SU1773495A1

SU1773495A1 - Three-product hydrucyclone

Info

Publication number: SU1773495A1
Application number: SU904802929A
Authority: SU
Inventors: Mikhail M Salashnik; Valentina A Minaeva
Original assignee: Gni Pk I Yuzhniigiprogaz
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1992-11-07

Description

Изобретение относится к устройствам для непрерывного разделения промышленных сточных вод, представляющих собой нестойкие эмульсии, для очистки промстоков газоперерабатывающих заводов от содержания в них конденсата и мехпримесей и может быть использовано в газоперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.The invention relates to devices for the continuous separation of industrial wastewater, which are unstable emulsions, for cleaning industrial waste gas processing plants from the content of condensate and mechanical impurities in them and can be used in gas processing and petrochemical industries.

Известен гидроциклон для разделения суспензий, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим патрубком, песковым насадком и сливным патрубком, над которым размещена камера дополнительной очистки слива с фильтрующим элементом и патрубками отвода очищенной жидкости и периодического выпуска осадка из камеры. Сливной патрубок снабжен набором конических тарелок.Known hydrocyclone for separating suspensions, including a cylindrical conical housing with a tangential feed pipe, sand nozzle and drain pipe, over which there is a chamber for additional purification of the drain with a filter element and pipes for the removal of purified liquid and periodic discharge of sediment from the chamber. The drain pipe is equipped with a set of conical plates.

гравитационных сил. Сущность: в гидроциклоне, включающем цилиндроконический корпус 1 с тангенциальным входным патрубком 2 подачи исходной смеси, камеру 5 дополнительной очистки с размещенным в ней патрубком 6 для выпуска промежуточного продукта, патрубком 4 для выпуска смеси, расположенным в центре камеры. Патрубок 4 для выпуска смеси расположен таким образом, что его верхний торец расположен над осью патрубка 6 для выпуска промежуточного продукта на расстоянии, определяемом по формуле ΔΙ/Н = 0,5-0,7, где Н - высота камеры дополнительной очистки. 4 ил.gravitational forces. SUBSTANCE: in a hydrocyclone including a cylinder-conical body 1 with a tangential inlet pipe 2 for supplying the initial mixture, an additional purification chamber 5 with a pipe 6 placed therein for releasing an intermediate product, a pipe 4 for discharging the mixture located in the center of the chamber. The pipe 4 for discharging the mixture is located so that its upper end is located above the axis of the pipe 6 for discharging the intermediate product at a distance determined by the formula ΔΙ / H = 0.5-0.7, where N is the height of the additional cleaning chamber. 4 ill.

Недостатком известного устройства является то. что для предотвращения попадания в очищенный поток загрязнений из исходной смеси в камере дополнительной очистки установлен фильтрующий элемент, исполнение, которого в виде наклонной решетки не исключает возможности его засорения и последующих остановок для очистки.A disadvantage of the known device is that. that to prevent contaminants from entering the cleaned stream from the initial mixture, a filter element is installed in the additional purification chamber, the design of which in the form of an inclined grating does not exclude the possibility of clogging it and subsequent stops for cleaning.

Наиболее близким по технической сущности и конструктивным особенностям является гидроциклон для очистки сточной воды, включающий цилиндроконический корпуе, тангенциальный входной и шламовый патрубки, сливной патрубок, соединяющий цилиндроконический корпус и камеру дополнительной очистки с патрубками для отвода очищенной и сгущенной фракции. Сливной патрубок установлен в полости направляющего усеченного конуса, закрепThe closest in technical essence and design features is a hydrocyclone for wastewater treatment, including a cylindrical cone, a tangential inlet and slurry nozzle, a drain nozzle connecting the cylindrical cone and an additional purification chamber with nozzles for discharging the cleaned and condensed fraction. The drain pipe is installed in the cavity of the guide truncated cone, secured

SU > 1773495 А1 ленного большим основанием к верхней крышке сливной камеры, а меньшим основанием опирающегося не струенаправляющие ребра фильтрующего элемента. В сливной камере находится цилиндр, внутренняя полость которого, с фильтрующим элементом в верхнем основании и крышкой корпуса гидроциклона в нижнем, образуют камеру сбора фильтрата.SU> 1773495 A1 flaxen with a large base to the top cover of the drain chamber, and a smaller base resting on the non-directional ribs of the filter element. In the drain chamber there is a cylinder, the inner cavity of which, with a filter element in the upper base and a cover of the hydrocyclone body in the lower, form a filtrate collection chamber.

