином несущем каркасе и могут быть извлечены в промежутках между процессом разделения смеси для их очистки от механических примесей или для замены.

Наклонная часть 11 днища, установленная с уклоном не менее 40°, исключает образование застойной зоны воды и обеспечивает сползание осаждённых твёрдых частиц в сторону патрубка 14.

Для обеспечения эффективного отделения воды от нефтепродукта используется известный способ, включающий предварительное наполнение установки водой и нефтепродуктом и подачу очищаемой смеси в слой нефтепродукта, при этом в установку заливают ту марку нефтепродукта, которая содержится в очищаемой смеси.

Были изготовлены макетные образцы заявляемой установки. Патрубок 6 для слива нефтепродукта в макетных образцах расположен на высоте Н2 от днища бака, которая равна 1.03Нь что находится в переделах оптимальных соотношений, указанных в известном устройстве.

Зазор Нз между вертикальной перегородкой 7 и днищем бака в макетных образцах принят равным 0,17Hi, что также находится в пределах оптимальных соотношений, указанных в известном устройстве.

Характеристика макетных образцов заявляемой установки вместимостью 15л, изготовленных с прозрачными стенками, представлена в табл. 1, а результаты их испытания - в табл. 2.

Установку заполняют водой до начала ее вытекания из патрубка 5 и нефтепродуктом (необводнённым отработанным моторным маслом М-6з/10В) до начала его вытекания из патрубка 6. Толщина слоя нефтепродукта составила 50 мм.

Исходная очищаемая смесь готовилась путем перемешивания отработанного моторного масла М-6з/10В с водой в соотношениях 45 г масла на 1 л воды и 90 г масла на 1 л воды. В процессе подачи исходной смеси в макетный образец установки очищаемая смесь постоянно перемешивалась. Подача осуществлялась со скоростью 1 л/мин и 2 л/мин. Концентрация масла в сливаемой воде в мг/л и содержание воды в сливаемом масле в % определялось известными методами (содержание воды в нефтепродукте - по ГОСТ 2477-65 (СТ СЭВ 238280), концентрация нефтепродукта в воде - методом колончатой хроматографии с гравиметрическим окончанием ППД Ф141:2,116-97).

(щ

t; in

мэ н о о S

н о d)

2 РЭ

S S о

V

(и

н о

3 со

о in

03

сх

о о

гл

KJ

« п о

03

н о

ю о

а&,

VO

и «

(и

S 3

Оч

(U

сх

(U

3 к н

s t

PQ О ffi cd

S .

3S О

D

CO PQ

Й CX VD О

C3

S s s

(Й

3 с

3 Й

(L

PH

(N

Я

s ч

Из результатов испытаний следует, что оптимальная эффективность разделения двух несмешивающихся жидкостей в заявляемой установке достигается при следующих соотношениях элементов конструкции:

Нд (0,96-0,98)Н2

Н5 (0,7-1,0)Д,р,

а также установкой в горловине бака вертикальной трубы 9, на нижнем торце которой размещён успокоитель 10, выполненный в виде двух дисков, обеспечивающий вхождение очищаемой смеси в слой нефтепродукта в горизонтальной плоскости и, следовательно, исключающего перемешивание очищаемой смеси с отделяемой водой под слоем нефтепродукта. Кроме того, установка вертикальных перегородок в щахматном порядке, а также размещение вертикальной трубы 9 с успокоителем 10 в месте максимально удалённом от патрубка 6 для слива нефтепродукта, удлиняет путь движения смеси, в процессе которого и происходит гравитационное разделение очищаемой смеси на воду и нефтепродукт.

Уменьшение глубины погружения успокоителя 10 в слой масла (образец J4o 8, Н4 0,99Н2) приводит к увеличению содержания воды в сливаемом масле, т.к. часть очищаемой смеси расходится по поверхности масла и капли воды вместе с образовавщейся пеной перемещаются к патрубку 6 для слива нефтепродукта.

Увеличение глубины погружения успокоителя 10 в слой масла (образец № 5, ИЦ 0,95Н2) приводит к повышению концентрации масла в сливаемой воде, т.к. часть очищаемой смеси поступает под слой масла, что замедляет процесс укрупнения и всплытия капель масла.

