Способ обработки масляных эмульсий и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК B01D17/04 

Изобретение касается способа и относящегйся к нему устройства для порционной обработки масляных эмульсий, в которой проводятся предварительная обработка, мембранная фильтрация и окончательная обработка. Оно предусмотрено для обработки охладительно-смазывающих средств, не годных к дальнейшему употреблению, может,однако,-в такой же мере применяться для обработки других эмульсий из минеральных, растительных или животных масел.

Известны способы обработки эмуль.сий, которые предусматривают предварительную обработку эмульсий, применение мембранной фильтрации и окончательную обработку концентрата с целый дальнейшего обогащения маслом. В отдельности отстаивание, сепарация, фильтрация и предварительное удаление масла посредством химического разрушения эмульсии известны как ступени предварительной очистки. Кроме того, в большинстве случаев должна проводиться регулировка .температуры эмульсии, чтобы мембранная фильтрация протека.ла в оптиглаль ных условиях.

Комбинированные с- предварительной и- окончательной обработкой методы мембранной фильтрации предусматривают порционное концентрирование эмульсии до некоторого определенного содержания масЛа и последующий выпуск всего накопившегося в устройстве концентрата.

Прочие способы мембранной фильтрации, также пригодные для обработки масляных эмульсий, работают без -соответствующей предварительной и окончательной обработки эмульсии или маслосодержащег.о продукта.

В качестве окончательной обработк с целью дальнейшего обогащения масло известны также отстаивание, сепарация, химическая обработка и выпаривание. Установки для них состоят из отдельных агрегатов, через которые пос ледовательно протекает эмульсия и которые, снабжены соответствующими устройствами для перевода с одной ступени на другую.

Однако предварительная очистка отстаиванием требует большой продолжительности контакта, т.е. резервуаров больших размеров, и, кроме того, частоДает неудовлетворительный эффект. Сепарация и фильтрация связаны со сложной технической аппаратурой. Фильтрация часто приводит, кроме того, к быстрому склеиванию фильтрующего материала. Предварительное удли нение масла посредством химического разрушения связано со значительными затратами и ставит под вопрос преследуемое мемЬранной фильтрацией повышение эффективности. Поскольку

предварительная обработка в большинс ве случаев должна в себя включать и регулировку .температуры эмульсии, при которой с другой сторонь не могут одновременно проводиться способы предварительной очистки, следует расматривать ступени предварительной очистки как требующие больших затрат

Поведение эмульсии во время мембранной фильтрации сильно зависит от успеха предварительной-очистки, так что уменьшению затрат с одной стороны противопоставляется их увеличение с другой стороны.Опорожнение и промежуточное скл.адирование концентрата повышает общую стоимость способа. При испытаний известных способов мембранной фильтрации при обработке масляных эмульсий без предварительной обработки эффективность устройства понижается недопустимо быстро. Это относится к одному из шагов предварительной обработк Отказ от окончательной обработки концентрата приводит к относительно высокому содержанию водыв получаемом концентрате, что мешает дальнейшей обработке или удорожает ее. Известны ступени окончательной очистки отстаивание. Сепарация и химическая обработка имеют те же недостатки, которые перечислены для ступеней предварительной очистки. Выпаривание является способом, требующим болшого количества энергии, и который становится тем дороже, чем больше воды содержится в концентрате. Недостаток известных агрегатов для предварительной обработки, мембранной фильтрации и окончательной обработки состоит в том, что между 6тдель-т ными ступенями обработки не имеется функциональной связи, так что, использование имеющегося оборудования как для предварительной обработки, так и для мембранной фильтрации невозможно Это повышает затраты при сооружении таких устройств. Устройства для проведения известных способов должны эксплуатироваться в соответствии с отдельными шагами этих способов и занимают много места, дорогие и требуют больших затрат на обслуживание.

Цель изобретения - создание эффективного и экономичного в эксплуатации способа и устройства для обработки масляных эмульсий.

