SU753445A1

SU753445A1 - Apparatus for separating oil from water

Info

Publication number: SU753445A1
Application number: SU772512328A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Васильевич Захаров; Виктор Тимофеевич Коваленко
Original assignee: Предприятие П/Я А-7354
Priority date: 1977-07-25
Filing date: 1977-07-25
Publication date: 1980-08-07

Description

1one

Изобретение относитс к устройствам дл непрерывного разделени несмешивающнхс жидкостей различной плотности, в частности дл отделени масла от воды, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей , металлообрабатывающей , машиностроительной промыщленности и других отрасл х народного хоз йства, особенно прн ограниченных производственных площад х.The invention relates to devices for the continuous separation of immiscible liquids of various densities, in particular for the separation of oil from water, and can be used in chemical, oil refining, metalworking, machine-building industries and other branches of the national economy, especially in limited production areas.

Известно устройство дл отделени масла от воды, содержащее корпус, трубопровод ввода эмульсии, разделительную перегородку и патрубки вывода разделенных фаз. Разделительна перегородка выполнена в виде обратного усеченного конуса, снабженного патрубком вывода водного раствора, и установленного соосно под ним обратного конуса |1).A device for separating oil from water is known, comprising a housing, an emulsion injection pipeline, a dividing wall and outlet pipes for the separated phases. The dividing wall is made in the form of a truncated inverse cone, equipped with an outlet pipe for the aqueous solution, and a reverse cone installed coaxially under it | 1).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл отделени масла от воды, включающее вертикальный корпус с патрубкамн вывода фаз, разделительные перегородки , между которыми размещен патрубок ввода масла, и вертикальную трубу, установленную концентрнчно корпусу 12.The closest in technical essence and the achieved result is a device for separating oil from water, comprising a vertical case with branch pipes, phase outlets, dividing partitions between which an oil inlet pipe is placed, and a vertical pipe installed concentrically to the body 12.

Недостатком известных устройств вл етс то, что основной объем устройства используетс дл отстаивани фаз гравитацией , поэтому устройство не может обеспечить полное разделение смесей, например, в экстракторах при интенсивном перемешивании жидкостей, особенно при больших нагрузках , ограниченных площад х и объемах.A disadvantage of the known devices is that the main volume of the device is used for upholding the phases by gravity, therefore the device cannot provide complete separation of the mixtures, for example, in extractors with intensive mixing of liquids, especially under heavy loads, limited areas and volumes.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности разделени тонкодисперсных нестабильных водомасл ных смесей.The aim of the invention is to increase the separation efficiency of fine, unstable water-oil mixtures.

