SU1065027A1 - Способ очистки воды - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДО ОТ ЖИДКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ, заключающийс  в том, что водонефт ную эмульсию пропускают через гранулированный коалесцирукщий наполнитель и одновременно обрабатывают неоднородным электрическим полем, отличающийс .   тем, что, с целью повышени  эффективности отделени  мелкодисперсной фазы нефтепродуктов, эмульсию пропускают со скоростью 6 .10 1 ,5 м/с через наполнитель с размером гранул 2-6 мм и обрабатывают электрическим полем посто нного тока при величине рабочего напр жени  100-150 В, градиенте напо женности электрического пол  100-3000 кВ/м

Description

Изобретение относитс  к онистке воды от жидких нефтепродуктов, образующих с водой стойкие эмульсии и может быть использовано как в транспортных , в частности, судовых, так и в стационарных установках. Известен способ разделени  неоднородной жидкости, который осуществл етс  в градиентном высоковольтном поле цилиндрического электрического конденсатора l . . Недостатком этого способа  вл етс  преимущественное отделение крупно дисперсной фазы, в то врем  как мелкодисперсна  фаза 1-5 мкм) удал етс  неэффективно. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ дл  удалени  воды и нефтепродуктов, при котором разделение эмульсий производ т в градиентном высоковольтном электрическом поле в объеме гранулированного коалесцируквдего наполнител  2j. Недостатком известного способа  вл етс  использование высоковольтного (1-60 кв) электрического пол , что делает невозможным применение его дл  разделени  эмульсий с водной дисперсионной средой, обладающей высокой электропроводностью. Кроме того, применение высоковольтного градиентного электропол  обуславливает более высокие скорости движени  крупных иастиц фазы (диаметром более 10 мкм и, следователь но, их преимущественное удаление. В то же врем  мелкодисперсна  фракци  обладающа  меньшей подвижностью, .удал етс  неэффективно. Цель изобретени  повышение эффективности отделени  мелкодисперсной фазы нефтепродуктов. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу очистки воды от жидких нефтепродуктов, заключающему с  в том, что водонефт ную эмульсию пропускают через гранулированный ко лесцирующий наполнитель и одновременно обрабатывают неоднородным электрическим полем, эмульсию пропу скают со скоростью 6-10 - 1,5 X X через наполнитель с разме ром гранул 2-6 мм и обрабатывают электрическим полем посто нного ток при величине рабочего напр жени  . 100-150 В, градиенте напр женности электрического пол  100-3000 кВ/м. На чертеже изображено устройство с помощью которого реализуетс  данный способ, Устройство содержит внутренний электрод If гранулированный нйполнитель 2, наружный цилиндрический электрод 3, источник посто нного то . ка 4 н гравитационный отстойник 5. Оно содержит также вход 6 эмульсии, выход 7 очищенной воды и выход 8 отделенного Нефтепродукта. Способ осуществл ют следующим образом. Водонефт ную эмульсию подают в объеме гранулированного наполнител  2 со скоростью 6-.10м/с в направлении снизу вверх через вход б. Рабочее напр жение в кольцевом межэлектродном пространстве, создаваемое коаксиальными цилиндрическими электродами 1 и 3, подключенными к источнику посто нного тока 4, составл ет 150 В. При этом конструкци  электродов коаксиальные цилиндры позвол ет создать величину градиента напр женности 100-3000 кВ/м. Такой режим обработки эмульсии обеспечивает превышение сил электростатических над пондеромоторными и, как следствие, более ускоренное движение мелких частиц дисперсной фазы (1-5 мкм) по сравнению с более крупными . В результате этого отделение мелкодисперсной фазы осуществл етс  более эффективно по сравнению с крупнодисперсной . Частицы нефтепродукта несущие отрицательный индуктивный зар д, перемещаютс  к центральному электроду 1, имеющему положительный потенциал. При движении частиц фазы в пороврм объеме гранулированного наполнител  2 происходит коалесценци  и укрупнение частиц нефтепродуктов на поверхности гранул. Когда гравитационные силы укрупнившихс  частиц превыс т силы сцеплени , частицы отрываютс , всплывают и затем удал ютс  из воды каким-либо известным способом , например с помощью гравитационного отстойника 5. Применение гранул размером менее 2 мм вызывает значительное возраста-, ние гидравлического сопротивлени  i гранулированного наполнител  вследствие уменьшени  проходного сечени , а отделивпдаес  нефтепродукты постепенно заполн ют поровый объем: наполнител , что приводит к прекращению ; движени  эмульсии |1, соответственно, i процесса очистки.. Засыпка гранул размером более 6 мм способствует турбулизации потока раздел емой эмуль сии, так как при указанных скорост х движени  нефтесодержащей воды возникают круговые конвективные токи жидкости , привод щие к дополнительному эмульгированию нефтепродуктов, что существенно снижает качество очистки. Кроме того, применение гранул, размеры которых выход т за указанные пределы, приводит к изменению элект- . рических характеристик межэлектродного пространства из-за пол ризации диэлектрического коалесцирукедего материала гранул и; в частности, недопустимому изменению градиента напр  женности электропол . Увеличение напр жени  электричес кого пол  свыие 150 В приводит к усилению нежелательных приэлектродных процессов, а именно, обильному газообразованию, в результате котор го вокруг злектродов образуетс  водородна  шуба, снижающа  потенциал электрода и преп тствук ца  протеканию электрического тока. СТрыв пузырьков газа/ образуиздихс  в процессе электролиза воды приводит к насЁ пцению ими порового объема гранулированного наполнител , что увеличивает его гидравлическое сопротивление и нарушает процесс очистки. Дальнейшее повышение напр жени  вьаие 150 В может привести к электричаскому пробою дисперсионной среды, обладающей высокой удельной электропроводностью . Применение слабого электропол  напр женностью менее 100 В, имеющего градиент напр женности менее 100 кВ/м, вызывает резкое снижение вли ни  электрических сил на, I пр оцесс очистки в св зи с преоблйДаг 1ющим воздействием броуновских сил, не вли ющих на разделение обрабатываемой эмульсии. Использование злектропол  с гра диентом напр женности более ЗООр кВ/ ;приводит к опережающему росту форетической силы по сравненикз с йлектрофоретической. При этом эффект сепарации мелкодисперсной фазы исчезает .

