Установка для ультрафильтрационного обезвреживания высокоустойчивых эмульсий отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей Советский патент 1988 года по МПК C02F1/46 C02F1/465 C02F1/469 C02F1/46 C02F101/32 C02F103/16 C02F103/36 

Изобретение относится к области обезвреживания нефте- и маслосодер жащих сточных вод и предназначено для разделения высокоустойчивых эмульсий, например смазочно-охлаждающих жидкостей, сбрасываемых в процессах. холодной обработки металлов, с целью последующей утилизации извлекаемых нефтепродуктов, в частности к уста- новкам для их обезвреживания

Цель изобретения - увеличение производительности установки за счет исключения засорения трубчатых фильтров..

На фиго 1 схематично представлена предлагаемая установка; на фиг.2 - мембранный аппарат.

Установка состоит из сборника 1 эмульсиии, сепаратора 2, в котором размещены электрофлотатор 3 конической формы с устройством 4 для сбора и удаления сфлотированных нефтепродуктов и фильтрующая плавающая загрузка 5, соединенного трубопровода- ми с циркуляционным насосом 6 и мембранным аппаратом 7. Мембранный аппарат 7 снабжен механизмом 8 подачи и источником 9 поЪтоянного тока, кото- рьм также осуществляет питание элек- трофлотатора 3. При этом он включает (фиг,2) ультрафильтрационные трубки 10, соединенные в единьй блок с помощью цилиндрических стаканов 11 и помещенные в цилиндрическую трубу 12 для сбора фильтрата. Через сальниковые уплотнения 13 осуществляется подача алюминиевых стержней 14 вовнутрь фильтрующих трубок 10, а на поверхности этих трубок расположена проволочная намотка 15, подключенная к отрицательному полюсу 9 источника постоянного тока. Алюминиевые стержни 14 подключены с помощью скользящих контактов 16 к положительному полюсу этого источника питания. Мембранньй аппарат 7 снабжен патрубками для ввода 17 и вьшода 18 обрабатываемой эмульсии, а также патрубком 19 для вывода фильтрата, расположенного в верхней части трубы 12 для поддержания необходимого уровня отводимого фильтрата. В качестве ультрафильтров могут быть использованы элементы типа ВТУ-0,5/2 с ультрафильтрационными стеклопласти- ковьыи трубками диаметром мм, алюминиевые стержни диаметром 5-8 мм изготавливаются из материала марки

0 5 д 0 5

5

0

5

АМг, Шц, или АОО, проволочная намотка - из меди или ее сплавов. Фильтрующая плавающая загрузка выполняется из вспененного полистирола или других вспененных материалов.

Установка работает следующим образом

Отработанная смазочно-охлаждающая жидкость подается в сборник 1 эмульсии, из которого отделенная от механических примесей жидкость подается в сепаратор 2 и затем по мере запол-. нения его поступает по трубопроводу через цирку ляционный насос 6 в мем- бранньм аппарат 7. Под действием избыточного давления в мембранном аппарате 7 происходит частичное ультрафильтрационно.е разделение обрабатываемой эмульсии, после чего, она подается в электрофлотатор 3 конической формы. При этом одновременно подается напряжение от источника 9 постоянного тока на электродную систему электрофлотатора 3, а также на алюминиевые стержни 14 и проволочную намотку 15 мембранного аппарата 7

Под действием электролизных газов и потока жидкости, образующегося в результате тангенционного ввода ее в электрофлотатор 3, происходит частичное отделение -нефтепродуктов из обрабатываемой эмульсии, сбор и удаление которых осуществляются при помощи устройства 4о

Дпя повышен ия эффективности отделения скоалисидрованных нефтепродуктов обрабатываемая жвдкость фильтруется через плавающую загрузку 5, после чего части шо очищенная лсидкость подается в насос 6 для последующей циркуляционной обработки ее„

В результате электрохимического и гидродинамического воздействий происходит растворение алюминиевых стержней, преимущественно с нижнего конца их, чему способствует также увеличивающаяся плотность проволочной намотки с наружной стороны фильтрующих трубок 10. Переходящие в раствор ионы алюминия в пределах щелочности обрабатываемой жидкости, равной 7-9, образуют гидрооксиды, вызывающие коа- гуляционные и коалесцирующие процессы частиц нефтепродуктов, дестабилизированных за счет отвода с фипьтратом низкомолекулярных эмульгаторов в процессе ультрафильтрации. По мере растворения алюминиевых стержней осуществляется подача их в мембранный аппарат механизмов 8 через сальниковые уплотнения 13. При этом скользящие контакты 16 обесйечивают непрерывную подачу напряжения на алюминиевые стержни. Замкнутая электрическая цепь между алюминиевыми стержнями и проволочной намоткой создается постоян- HbJM заполнением цилиндрической трубы 12- фильтратом, отводимым из аппарата через патрубок 19, распопоженньй в верхней части цилиндрической трубы, обеспечиваемым герметизацией цилиндрических стаканов 11 с патрубками для ввода 17 и вывода 18 обрабатываемой жидкости.