10ten

С этой целью перегородки выполнены в виде косых разнонаправленных геликоидов, верхн и нижн кромки трубы размещены соответственно выше патрубка вывода легкой фазы и ниже разделительных перегоро док, устройство снабжено цилиндром, размещенным в трубе и соединенным с патрубi OM вывода воды, а патрубок ввода смеси установлет тангенциально с направлением закручивани о хЪду движени фазы, содержащейс смеси в большем количестве. Целесообразно соединить цилиндр с патрубком вывода воды резьбовым соединенней , а разделительные перегородки выполнить из фторопласта. На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез. Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с концентрично установленной внутри трубой 2, между которыми размещены одна над другой разделительные перегородки 3 и 4, образующие спиральный канал дл прохода смеси. Между перегородками тангенциально к корпусу размещен патрубок 5 ввода смеси. Устройство имеет патрубки 6- 8 вывода разделенных фаз. Витки спиралей перегородок плотно прилегают как к внутренней стенке корпуса 1, так и к наружной стенке трубы 2. Патрубок 6 вывода легкой фазы (масла) расположен выще перегородки 4, патрубок 7 вывода воды ниже перегородки 3. Верхн и нижн разделительные перегородки 3 и 4 выполнены в виде разнонаправленных косых геликоидов, изготовленнь1х из хорощо смачиваемого диспергированной фазы материала, например фторопласта. Патрубок 5 ввода смеси ориентирован в направлении движени по спиральному каналу фазы, имеющейс в поступающей смеси в больщем количестве. Дл разделени эмульсий типа «масло в воде патрубок 5 вврда смеси ориентирован в направлении винтовой линии перегородки 4 и расположен ниже границы раздела фаз, а дл разделени эмульсии типа «вода в масле патрубок 5 ориентирован в направлении винтовой линии перегородки 3 и расположен выше границы раздела фаз. В трубе 2 установлен цилиндр 9, соединенный с патрубком вывода воды резьбовым соединением, дл обеспечени регулировани положени границы раздела фаз. Угол наклона витков геликоида выбираетс таким образом, чтобы легка фаза могла всплыть по нижней стороне витка. Оптимальный угол между образующей поверхности геликоида по отношению к оси корпуса составл ет 45°. Количество витков геликоида , число заходов и рассто ние между ними определ ютс временем, необходимым дл разделени эмульгированной смеси при ламинарном течении потоков. Устройство работает следующим образом . Поступающа по патрубку 5 вода с эмульгированными в ней легкой и т желой фазами движетс вниз между параллельно и близко друг к другу расположенными витками перегородки 4 тонким слоем. При этом достигаетс ламинарное движение жидкости через устройство и уменьшаетс высота оседани и подъема частиц, что способствует ускорению отстаивани фаз. Частицы легкой фазы, эмульгированной в водном растворе, попада под нижнюю сторону витка геликоида, изготовленного из материала, смачиваемого легкой фазой, скольз по нему, движутс от периферии к центру, а затем вверх и вывод тс через патрубок 6. Частицы фазы более т желой, чем водна , оседают на поверхность витков и, скольз по ним, двигаютс от центра к периферии вниз, собираютс и вывод тс периодически через патрубок 8. Частицы легкой и т желой фаз, продвига сь по поверхности витков геликоида, коалесцируют в более крупные. При этом на поверхности витков с обеих сторон образуютс слои т желой и легкой фаз, способствующие коалесценции частиц и их отделению от водного раствора. Очищенна водна фаза поступает в трубу 2 и поднимаетс вверх, откуда по патрубку 7 самотеком выводитс из устройства. Применение разделительной перегородки, выполненной в виде косого геликоида, позвол ет значительно снизить содержание легкой и т желой фаз в очищенном водном растворе , а также более рационально использовать объем устройства дл гравитационного расслаивани фаз. Различное направление спиральных каналов , образуемых верхней и нижней перегородками , и тангенциальное расположение патрубка по направлению движени сплошной фазы обеспечивает ламинарное движение потока смеси в устройстве под действием собственной силы т жести по направлению винтовой линии геликоидов: дл верхней перегородки - снизу вверх в направлении движени легкой фазы (в случае разделени эмульсии типа «вода в масле), дл нижней - сверху вниз в направлении движени водной фазы (в случае разделени эмульсии типа «масло в воде). В противном случае при одинаковом направлении спиралей верхней и нижней перегородок и нетангенциальном или несовпадающем направлении установки патрубка ввода смеси с направлением навивки спиралей нарущаетс ламинарное течение потоков, образуютс завихрени , особенно между перегородка .ми, привод щие к турбулентному перемешиванию потоков, а следовательно, к снижению эффекта гравитационного расслаивани фаз. Расположение ввода эмульсии относительно положени границы раздела фаз в зависимости от типа эмульсии направлено на снижение турбулентного перемешивани вход щего потока с рабочей жидкостью, наход щейс в устройстве, и уменьшение отрицательного вли ни плотностных и конвенциальных токов. Выщеуказанное расположение трубы относительно перегородок и выходных патрубков и наличие цилиндра позвол ет регулировать положение границы раздела фаз относительно входного патрубка и обеспечивает непрерывность процесса разделени несмещивающихс жидкостей различной плотности.For this purpose, the partitions are made in the form of oblique multidirectional helicoids, the upper and lower edges of the pipe are placed respectively above the light phase outlet and below the separation septa, the device is equipped with a cylinder placed in the pipe and connected to the OM water outlet, tangentially with the direction of twisting about the hb of the phase movement containing the mixture in larger quantities. It is advisable to connect the cylinder