Сепаратор Советский патент 1992 года по МПК B01D17/00 

VJ

о

Изобретение относится к разделению систем жидкость-жидкость и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, в частности регенерации моющего раствора при механизированной зачистке резервуаров для нефтепродуктов, при очистке сточных вод загрязненных маслами, нефтью и другими веществами. Цель изобретения - повышение степени разделения и производительности сепаратора. Сепаратор снабжен поплавками, закрепленными на торцах канала, который установлен на патрубке подвода смеси с возможностью поворота относительно оси сепаратора, и насадком с тангенциальными патрубками и концентрической перегородкой, жестко закрепленной в центре днища и телескопически связанной с патрубком подвода смеси, соединенного с полостью канала посредством гибкого шланга Патрубок слива легкой фракции размещен в нижней части корпуса и отделен от объема тяжелой фракции вертикальной переливной перегородкой. Корпус снабжен дополнительным воздушным патрубком, размещенным со стороны вертикальной переливной перегородки выше патрубка слива легкой фракции. Использование сепаратора позволяет снизить трудозатраты на его техническое обслуживание, повысить производительность и степень разделения эмульсий, увеличить ресупс работы сепаратора при разделении загрязненных эмульсий. 2 з п.ф-лы 2 табл 4 ил СП с

Изобретение относится к разделению систем жидкость-жидкость и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, в частности регенерации моющего раствора при механизированной зачистке резервуаров для нефтепродуктов при очистке сточных вод загрязненных маслами нефтью и другими веществами.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является сепаратор, содержащий корпус с патрубками подвода смеси и патрубками отвода тяжелой и легкой фракции, расположенными соответственно ниже и выше

уровня раздела фракций, размещенный в корпусе и закрепленный на патрубке подвода смеси канал с перегородками установленный под углом на вертикали, верхний конец канала расположен выше, а нижний конец канала ниже уровня раздела фракций, причем перегородки нижнего конца канала примыкают ко дну канала, выполненного с отверстиями перед перегородками, а перегородки верхнего конца канала примыкают к верхней части канала, нижний конец канала заглушен и соединен с областью расположенной выше уровня раздела фракций, посредствам трубы.

00

Недостатком этого сепаратора является низкое качество разделения, в случаях изменения состава смеси из-за колебания границы раздела фаз, обусловленное жесткой установкой канала на заданном уровне. Кроме того, жесткое крепление канала на подводящем трубопроводе под фиксированным углом снижает качество разделения, в случае отклонения положения сепаратора от горизонтальной оси, например размещения сепаратора на автомобильных средствах подвижности (регенерация моющего раствора при зачистке стационарных резервуаров) А при раз- делении эмульсий с механическими примесями возникают дополнительные трудозатраты и простои из-за забивки отверстий канала между перегородками.

Целью изобретения является повышение степени разделения и производительности сепаратора.

Указанная цель достигается тем, что известный сепаратор, содержащий корпус с патрубком подвода смеси и патрубками отвода тяжелой и легкой фракций, размещенный в корпусе и закрепленный на патрубке подвода смеси под углом к вертикали канала с перегородками, частично перекрывающими сечение канала, верхний конец которого расположен выше уровня раздела фракций, а нижний конец, размещенный ниже уровня раздела фракций, заглушен и соединен с областью расположенной выше уровня раздела фракций через отверстия, выполненные между перегородками в его донной части, согласно изобретению, сепаратор снабжен поплавками, закрепленными на торцах канала, который установлен на патрубке подвода смеси с возможностью поворота относительно оси сепаратора, и насадком с тангенциальными патрубками и концентрической перегородкой, жестко закрепленной в центре днища и телескопически связанной с патрубком подвода смеси, при этом концентрическая перегородка размещена в насадке с зазором относительно его верхней крышки, а полость патрубка подвода смеси соединена с полостью канала посредством гибкого шланга, а также тем, что патрубок слива легкой фракции размещен в нижней части корпуса и отделен от объема тяжелой фракции вертикальной переливной перегородкой, при этом корпус снабжен дополнительным воздушным патрубком, размещенным со стороны вертикальной переливной перегородки выше патрубка слива легкой фракции.

На фиг. 1 представлен сепаратор; на фиг, 2 - вид А фиг. 1; на фиг. 3 - сепаратор, случай отклонения положения сепаратора

от горизонтальной оси; на фиг. 4 - узел Б на фиг. 1.