Задача состоит в комбинировании известного способа мембранной фильтрации, работающего с постоянньй удалением обогащенной маслом пены, с предварительной обработкой эмульсии и окончательной обработкой концентрата, так чтобы становилось излишним порционное опорожнение установки, что при предварительной обработк е одновременно с более эффективной пред варительной очисткой происходит регулировка температуры эмульсии,что благодаря окончательной обработке легко образуется сильно обогащенный маслом концентрат и требующееся для предварительной и окончательной обработки оборудование и.спользовать также во время мембранной фильтрации. Устройство должно обеспечивать проведение способа простыми техническими средствами, а также при невысоких затратах площади и на обслу живание. Масляная эмульсия предварительно очищается посредством флотации, предпочтительно напорной флотации, причем одновременно производится регулировка температуры, вслед за этим проводится изйестным способом мембранная фильтрация по WP148859, характерным отличием которой являет ся постоянная подача газовой струи к загрузочному потоку перед входом в насос И отделение пены от загрузо ного потока на выходе из мембранног отделителя, и что получаемая.в проц се предварительной очистки и мембранной фильтрации обогащенная маслом пена окончательно обрабатывается, попадая в резервуар для разложения, сток которого отводится обратно в эмульсию, в то время как получившаяся более легкая фаза посл сбора в большем количестве выпускается и поступает на дальнейшее использование. Устройство состоящее из сборного обогреваемого резервуара, всасывающего патрубка со штуцером для подсо са воздуха, насоса, напорного трубо провода, мембранного отделителя, дроссельного органа, резервуара для отделения пены и резервуара для раз ложения, устройство содержит в напорном трубопроводе ответвление с дроссельным органом, которое ведет .непосредственно5к резервуару для от деления пены, а также запирающее пр способление, -например двухходовой кран или для открывающихся по очере ди вентиля, которые ведут поток эмульсии избирательно через отделители или через ответвление к резервуару для отделения пены. Отводящий желоб резервуара для отделения пены расположен перед peзepвyapo л для ра ложения, в котором есть примерно на половине высоты запираемый выпуск и вблизи дна резервуара - вход в трубу перелива, которая впадает в сборный резервуар. Для предваритель ной обработки поток эмульсии сквозь запирающее приспособление пропускается через отверстие .в резервуар для отделение пены. Насос всасывает эмульсию и воздух, уплотняет и пере мешивает обе среды, у дроссельного органа в ответвлении происходит раз ряжение, используемое в резервуаре для отделения пены с целью флотации при которой с пеной отделяются масло и части15Л Загрязне ия. Посредством включения обогрева в сборном резервуаре в процессе предварительной очистки происходит одновременно регулировка температуры эмульсии. После окончания предварительной обработки запирающее приспособление в напорном трубопроводе переключается так, что направление потока протекает через отделительные устройства и принадлежащий к резервуару для отделения пены дроссельный орган. Установившееся состояние обеспечивает проведение предлагаемого способа мембранной фильтрации. Получ-енная при предварительной обработке и мембранной фильтрации пена течет в последуквдий резервуар для разложения. Образуется сильно обогащенный маслом концентрат ,который всплывая, отделяется от остаточной эмульсии. Труба перелива отводит остаточную эм -льсию в сборный резервуар. Запирающийся выпуск содействует порционному отбору сильно обогащенного маслом всплывшего слоя. Преимущественное оформление приспособления достигается тогда, когда запирание в напорном трубопроводе осуществляется автоматизированным элементом, например посредством двух магнитных вентилей и одного подсоединенного регулятора с контактным термометром, реле включения для управления магнитным вентилем и для включения и-выключения обогревательных элементов. Такое автоматическое проведение всего способа без внеиших воздействий обеспечивается поскольку переключение с предварительной обработки на мембранную фильтрацию обеспечивается уже посредством- переключения за.пирающих приспособлений в напорном трубопроводе и отключения регулировки температуры. Отводящий пены желоб снабжается обогревом или между отводящим пену желобом и резервуаром для разложения оборудуется обогреваемый канал. Разложение пены и обогащение маслом в резервуаре -для разложения таким, образом улучшаются. На чертеже схематично изображено устройство для обработки масляной эмульсии, использованной для режущих инструментов. Сборный резервуар 1 вместительностью около 0,6 м и смонтированные на сборном резервуаре 1 узлы - самовсасывающий центробежный насос 2, мембранные отделители 3, резервуар для отделения пены 4 объемом 0,1 м и резервуар для разложения 5 объеж м 0,06 м являются основными частями установки.

Сборный резервуар 1 снабжен ситовой насадкой б и обогревательным элементом 7. Всасывающий патрубок насоса 8 имеет штуцер для подсоса воздуха 9, который с целью контроля за количеством воздуха, снабжен ротаметром 10. На напорном трубопроводе 11 расположено ответвление 12, содержащее дроссельный вентиль 13 и впадающее в резервуар для отделения пены.

Магнитным вентилем 14 на входе ответвления 12 и магнитным вентилем 15 в напорном трубопроводе 11 после ответвления 12 создается требуемый запор для избирательного прохождения через ответвление 12 или через мейбранные отделители. К магнитным вентилям 14 и 15, а также обогревательным элементам 7 подсоединен регулятор 16. В основном он- состоит из контактного термометра 17, который установлен в круговороте эмульсии, и включающих реле, которые открывают магнитный вентиль 14 при падении температуры ниже необходимой,закрывают магнитный вентиль 15 и включают обогрев. По достижении требуемой температуры последовательность включений протекает в обратном направлении.