Концентрированные нефтепродукты, непрерывно отводимые с установки, направляются на утилизацию, например при производстве стройматериалов - керамзита, взамен мазута Фильтрат с установки направляется на общезаводские очистные сооружения

При отключении установки на дли- тельное-время для предотвращения выхода из строя ультрафильтрационных элементов в результате осаждения на поверхности мембран нефтепродуктов производится промывка мембранного аппарата водопроводной водой.

Эффективность процесса обезвреживания высокоустойчивых эмульсий отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей возрастает вследствие действия постоянного электрического поля на частицы нефтепродукта, частично деэ- мульгиров нные в результате отвода эмульгаторов с фильтратом, что ускоряет их коалесценцию. Процесс коалес ценции ускоряется также за счет коагуляции частиц эмульсии гидролизован HbMg ионами алюминия, переходящими в раствор в результате анодного растворения алюминиевых стержней.

Стабильность эмульсии снижается вследствие подкисления анодного пространства в результате электролиза, осуществляемого при разделении катод и анода мембраной, а также благодаря связыванию свободных гидроксильных групп при образовании гидроокиси за счет химического растворения алюминия, что интенсифицируется гидродинамическими условиями процесса и нагревом обрабатываемой жидкости при ее циркуляционной обработке.

Эффективность ультрафипьтрацион- ного разделения эмульсии повышается

за счет резкого увеличения линейной скорости потока в мембранном аппарате в результате уменьшения свободного сечения ультрафильтрационных трубок при введении в них алюминиевых стержней, что также приводит к снижению влияния концентрационной поляризации.

В предлагаемой установке полупроницаемая мембрана, помещаемая в электрическое поле, приобретает электрический заряд, благодаря чему наряду с ультрафильтрационным отделением нефтепродуктов вследствие ситового эффекта имеет место электростатическое отталкивание отрицательно заряженных частиц дисперсной фазы. При этом происходит транспортировка частиц дисперсной фазы к аноду, что дополнительно снижает концентрационную поляризацию и повышает эффективность ультрафштьтрационного процесса.

Технико-экономическими преимуществами предлагаемой установки по срав- iнению с известной являются повьшение производительности установки по обез- вреживаемой эмульсии вследствие снижения концентрационной поляризации за счет воздействия постоянного электрического поля, снижение продолжительности процесса обработки эмульсии за счет коагуляции нефтепродуктов гидролизованными ионами алюминия и их коалесценция, а также снижение энергетических затрат в результате уменьшения расхода циркулирующей лмд- кости. вследствие уменьшения свободного сечения напорных каналов ультрафильтратов.

Формула изобретения Установка для ультрафильтрационного обезвреживания высокоустойчивых эмульсий отработанньк смазочно-охлаждающих жидкостей, содержащая соединенные последовательно сборник эмульсий, сепаратор, содержащий в нижней части нерастворимые электроды, а в верхней - плавающую фильтрующую загрузку и мембранный аппарат, снабженный системой трубчатых фильтров и системой электродов, отличающаяся тем, что, с целью увеличения производительности установки за счет исключения засорения трубчатых фильтров, система электродов выполнена в виде алюминиевого стержня, размешенного внутри трубчатого фильтijia, установленного с возможностью ftro осевого перемещения и подключенного к положительному полюсу источ- {(ика тока, и проволочной намотки, 1 азмещенной на нарузкной поверхности

трубчатого фильтра с плотностыо витков, возрастающей в направлении перемещения стержня, и подключенной к отрицательному полюсу источника постоянного тока.

Изобретение относится к устройствам для обезвреживания нефте- и мас- лосодержащих сточных вод и предназначено для разделения высокоустойчивых эмульсий, например СОЖ, сбрасываемых в процессах холодной обработки металлов, с целью последующей утилизации извлекаемых нефтепродуктов, и позволяет увеличить производительность установки за счет исключения засорения трубчатых фильтров. Уста N новка состоит из сборника эмульсий 1, сепаратора 2, в котором размещены электрофлотатор 3 с устройством 4 для сбора и удаления сфлотированных нефтепродуктов и фильтрующая плавающая загрузка 5, соединенного трубопроводами .с циркуляционным насосом 6 и мембранным аппаратом 7. Мембранный аппарат 7 снабжен механизмом подачи 8 и источником постоянного тока 9, который также осуществляет питание электрофлотатора 3. При этом он включает ультрафипьтрационные трубки, соединенные в единый блок с помощью цилиндрических стаканов 11 и помещенные в цилиндрическую трубу для сбора фильтрата. Через сальниковые уплотнения осуществляется подача алюминиевых стержней вовнутрь фильтрующих трубок, а на наружной поверхности этих трубок расположена проволочная намотка, подключенная к отрицательному полюсу источника постоянного тока 9. Алюминиевые стержни подключены с помощью скользящих контактов к положительному полюсу этого источника питания. 2 ило S (Л QD