Недостатком известного устройства является то, что для предотвращения попадания в очищенный поток загрязнений из исходной смеси, в камере дополнительной очистки располагается фильтрующий элемент с размещенной под нимкамерой сбора фильтрата, совмещение которого со струенаправляющими ребрами, обеспечивающими равномерное, растекание очищаемой смеси по поверхности фильтрующего элемента, не предотвращает возможности его засорения и последующих остановок для очистки, а гашение энергии струи, благодаря ее поступлению в направляющий усеченный конус и излив через его меньшое основание на поверхности фильтрующего элемента, тем не менее не обеспечивает фильтрации в безнапорном режиме и в малой степени снижает интенсивное его засорение.A disadvantage of the known device is that to prevent contaminants from entering the cleaned stream from the initial mixture, a filter element is located in the additional purification chamber with a filtrate collecting chamber placed underneath it, the combination of which with flow guiding ribs ensuring uniform spreading of the mixture to be cleaned over the surface of the filter element prevents the possibility of clogging and subsequent stops for cleaning, and damping the energy of the stream, due to its entry into the guide truncation The cone and spout through its smaller base on the surface of the filter element, however, does not provide filtration in a pressureless mode and to a small extent reduces its intense clogging.

Целью предложенного технического ре'шения является повышение эффективности разделения эмульсии при упрощении конструкции.The purpose of the proposed technical solution is to increase the separation efficiency of the emulsion while simplifying the design.

Авторами установлена зависимость, подтвержденная экспериментально, позволяющая достигнуть указанного эффекта при упрощении конструкции и обеспечении большей продолжительности непрерывной работы за счет исключения времени на очистку фильтрующих элементов. Такое размещение патрубка слива смеси с превышением по отношению к оси выпускного патрубка очищенного продукта практически исключает унос легкого продукта с промежуточным, как это имеет место в известных решениях и обеспечивает эффектив.ность разделения эмульсии, Дополнительный эффект разделения эмульсии, поступающей в разделительную камеру, обусловлен тем, что часть потока, направляющая в выпускной патрубок очищенного продукта, проходит слой отделившейся от эмульсии воды, занимающей нижнюю часть камеры. При этом происходит промывка эмульсии, интенсифицирующая процесс, ее разрушения. Капли воды, содержащиеся в эмульсии, контактируют с отстоявшейся водой, укрупняются^ отделяются от капель углеводородного конденсата.The authors established the dependence, confirmed experimentally, which allows to achieve the specified effect while simplifying the design and ensuring a longer duration of continuous operation by eliminating the time to clean the filter elements. Such a placement of the discharge pipe of the mixture with an excess relative to the axis of the outlet pipe of the purified product practically eliminates the entrainment of a light product with an intermediate, as is the case with known solutions and ensures the efficiency of emulsion separation. The additional effect of separation of the emulsion entering the separation chamber is due to that the part of the stream, directing to the outlet of the purified product, passes a layer of water separated from the emulsion, occupying the lower part of the chamber. In this case, the emulsion is washed, intensifying the process, its destruction. The water droplets contained in the emulsion are in contact with the settled water, coarsened and separated from the droplets of hydrocarbon condensate.

Кроме того, в цилиндроконической части аппарата под действием центробежных сил происходит отделение мехпримесей и разрушение поверхностной оболочки капель жидкой фазы и их укрупнение, что повышает затем эффективность гравитационного разделения эмульсии, поступившей в камеру дополнительной очистки.In addition, in the cylindrical-conical part of the apparatus under the action of centrifugal forces, the separation of mechanical impurities and the destruction of the surface shell of the drops of the liquid phase and their enlargement occurs, which then increases the efficiency of gravitational separation of the emulsion entering the additional cleaning chamber.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг. 2, 3 и 4 - графики, построенные по результатам испытаний трехпродуктового гидроциклона при разделении эмульсии типа конденсат углеводородный в воде”.In FIG. 1 shows a General view of the device; in FIG. 2, 3 and 4 are graphs based on the results of tests of a three-product hydrocyclone in the separation of an emulsion of the type hydrocarbon condensate in water. ”

Гидроциклон состоит из цилиндроконического корпуса 1 с тангенциальным входным патрубком 2 подачи исходной смеси, диафрагмы 3 с укрепленным в ней патрубком 4 выпуска смеси. К верхней части корпуса примыкает цилиндрическая камера 5 дополнительной очистки с выпускными патрубками 6 и 7 соответственно промежуточного продукта и верхнего продукта.The hydrocyclone consists of a cylindrical conical housing 1 with a tangential inlet pipe 2 for supplying the initial mixture, a diaphragm 3 with a pipe 4 for discharging the mixture strengthened therein. A cylindrical chamber 5 for additional purification adjoins the upper part of the housing with exhaust pipes 6 and 7 of the intermediate product and the upper product, respectively.

Гидроциклон работает следующим образом.The hydrocyclone works as follows.

