КОМПОНОВКА СЕПАРАТОРА НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД Российский патент 2024 года по МПК C02F1/40 B63J4/00 

Изобретение относится к области судов или плавучих средств, а более конкретно к судовым установкам для обработки загрязненных и сточных вод.

Известны: Коалесцирующие сепараторы, устройства очистки в виде отстойников, а также аппараты с использующие центробежную силу. По компоновке сепараторы отстойники и коалесцирующие сепараторы как правило представляют собой цилиндрическую емкость относительно больших габаритов, разделенную на отсеки (RU 1699939, RU 2123977, RU 2080147). Указанная компоновка снижает модернизационные возможности устройства, увеличение производительности возможно, за счет полного перепроектирования конструктивных элементов.

Наиболее близкой по компоновке является «Установка для очистки нефтесодержащих вод» RU 171610, состоящая из трех последовательно соединенных частей узлов и элементов по очистке воды от нефти, смонтированных компактно на общей раме. Основным недостатком указанного, является использование гидроциклонов в качестве основных элементов по очистке воды от нефти, которые используют центробежную силу для своей работы, и более требовательны к давлению на входе системы в отличие от коалесцирующих фильтров, использующих силы межмолекулярного притяжения для своей работы.

Технический результат заключается в создание компактного сепаратора нефтесодержащих вод с модульной компоновкой, обеспечивающей минимальные габариты при сохранении высокой производительности, возможность масштабирования для увеличения производительности, восприятие эксплуатационных нагрузок от судовой вибрации, качки и др., повышении ремонтопригодности и снижении трудоемкости технического обслуживания, повышение ресурса фильтров.

Сепаратор нефтесодержащих вод осуществляет разделение нефтесодержащих вод на нефтепродукты и воду с содержанием нефтепродуктов в допустимой концентрации. В сепараторе нефтесодержащих вод используются гравитационный и коалесцентный методы разделения нефтепродуктов и воды, а также абсорбционный метод очистки воды.

Сущность заявляемого поясняется чертежами:

Фиг. 1 - Сепаратор нефтесодержащих вод, общий вид (компоновка);

Фиг. 2 - Сепаратор нефтесодержащих вод, схема принципиальная.

Указанный технический результат достигается тем, что сепаратор нефтесодержащих вод скомпонован следующим образом:

- на пространственной раме (1) размещены основные элементы - модули: электронасос (HI), фильтр отделитель (Ф1), коалесцирующий фильтр (Ф2), сорбционный фильтр (Ф3), сигнализатор нефтепродуктов;

- все элементы последовательно соединены трубопроводом с арматурой;

- также на раме (1) размещены шкаф управления (2) и комплект датчиков и другое периферийное оборудование.

Пространственная рама (1), выполнена из металлического прямоугольного или другого профиля, углы рамы усилены кницами, что обеспечивает жесткое закрепление оборудования, входящего в состав устройства и восприятие эксплуатационных нагрузок от судовой вибрации, качки и др. Конструкция рамы (1) обеспечивает доступ ко всем элементам сепаратора, что увеличивает ремонтопригодность.

Электронасос (H1), закреплен на раме (1) перед блоком фильтров, обеспечивает подачу нефтесодержащей жидкости в фильтр-отделитель (Ф1).

Фильтр-отделитель (Ф1), представляет собой емкость в виде вертикального цилиндра, предназначенного для дополнительной защиты и увеличения срока службы коалесцирующего и сорбционного фильтров. Фильтр-отделитель обеспечивает определение типа перекачиваемой среды (эмульсия или чистые нефтепродукты) и предохраняет коалесцирующий фильтр (Ф2) от попадания в него высококонцентрированных нефтепродуктов. На корпусе фильтра (Ф1) расположены датчики воды/эмульсии или нефтепродуктов.

Коалесцирующий фильтр (Ф2), представляет собой емкость в виде вертикального цилиндра с коалесцирующим фильтрующим элементом, который производит разделение частиц нефтепродуктов и воды. В верхней части емкости расположена съемная крышка, предназначенная для замены фильтра.

Сорбционный фильтр (3), представляющего собой емкость в виде вертикального цилиндра с сорбционным фильтром (картриджем), в котором происходит окончательный этап очистки воды от частиц нефтепродуктов. В верхней части емкости расположена съемная крышка, предназначенная для замены фильтра.

Сигнализатор нефтепродуктов (3), обеспечивает контроль концентрации частиц нефтепродуктов в воде в реальном времени. В зависимости от показателей концентрации производит открытие и закрытие дистанционно-управляемых клапанов слива за борт или слив в льяла.

Шкаф управления (2), обеспечивает прием и обработку сигналов от сигнализатора нефтепродуктов, осуществляющего управление электронасосом (H1) и дистанционно-управляемыми клапанами и сигнализацию состояния оборудования изделия.