with a water outlet pipe threaded connected, and the partition walls to perform a fluoroplastic. The drawing shows the proposed device, the cut. The device comprises a cylindrical body 1 with a tube 2 concentrically mounted inside, between which partition walls 3 and 4 are placed one above the other, forming a spiral channel for the passage of the mixture. Between the walls tangentially to the body is placed the pipe 5 of the input mixture. The device has nozzles 6-8 output separated phases. The coils of the helix partitions fit snugly to both the inner wall of the housing 1 and the outer wall of the pipe 2. The outlet 6 of the light phase (oil) is located above the partition 4, the outlet 7 of the water below the partition 3. The upper and lower partitions 3 and 4 are made in the form of multidirectional oblique helicoids made from a well wetted dispersed phase of a material, for example, a fluoroplastic. The inlet 5 of the mixture is oriented in the direction of movement along the spiral channel of the phase present in the incoming mixture in large quantities. To separate the oil-in-water emulsions, the inlet 5 of the mixture is oriented in the direction of the helix of the partition 4 and is located below the phase boundary, and to separate the water-in-oil emulsion, the inlet 5 is oriented in the direction of the helix of the partition 3 and is located above the interface . In the pipe 2, a cylinder 9 is installed, which is connected to the water outlet pipe by a threaded connection, in order to ensure the adjustment of the position of the interface. The angle of tilt of the helicoid turns is chosen so that a light phase can float on the underside of the coil. The optimum angle between the forming surface of the helicoid relative to the axis of the body is 45 °. The number of turns of the helicoid, the number of entries and the distance between them are determined by the time required for the separation of the emulsified mixture during laminar flow. The device works as follows. The water entering through the nozzle 5 with the light and heavy phases emulsified in it moves down between parallel and close to each other the windings of the partition 4 arranged in a thin layer. This achieves laminar fluid flow through the device and decreases the height of settling and lifting of the particles, which accelerates the settling of the phases. The particles of the light phase, emulsified in aqueous solution, fall under the lower side of the spiral of the helicoid, made of material wetted by the light phase, slide along it, move from the periphery to the center, and then up and out through the nozzle 6. The particles of the phase are heavier, than water, they are deposited on the surface of the coils and, slipping along them, move from the center to the periphery downward, are collected and removed periodically through the pipe 8. Particles of light and heavy phases, moving along the surface of the coils of the helicoid, coalesce into larger ones. At the same time, layers of the heavy and light phases form on the surface of the coils on both sides, facilitating the coalescence of particles and their separation from the aqueous solution. The purified aqueous phase enters the pipe 2 and rises upwards, from where the pipe 7 is removed by gravity from the device. The use of a dividing wall, made in the form of an oblique helicoid, makes it possible to significantly reduce the content of light and heavy phases in the purified aqueous solution, as well as more efficiently use the volume of the device for gravitational separation of the phases. The different directions of the spiral channels formed by the upper and lower partitions and the tangential position of the nozzle in the direction of movement of the continuous phase ensures the laminar movement of the mixture flow in the device under the action of its own gravity in the direction of the helix of the helical line: in the direction of the light phase (in the case of separation of a water-in-oil emulsion), for the lower - from top to bottom in the direction of movement of the aqueous phase (in the case of separation of an oil-in-water emulsion). Otherwise, with the same direction of the spirals of the upper and lower partitions and the non-tangential or non-coincident direction of installation of the inlet mixture with the direction of spiral winding, the laminar flow is disrupted, vortices form, especially between the partition, leading to turbulent mixing of the flows, and consequently, decrease effect of gravitational phase separation. The location of the emulsion input relative to the position of the phase boundary, depending on the type of emulsion, is aimed at reducing the turbulent mixing of the input stream with the working fluid in the device, and reducing the negative effect of density and conventional currents. The above arrangement of the pipe relative to the bulkheads and the outlet nozzles and the presence of a cylinder makes it possible to adjust the position of the phase boundary relative to the inlet nozzle and ensures the continuity of the separation process of unmovable fluids of various densities.

Claims

Claim

1. A device for separating oil from water, including a vertical casing with phase outlet pipes, dividing walls, between which a mixture inlet pipe is located, and a vertical pipe mounted concentrically to the casing, characterized in that, in order to increase the efficiency of separation of finely dispersed unstable water-oil mixtures, the partitions are made in the form of oblique multidirectional helicoids, the upper and lower edges of the pipe are located respectively above the light phase outlet pipe and below the separation partitions, the device is equipped with a cylinder placed in