Исходный продукт (нестойкая эмульсия конденсат - вода.с механическими примесями) подается в цилиндроконический корпус 1 по тангенциальному патрубку 2. Под действием центробежной силы происходит укрупнение капель жидкой фазы, что уменьшает стойкость эмульсии и отделение от жидкой фазы механических примесей, которые затем выводятся в сборную емкость (на фигурах не показана). Более легкая часть продукта в центральном восходящем потоке через направляющий патрубок 4 выпуска смеси поступает в камеру 5 дополнительной очистки, где происходит ее гравитационное разделение. Поток, направляющийся к выпускному патрубку 6 промежуточного продукта, проходя нижнюю зону полости камеры, представляющую собой слой отделившейся воды (при установившемся режиме), подвергается промывке в этом слое, что способствует процессу отделения воды от конденсата.The initial product (unstable condensate-water emulsion with mechanical impurities) is supplied to the cylindrical conical housing 1 along the tangential branch pipe 2. Under the action of centrifugal force, the droplets of the liquid phase are enlarged, which reduces the stability of the emulsion and separation of mechanical impurities from the liquid phase, which are then discharged to the assembly capacity (not shown in the figures). The lighter part of the product in the central upward flow through the discharge nozzle 4 of the mixture enters the additional purification chamber 5, where its gravitational separation occurs. The flow directed to the outlet pipe 6 of the intermediate product, passing the lower zone of the chamber cavity, which is a layer of separated water (under steady state), is washed in this layer, which contributes to the process of separating water from condensate.

Наиболее легкий продукт (конденсат) поднимается в верхнюю зону камеры 5 дополнительной очистки и удаляется из нее через выпускной патрубок 7.The lightest product (condensate) rises in the upper zone of the chamber 5 for additional cleaning and is removed from it through the outlet pipe 7.

Из графиков фиг. 2-4 видно, что при расположении патрубка выпуска смеси на расстоянии ΔΙ < 0,5Н (прямая 1) происходит унос конденсата с отводимой водой. При расположении верхнего торца патрубка выпуска с смеси на расстоянии ΔΙ = (0,5-0,7)4 (прямая 2) степень отделения увеличивает5 ся. При объемной доле конденсата в исходной эмульсии 5% объемная доля конденсата в линии отвода воды составляет 0,5%, т.е. степень отделения конденсата от воды равна 90%. 5From the graphs of FIG. 2-4 it is seen that when the discharge pipe of the mixture is located at a distance ΔΙ <0.5N (line 1), condensate is carried away with the water being discharged. When the upper end of the outlet pipe with the mixture is located at a distance ΔΙ = (0.5-0.7) 4 (straight line 2), the degree of separation increases. When the volume fraction of condensate in the initial emulsion is 5%, the volume fraction of condensate in the water drainage line is 0.5%, i.e. the degree of separation of condensate from water is 90%. 5

Из графика на фиг. 4 видно, что в пределах значений ΔΙ/Н = 0,5-0,7 степень отделения максимальна, а за’этими пределами падает.From the graph in FIG. 4 it can be seen that within the limits of ΔΙ / Н = 0.5-0.7, the degree of separation is maximum, and beyond these limits it falls.

Предложенное техническое решение,, по сравнению с известными, позволяет упростить конструкцию камеры дополнительной очистки гидроциклона, увеличить степень очистки промышленных сточных вод от углеводородного конденсата до 90%, обеспечивая одновременную очистку исходной смеси от механических примесей.The proposed technical solution, in comparison with the known ones, makes it possible to simplify the design of the hydrocyclone additional purification chamber, to increase the degree of purification of industrial wastewater from hydrocarbon condensate to 90%, providing simultaneous purification of the initial mixture from mechanical impurities.

Эффект достигается за счет более качественного разделения, позволяющего извлекать из промстоков и возвращать в 20 товарную продукцию углеводородный конденсат, ранее закачиваемый в пласт, а также за счет уменьшения эксплуатационных затрат на ремонт поглощающих скважин.The effect is achieved due to better separation, which allows hydrocarbon condensate previously pumped into the reservoir to be extracted from industrial waste streams and returned to commercial output 20, as well as by reducing operating costs for the repair of absorbing wells.

Claims

Claim

A three-product hydrocyclone, including a cylindrical conical housing with a tangential feed pipe, an additional cleaning chamber with a drain pipe placed in it to drain the intermediate product on the side wall and a pipe located in the center of the additional cleaning chamber to discharge the mixture, the upper end of which is installed above the axis of the intermediate pipe to discharge the intermediate product, characterized in that. in order to increase the efficiency of emulsion separation, the upper end of the mixture outlet pipe is installed at a distance ΔΙ from the axis of the pipe to release the intermediate product, determined by the formula

Δ ί / Η = 0.5-0.7, where N is the height of the additional cleaning chamber.

Volume fraction of condensate. emilsshlmin decay burden

8 lromsuspomom product. ⁰ ^

• · ® • f Ki

about 5 10 15 th

The volume fraction of the iondens / pa, ° / o

Figure 2

® ¹ > ^ • ® ·· ✓ g

5 ju 15 th

Volume fraction of condensate b wrong mixture, ° / o

Fig.Z

FigR