Дистанционно-управляемые клапаны (К1, К2, К3, К4) управляют перемещением жидкости в сепараторе.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Нефтесодержащие воды из цистерны нефтесодержащих вод подаются насосом (H1) в фильтр-отделитель (Ф1);

В фильтре-отделителе установлен датчик емкостного (или кондуктометрического) типа (SQ1). Датчик (SQ1) регистрирует наличие воды/эмульсии или нефтепродуктов. При наличии в фильтре-отделителе нефтепродуктов или высококонцентрированной эмульсии (>95% нефтепродуктов) закрывается клапан (К2), расположенный между фильтром-отделителем (Ф1) и коалесцирующим фильтром (Ф2), и открываются клапан (К1), через выход для нефтепродуктов» производится сброс нефтепродуктов из изделия. При наличии в фильтре-отделителе (Ф1) воды или эмульсии закрываются клапаны (К1), открывается клапан (К2), вода/эмульсия поступает в коалесцирующий фильтр (Ф2);

Далее в коалесцирующим фильтре (Ф2) за счет силы межмолекулярного притяжения и разности плотностей нефтепродуктов и воды осуществляется сепарация. Сепарация происходит непосредственно при прохождении жидкости через коалесцирующий фильтр (Ф2) с открытыми порами, при этом частицы нефтепродуктов скапливаются в верхней части емкости коалесцирующего фильтра. При достижении нефтепродуктом уровня емкостного (или кондуктометрического) датчика (SQ2) клапан (К4), расположенный между коалесцирующим (Ф2) и абсорбирующим фильтрами (Ф3), закрывается, а клапан (К3) открывается, и нефтепродукты удаляются из верхней части емкости.

Через клапан (К2) вода поступает в сорбционный фильтр (Ф3). Сорбционный фильтр (Ф3) удаляет все виды углеводородов из воды.

На выходе из сорбционного фильтра (Ф3) происходит отбор проб на сигнализатор нефтепродуктов (3), который анализирует содержание нефтепродуктов в очищенной воде. При высоком остаточном содержании нефтепродуктов на выходе из сорбционного фильтра (Ф3), прекращается слив очищенной воды за борт и происходит сброс воды в льяла. При низком остаточном содержании нефтепродуктов на выходе из сорбционного фильтра прекращается слив воды в льяла и происходит сброс очищенной воды за борт.

Указанные характеристики сепаратора нефтесодержащих вод достигаются за счет:

Использования пространственной рамы для размещения фильтрующих элементов, насоса и других элементов, что позволяет разместить оборудование, используя весь объем, что снижает габариты установки. Жесткая рама обеспечивает восприятие эксплуатационных нагрузок от судовой вибрации, качки и др.;

Размещение оборудования на раме позволяет выполнить ремонт и техническое обслуживания элементов сепаратора по отдельности, что снижает трудоемкость;

Использование фильтра отделителя на входе позволяет защитить коалесцирующий фильтр от попадания в него высококонцентрированных нефтепродуктов, что увеличивает ресурс коалесцирующего фильтра;

Использование фильтров, размещенных в отдельных корпусах, позволяет обеспечить масштабируемость сепаратора в зависимости от требуемой производительности путем добавления новых фильтров, установленных параллельно, или увеличения их габаритов.

Изобретение относится к области судов или плавучих средств, а более конкретно к судовым установкам для обработки загрязненных и сточных вод. Установка содержит пространственную раму, выполненную из металлического профиля прямоугольного сечения, с местами для размещения составляющего оборудования. Составляющее оборудование: электронасос, фильтр-отделитель, один или несколько параллельно соединенных коалесцирующих фильтра, один или несколько параллельно соединенных сорбционных фильтра. Электронасос осуществляет перемещение нефтесодержащей жидкости в фильтр-отделитель. Фильтр-отделитель содержит отводы для концентрированных нефтепродуктов и в коалесцирующий фильтр. Коалесцирующий фильтр содержит отводы для концентрированных нефтепродуктов и в сорбционный фильтр. Сорбционный фильтр содержит отвод для очищенной воды через сигнализатор нефтепродуктов. Технический результат: компактность сепаратора нефтесодержащих вод с модульной компоновкой, обеспечивающей минимальные габариты при сохранении высокой производительности, возможность масштабирования для увеличения производительности, восприятие эксплуатационных нагрузок от судовой вибрации, качки и др., повышение ремонтопригодности и снижение трудоемкости технического обслуживания, повышение ресурса фильтров. 2 ил.

Компоновка сепаратора нефтесодержащих вод, содержащая пространственную раму, выполненную из металлического профиля прямоугольного сечения, с местами для размещения составляющего оборудования, составляющее оборудование: электронасос, осуществляющий перемещение нефтесодержащей жидкости в фильтр-отделитель, фильтр-отделитель с отводами для концентрированных нефтепродуктов и в коалесцирующий фильтр, один или несколько параллельно соединенных коалесцирующих фильтра с отводом для концентрированных нефтепродуктов и в сорбционный фильтр, один или несколько параллельно соединенных сорбционных фильтра с отводом для очищенной воды через сигнализатор нефтепродуктов.