Сепаратор содержит корпус 1 с патрубком 2 подвода смеси, патрубками 3 и 4 отвода легкой и тяжелой фракций, отбираемых выше и ниже уровня 5 раздела фракций. В патрубке 2 выполнено отверстие 6, которое посредством компенсационного гибкого шланга 7 сообщено с полостью канала 8,

0 закрепленного на патрубке 2 с возможностью поворота относительно оси сепаратора под углом к вертикали, при этом его верхний конец расположен выше, а нижний конец ниже уровня 5 раздела фракций. Пе5 регородки 9, расположенные в нижнем конце канала 8, примыкают к дну канала, в котором перед перегородками имеются отверстия 10. Перегородки 9 в верхнем конце канала 8 примыкают к его верхней части

0 Нижний конец канала 8 прикрыт заглушкой 11 и соединен трубой 12 с областью, расположенной выше уровня 5 раздела фракций В корпусе 1 размещена вертикальная переливная перегородка 13. На торцах канала 8

5 закреплены поплавки 14. На корпусе 1 установлен насадок 15, имеющий тангенциальный патрубок 16 ввода смеси и патрубок 17 отвода мехпримесей с задвижками 18, 19. В днище насадка 15 жестко закреплена кон0 центрическая перегородка 20, телескопически соединенная с патрубком 2 подвода смеси и установленная с зазором относительно крышки 21 насадка 15. Патрубки 3 и 4 отвода легкой и тяжелой фракций снабже5 ны задвижками 22, 23. В корпусе 1 выше патрубка слива легкой фракции 3 со стороны вертикальной переливной перегородки 13 размещен воздушный патрубок 24 с задвижкой 25. В верхней части концентриче0 ской перегородки 20 жестко закреплена перфорированная перегородка 26.

Поплавки 14 изготавливаются из материалов, стойких к воздействию разделяемых жидкостей (например, латунь). В

5 качестве компенсационного шланга 7 используется дюритовый рукав, стойкий к воздействию нефтепродуктов. Насадок 15 представляет собой герметичную камеру (как вариант цилиндрическую, может иметь

0 и другую конфигурацию) и изготавливается из углеродистой стали с внутренним покрытием (Ст. 3, эмаль).

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый сепаратор

5 отличается наличием поплавков 14, закрепленных на торцах канала 8, который установлен на патрубке подвода 2 смеси с возможностью поворота относительно оси сепаратора, и насадка 15 с тангенциальными патрубками 16, 17 и концентрической

перегородкой 20, жестко закрепленной в центре днища и телескопически связанной с патрубком 2 подвода смеси, при этом концентрическая перегородка 20 размещена в насадке 15 с зазором относительно его верхней крышки 21, а полость патрубка подвода смеси соединена с полостью канала 8 посредством гибкого шланга 7, а патрубок 3 слива легкой фракции размещен в нижней части корпуса 1 и отделен от объема тяжелой фракции вертикальной переливной перегородкой 13, при этом корпус 1 снабжен дополнительным воздушным патрубком 24 размещенным со стороны вертикальной переливной перегородки 13 выше патрубка 3 слива легкой фракции

Теоретические предпосылки работы заявляемого сепаратора заключаются в гарантированной, рассредоточенной подаче тяжелой фракции ниже границы раздела и легкой фракции в область выше границы раздела при разрежении в емкости корпуса 1 до 0,05 МПа, в создании более спокойного гидродинамического режима без вихреоб- разований Коалесценция капель предварительное разделение, снижение давления приводят ктому, что концентрация капепь в несущей среде будет небольшая В результате повышаются скорости их всплытия или осаждения

Сепаратор работает следующим образом

Эмульсия может подаваться в сепаратор по двум схемам В первом случае эмульсия подается в насадок 15 насосом (на фиг не показано), в другом-за счет разрежения создаваемого в емкости корпуса 1 Состояние задвижек сепаратора представлено в табл 1

