SU993974A1 - Устройство дл разделени несмешивающихс жидкостей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  разделени  двухфазных систем жидкостьжидкость в центробежном поле и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей , а также в химической и пищевой, промышленности.

Известен турбоциклон, включающий цилиндроконический корпус с тайгенциал-ьнь1м питающим патрубком, патрубки дл  вывода легкой и т желой фракций и турбинку, расположенную коаксиально корпусу аппарата 1.

Исходна  суспензи  подаетс  тангенциально через питающий патрубок. Основна  закрутка потока происходит за счет вращени  турбинки при прохождении через :йее жидкости. Под действием центробежных сил инерции т желые частицы жидкости движутс  к стенке аппарата и вынос тс  нисход щим потоком через патрубок вывода т желой фракции.

Недостатком данного устройства  вл етс  повышенный унос дисперсной фазы вследствие уменьшени  диаметра капель из-за разрушени  их турбинкой. Известен гидроциклон, включающий цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком, патрубки дл  отвода т желой и легкой фракций 2.

Исходна  суспензи  подаетс  тангенциально в корпус гидроциклона и закручиваетс , перемеща сь по винтовой траек5 тории сверху вниз. Если диспергированной  вл етс  т жела  фракци , то ее капли движутс  радиально к стенке аппарата и, слива сь на ней, образуют пленку, вывод которой осуществл етс  через патрубок дл  отвода т желой фракции.

10

Недостатком данного аппарата  вл етс  значительный унос дисперсной фазы, если диспергированной  вл етс  легка  фракци . Вследствие разности плотностей капли жидкости под действием центробежных сил инер15 ции движутс  к центральной зоне аппарата. Однако здесь отсутствует поверхность, на которой капли могли бы собиратьс  в пленку . Кроме того, вследствие большого градиента скорости в этой зоне происходит дробление капель. Эти причинь привод т

° к неэффективному режиму работы аппарата. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство, содержащее корпус с тангенциальным в.чодным патрубком, периферийный

ii;i грубок отвода т желой дисперсионной фазы и центральный патрубок отвода легкой дисперсной фазы 3.

Недостаток известного устройства - низка  эффект вность разделени  несмешивающих жидкостей.

Цель изобретени  - повышение эффективности разделени .

Цель достигаетс , тем, что устройство, содержащее корпус с тангенциальным входным патрубком, периферийный патрубок отвода т желой дисперсионной фазы и центральный патрубок отвода легкой дисперсной фазы, снабжено осевым цилиндрическим ротором , имеющим сужение в зоне верхнего торца патрубка дл  отвода легкой дисперсной фазы, при этом ротор выполнен из материала , смачиваемого этой фазой. Патрубок дл  отвода легкой дисперсной фазы установлен с возможностью осевого перемещени .

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - гидродинамическа  картина течени  жидкости в аппарате.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с тангенциальным питающим патрубком 2, расположенным в верхней части корпуса. Цатрубок 3 дл  отвода т желой фракции расположен тангенциально в нижней части корпуса, а патрубок 4 дл  отвода легкой фракции расположен по оси в днище корпуса, цилиндрический ротор 5 вводитс  соосно в корпус аппарата 1 через верхнюю крышку.

Устройство работает следующим образом. Исходна  суспензи  под давлением подаетс  через питающий патрубок 2 в цилиндрический корпус 1, закручиваетс  и перемещаетс  к нижней части корпуса. Под действием центробежных сил инерции происходит радиальное движение капель легкой дисперсной жидкости к центру аппарата. Так как поверхность оси 5 смачиваетс  легкой жидкостью, то ее капли, достигнув оси 5, растекаютс  по ней, слива сь .в пленку (фиг. 2). Т жела  фракци  при попадании ее на ось, сбрасываетс  с последней вследствие несмачиваемости поверхности оси. Добавочным гидродинамическим  влением вращени  оси  вл етс  возникновение в объеме аппарата течени  Тэйлора, представл ющего собой р д тороидальных вихрей, вращающихс  во взаимно противоположных направлени х (фиг. 2). Дл  обычного конического гидроциклона или дл  цилиндрического гидроциклона возникновение таких циркулирующих контуров вызывает отрицательный эффект перемещивани , снижающий эффективность работы аппарата.

Однако в данном случае это  вление будет положительным, так как оно может обеспечить прохождение всего объема жидкости вблизи оси. При этом наиболее мелкие кап .ли дисперсной фазы, дл  которых величина центробежной силы мала и которые в радиальном движении практически не участвуЮТ , будут подводитьс  к оси циркулирующими контурами и, достигнув ее, налипать на уже существующую пленку жидкости или поверхность оси и в дальнейщем движенийконтуров участвовать не будут. Это обеспечит сепарацию -практически всей массы дисперсной жидкости.

Другим положительным фактором  вл етс  улучшенное распределение профилей скорости в объеме аппарата, вызванное вращением оси в направлении, соответствующем

0 направлению вращени  жидкости и с угловой скоростью, равной угловой скорости вращени  жидкости на радиусе, равном радиусу оси. В этом случае происходит выравнивание профил  скорости жидкости, уменьшение градиента скорости и, как следствие, отсутствие дроблени  капель в потоке.

В случае работы аппарата при измен емой концентрации дисперсной фазы предусмотрена регулировка толщины снимаемой с оси пленки жидкости осевым перемещением патрубка дл  отвода легкой фракции. Измен   величину зазора между стенками оси 5 (в месте ее сужени  в нижней части) и патрубка 4 можно исключить возможность . попадани  дисперсионной фазы в патрубок дл  вывода легкой фракции 4. Вывод очищенной т желой жидкости осуществл етс  через патрубок дл  отвода т желой фракции 3. Применение предлагаемого устройства дл  разделени  двухфазных систем жидкость-жидкость в случае, когда дисперсной

0  вл етс  легка  фракци  позволит повысить эффективность работы аппарата на 15-25% по сравнению с известным устройством, позвол ет повысить эффективность процесса разделени  за счет отсутстви  срыва пленки жидкости и вторичного уноса.

Claims (3)

1. 5Формула изобретени 

   Устройство дл  разделени  несмешивающихс  жидкостей, содержащее корпус с тангенциальным входным патрубком, периферийный патрубок отвода т желой дисперсионной фазы и центральный патрубок отвода легкой дисперсной фазы, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности разделени  жидкостей, оно снабжено осевым цилиндрическим ротором, имеющим сужение в зоне верхнего торца патрубка дл  отво5 да легкой дисперсной фазы, при этом ротор выполнен из материала, смачиваемого этой фазой.
2. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что патрубок дл  отвода легкой дисперсной фазы установлен с возможностью осевого

   перемещени .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 610565, кл. В 04 С 9/00, 1976. 5 2. Мустафаев A.M., Гутман Б. М. Гидроциклоны в нефтеперерабатывающей промышленности . М., «Недра, 1981, рис. 1.5.За.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 572278, кл. В 01 D 17/02, 1975.

   фаг. /

   |

   fJ/ICHKO

   /77ei7 Cf/7i7