Уменьшение зазора HS между каждой вертикальной перегородкой 8 и стенкой бака (образец № 1, HS 0,6Дт.р) затрудняет протекание масла через указанный зазор в сторону патрубка 6, что приводит к уменьшению слоя масла и увеличению уровня воды перед патрубком 6 и. следовательно, к повышению содержания воды в сливаемом масле. Одновременно повышается толщина слоя

масла и понижается уровень воды в полости размещения успокоителя 10, что приводит к увеличению концентрации масла в сливаемой воде.

Увеличение зазора Нз (образец № 4, HS 1,1 Дтр) сокращает путь движения очищаемой смеси, что приводит к ухудшению качества разделения смеси на воду и масло.

Установка работает следующим образом.

Через патрубок 16 на промежуточной ёмкости 1 в бак 2 вначале заливают воду до начала вытекания её из патрубка 5, затем заливают нефтепродукт до начала его вытекания из патрубка 6, при этом в баке образуется слой нефтепродукта, а излишки воды вытекают через патрубок 5. Газы из промежуточной ёмкости 1 и бака 2 выводятся через патрубки 22 и 23. В таком состоянии установка готова к эксплуатации.

Очищаемую смесь подают через патрубок 16 в промежуточную ёмкость 1, в которой смесь, проходя через металлические сетки 19, очищается от крупных механических примесей. Далее смесь, состоящая из воды, нефтепродукта и мелких механических примесей по вертикальной трубе 9 поступает в успокоитель 10, из которого она через зазор между дисками 24 и 25 попадает в слой нефтепродукта. Смесь, поступающая в бак 2, огибая вертикальные перегородки 8, перемещается в сторону патрубка 6.

В процессе перемещения к патрубку 6 смесь разделяется на воду и нефтепродукт. Вода под действием гравитационных сил опускается вниз, увеличивая объём залитой воды, огибает вертикальную перегородку 7 в её нижней части, затем поднимается вверх и сливается через патрубок 5. Нефтепродукт, отделённый от воды, выливается через патрубок 6.

Твёрдые частицы, скапливающиеся на днище бака 2, периодически удаляются через патрубки 13 и 14. Крупные механические примеси, оставшиеся в промежуточной ёмкости 1, также периодически удаляются при снятой крышке 15.

применение нолезной модели позволит повысить эффективность разделения несмешивающихся жидкостей.

Источники информапии

1.RU. Патент № 2066226 С1, кл. В01 D 17/028, 1996.

2.SU. Патент № 1805991 A3, кл. В01 D 17/02, 1993 - прототип.

Зав. патентным бюро

Авторы:

.Романникова Д.И.Овчинип В.Н.Ерёмин В.М.Таран В.А.Лисовский И.А.Кувичка (

Claims

Установка для разделения несмешивающихся жидкостей, включающая бак с горловиной на его верхней стенке и патрубками для слива воды и нефтепродукта, нижние кромки которых расположены соответственно на расстояниях H₁ и Н₂ от днища бака и связаны отношением Н₂=(1,005-1,250)·H₁, вертикальные внутренние перегородки, одна из которых установлена с возможностью создания полости для накопления отделенной воды перед патрубком для слива воды с зазором Н₃ относительно днища бака, связанного с расстоянием H₁ соотношением Н₃=(0,05-0,20)·Н₁, промежуточную емкость для улавливания механических примесей и сборник осажденных твердых частиц, расположенный в нижней части бака, отличающаяся тем, что промежуточная емкость для улавливания механических примесей размещена на баке, а установка дополнительно содержит герметично закрепленную в горловине бака вертикальную трубу, верхний торец которой соединен с выходным патрубком промежуточной емкости, успокоитель, выполненный в виде двух горизонтально расположенных дисков, верхний из которых имеет центральное отверстие, соответствующее диаметру вертикальной трубы, и жестко закреплен на нижнем торце трубы на высоте H₄ от днища бака, связанной с Н₂ соотношением Н₄=(0,96-0,98)·Н₂, а нижний диск соединен с верхним диском с возможностью регулирования зазора по отношению к верхнему, вертикальные перегородки закреплены на боковых стенках бака в шахматном порядке с зазором Н₅ относительно противоположной боковой стенки, связанным с диаметром вертикальной трубы Д_тр соотношением Н₅=(0,7-1,0)·Д_тр, при этом патрубок для слива нефтепродукта установлен непосредственно за полостью для накопления отделенной воды, а горловина бака размещена на максимально возможном удалении от патрубка для слива нефтепродукта.