Параметры Размер гранул, мм Напр жение электропол  Градиент напр женности, кВ/м 100

Скорость потока Эмульсии, м/с

Концентраци  нефтепродуктов на выходе, ч/млнСодержание мелкодисперсных частиц (5 мкм)

Т

Оптимальные Верхний значени  предел

1,05-10 1,5-1СГ

6-10

. 30-40

2-4

25-30

86

68

82 Скорость потока э ;yльcии не долж- на быть меньше 6 , так как приводит к образованию застойных зон, существенно замедл ет вынос укрупнившихс  капель нефтепродуктов из рабочего объема установки, способствует заполнению каналов наполнител  нефтепродуктами, что приводит к прекращению процесса очистки. При скорости движени  эмульсии; более l, происходит турбулизаци  потока, а вихревой характер движени  вызывает вторичное эмульгирование нефтепродуктов, резко ухудшагщее эффект отделени  мелкодисперной фазы . В таблице приведены примеры осуществлени  данного способа очистки воды от нефтепродуктов при граничных и оптимальных значени х указанных параметров, : Экспериментальные данные, приведенные в таблице, получены при использовании в качестве нефтепродуктов смеси дизельного топлива с моторным маслом в соотношении 3:1, Содержание мелкодисперсных частиц определ етс  по результатам дисперсионного анализа, проведенного оптическим методом с использованием микрофотоустановки Микрофот. Входна  концентраци  нефтепродуктов 500 ч/млн. Таким образом, предложенный режим обработки эмульсии позвол ет обесиечить эффективное удаление мелкодис персной фазы и тем самым повысить глубину очистки нефтесодержаших вод по сравнению с известными способами. 4б 130 150 1900 3000

Claims (1)

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ЖИД-

   КИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ, заключающийся в том, что водонефтяную эмульсию пропускают через гранулированный коалесцирующий наполнитель и одновременно обрабатывают неоднородным электрическим полем, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отделения мелкодисперсной фазы нефтепродуктов, эмульсию пропускают со скоростью 6 · 10“⁵ 1,5 · ΙΟ'⁴ _м/_{с через} наполнитель с размером гранул 2-6 мм и обрабатывают электрическим полем постоянного тока при величине рабочего напряжения 100-150 В, градиенте напряженности электрического поля 100-3000 кВ/м².

   1065027 2