Эмульсия через тангенциальный патрубок 16 ввода смеси попадает в насадок 15 где она закручивается При закручивании потока, содержащаяся в ней легкая фракция и часть тяжелой под действием центробежных сил устремляется к верхней части концентрической перегородки 20, часть тяжелой фракции вместе с механическими примесями концентрируется около стенок насадка 15 и отводится через патрубок 19 в его нижней части Эмульсия поднимаясь через перфорированную перегородку 26 попадает в полость концентрической перегородки 20 и через патрубок 2 подвода смеси по компенсационному шлангу 7 попадает в канал 8 В канале 8 поток движется вниз разворачивается и движется вверх Далее происходит расслоение жидкости Жид кость с меньшей плотностью движется по восходящему участку канала 8 а жидкость с большей плотностью по нисходящему участку канала 8 Жидкость движется вниз, при этом в пространстве между перегородками 9 возникают циркуляционные течения которые поддерживаются движущимся выше перегородок 9 потоком более тяжелая жидкость осаждается и попадает в области между перегородками

В результате вращения в областях между перегородками 9 тяжелая фракция осаждается на дно и стенки перегородки 9, стекает по стенке вниз и отводится из канала через отверстия 10 в корпус 1 ниже границы 5 раздела фракций Легкая фракция скапливается в верхней части канала, перемещается к торцу с заглушкой 11 где по трубе 12 отводится в область выше границы раздела Жидкость движущаяся вдоль канала 8 в его верхнюю часть, попадает в области между перегородками где образуются

циркуляционные движения жидкости Под действием центробежной силы капли тяжелой жидкости осаждаются на стенках канала перегородках и стекают вниз, при этом капли сталкиваются друг с другом, происходит их укрупнение Тяжелая фракция стекает на дно канала 8 и по дну перемещается в нижнюю часть канала где удаляется через отверстия 10 Легкая фракция удаляется в область выше границы раздела через верхний открытый торец канала 8 Жидкость расслоенная в канале 8 разделяется на фракции окончательно в корпусе 1

При размещении сепаратора на автомобильном средстве подвижности в случае использования для зачистки и мойки стационарных резервуаров возникает ситуация когда изменяется угол ( угол между уровнем раздела фаз 5 и горизонтальной осью сепаратора) наклона относительно горизонтальной оси сепаратора Тогда для удержания канала 8 в заданном положении под углом 15° ( а - угол между уровнем раздела фаз 5 и каналом 8) к уровню раздела фаз, используются поплавки 14 отрегулированные по тяжелой фракции (фиг 3) Кроме этого в случае надобности сепаратор может использоваться для хранения различных жидкостей например, моющий раствор и нефтепродукт При этом полости хранения

разобщаются вертикальной перегородкой

Заявителями был изготовлен опытный образец заявляемого сепаратора который подтвердил эффективность очистки моющего раствора по сравнению с сепаратором

взятым в качестве прототипа Регенерации подвергался 2% водный раствор МЛ-6 изготовленный по ТУ-84-584-75 (сульфанат 75% сульфанол 20% смачиватель ДБ 5%)

содержащий до 20% нефтепродукта, до 5% механических примесей.

Результаты испытаний заявляемого сепаратора и прототипа при механизированной зачистке резервуара РВС-700, представлены в табл. 2.

Таким образом, применение заявляемого сепаратора, используемого при зачистке стационарных резервуаров для нефтепродуктов позволит снизить трудозатраты на техническое обслуживание в 7 раз, с одновременным повышением производительности на 70%, степени очистки моющего раствора до 99,9, при этом ресурс работы сепаратора при разделении смесей, имею- щих механические примеси увеличится в 3- 4 раза.

Формула изобретения 1. Сепаратор, содержащий корпус с пат- рубком подвода смеси и патрубками отвода тяжелой и легкой фракций, размещенный в корпусе и закрепленный на патрубке подвода смеси под углом к вертикали канала с перегородками, частично перекрывающими сечение канала, верхний конец которого расположен выше уровня раздела фракций.

а нижний конец, размещенный ниже уровня раздела фракций, заглушен и соединен с областью, расположенной выше уровня раздела фракций через отверстия, выполненные между перегородками в его донной части, отличающийся тем, что, с целью повышения степени разделения и производительности, сепаратор снабжен поплавками, закрепленными на торцах канала, и насадком с тангенциальными патрубками и концентрической перегородкой, жестко закрепленной в центре днища насадка с зазором к его крышке и телескопически связанной с патрубком подвода смеси, при этом канал установлен с возможностью поворота относительно оси сепаратора, а полость патрубка подвода смеси соединена с каналом посредством гибкого шланга.

Таблица 1

30

Таблица 2

//

Фиг 1 вид/1

23

Фиг г

25

22

/

20