Резервуар Для отделения пены 4 снабжен у входа решеткой для стабилизации течения 18, приспособлением для удаления .пены 19, наклонным желобом для слива пены 20 и трубой перелива 21 для отделенной от пены эмульсии. Желоб для слива пены 20 впадает в расположенный за ним резервуар для разложения 5. В нем есть напротив пуска пены переливная труба 22, оканчивающаяся вблизи дна резервуара и ведущая в сборный резервуар 1, а также примерно на половине высоты находится кран выпуска 23. У смотрового окна 24 помещены метки, которые указывают диапазон, допускающий или требующий выпуска всплывшего слоя.

Для проведения способа сборный резервуар 1 наполняется эмульсией через ситовую насадку б. Грубые загрязнения задерживаются ситовой насадкой 6. Поскольку температура вводимой масляной эмульсии ниже требуемой температуры (около ), после включения установки открывается магнитный вентиль 14, закрывается магнитный вентиль 15 и включается отопление. Эмульсия, всасывается, смешиваясь с воздухом, уплотняется и направляется после разряжения в дроссельном вентиле 13 -в резервуар для отделения пены. Посредством этого происходит предварительная очистка флотацией и одновременно регулировка температуры. По достижении требуемой .температуры предварительная обработка заканчивается. Посредством регулятора 16 автоматически достигается переход к известному методу мембранной фильтрации. Получающаяся при предварительной обработке и при мембранной фильтрации обогащенная маслом пена направляется посредством приспособления для удаления пены 19 в желоб для перелива пены 20 и попадает в резервуар для разложения 5 для окончательной обработки. Здесь уже обогащенная маслом пена разлагается до значительно более обогащенного маслом концентрата и остаточной эмульсии. Такш образом требующееся для предварительной и окончательной обработки оборудование в значительной мере используются также во время мембранной фильтрации. Остаточная эмульсия попадает обратно в сборный резервуар 1, концентрат выпускается после -накопления соответствующего количества масла.

В процессе проведения способа мембранной фильтрации постоянно уменьшается находящееся в сборном резервуаре 1 количество эмульсии, пока содержимое резервуара не будет переработано. Поскольку на эмульсии в процессе обработки постоянно извлекаются масло и другие содержащиеся вещества, не происходит неотвратимого как. при других известных способах концентрирования эмульсии до таких концентраций, которые запрещают дальнейшее пребывание в устройстве и требуют опорожнения. Поэтому в противоположность известным способам после отработки содержимого резервуара и проводимой промывки мембранных отделителей 3 сборный резервуар сразу снова заполняется следующей порцией масляной эгдульсии и способ повторяется.

Признано изобретением по результатам экспертизыг осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.

1. Способ обработки масляных эмульсий с помо1дьк предварительной обработки посредством предварительной очистки и регулировки температурка эмульсии, последующей мембранной фильтрации и окончательной обработки концентрата, отличающийся .тем, что, масляная эмульсия предварительно очищается флотацией, в частности напорной флотацией, проводиг/юй одновременно с регулировкой температуры эмульсии. 2. Устройство для обработки масляных эмульсий, состоящее из сборно; го резервуара с обогревательными элементами, всасывающей трубы насоса со :штуцером для подсоса воздуха, насоса, мембранных отделителей, резервуаров для отделения пены и разложения, о тличающееся тем, что-в напорном трубопроводе 11 перед мембранными отделителями 3 ответвление 12 трубопровода связано с дроссельныгл органом 13, который ведет непосредственно ко входу резервуара 4 для отделения пены, на ответвлении 12 имеются два вентиля 14 и 15 или двухходовой кран, или другое запирающее приспособление, которые избирательно направляют эмульсию или через ответвление 12, или через мембранные отделители З к резервуару 4 для отделения пены, а за желобом 20 для слива пены резервуара для отделения пены установлен резервуар 5 для разложения, имеющий трубу перелива 22, конец которой расположен над его S дном и которая -ведет в сборный резер(Л .вуар 1, и снабжённый выпускным краном 23 примерно.на половине высоты, а также смотровь л окном 24. 3.Устройство ПОП.2, отличающееся тем, что вентили 14 и 15 являются магнитными и связаны с регуляторои 16, который, в основном, содержит омываемыйэмуль- .: сией контактный термометр 17, реле . переключения магнитных вентилей 14 и 15, а также реле включения отопи4 :тельных элементов 7 сборного резер sa вуара 1.I 4:;i 4.Устройство по П.1, ОТЛИ-: чающееся тем, что желоб 20 ; ;о ю для слива пены является отапливаемым j или за ним размещается отапливаемый : канал, находящийся между желобом 20 ; для слива и резервуаром 5 для разложения.