Сепаратор для очистки нефтесодержащих вод Советский патент 1992 года по МПК B01D17/22 

Изобретение относится к технике очистки нефтесодзрхащих зсд и может быть использовано для очистки нефтесодержа- щих вод на судах, а также при очистке сточ- ных вод на буровых платформах, предприятиях нефтедобывающей л нефтеперерабатывающей промышленности и прочих объектах, где обоазуются сточные воды, содержащие нефтепродукты. Оно является усовершенствованием изобретения по авт.са. fe 1674S97. Сепаратор содержит корпус, разделенный перегородками на полости очищаемой смеси, очищенной воды, полость рециркуляции и шламосборник, патрубки подаода и отвода жидкости, коа- лесцирующий Фильтрозлемент, размещенный в полости очищенной воды и внутренней полостью сообщающийся с полостью счищаемой смеси и полостью рецир- куляции. Во внутоенчей полости фильтрсзмемента с зазором размещен прямоточный конический гидроциклон, входной налразл°юиуй аппарат которого помещен в полость очищаемой смеси, а нефтеотвсдный патрубок пропущен сквозь фильтроэлемент и изолирован от полости очищенной воды.

При этом нефтеотводный патрубок снабжен конусом из металлической сетки и выполнен с возможностью осевого перемещения.

Недостатком основного изобретения является ненадежная работа фильтроэлемента, связанная с повышенными динамически ,-и нагрузками верхней части фильтроэлемента. Объясняется это тем, что поток очищаемой смеси, выходящий из гид- роциклонэ. обладающий значительной скоростью попадает на верхнюю часть фильтроэпемента и создает на нее давление. При этом часть очищземэй продавливается сквозь фильтроэлемент, а часть

О

IOC

N:

с:

IN:

поворзчивзет и проходит в зазор между наружной поверхностью гидроциклона и внутренней поверхностью фильтроэлемента. Смесь, преходящая через указанный зазор, постепенно расходуется через боковые стенки фильтроэлемента. При этом скорость движения смеси снимается и снижаются динамические нагрузки на фильтроэлемент. В результате рассмотренного характера движения смеси оказывается, что верхняя часть фильтроэлемента испытывает большие нагрузки, чем боковые стенки. Это приводит к снижению механической прочности фильтооэлемента и снижению качества фильтрования, т.к. повышенное давление в верхней части фильтроэлемента способствует прэдавливанчю частиц нефтепродукта через фильтрующий слей. Кроме того, наличие отверстий в верхней части фильтроэлемента подвергающейся повышенным динамическим нагрузкам способствует снижению прочности, а следовательно, и ресурса фильтрсэлемента.

Целью изобретения является повышение надежности работы фильтрсэлемента.

Поставленная цель достигается тем, что между выходным горцем гидроциклона и верхней частью внутренней поверхности фильтроэлементэ рзсчещен распределительный экран, поверхность которого имеет форму, позволяющую часть потока пропустить к верхней поверхности фильтрозле- мента, а часть потека повернуть в зазор между наружной поверхностью гидроцик- лоня и внутренней поверхностью фильтроэлемента. Форма экрана может представлять собой часть сферы с центральным отверстием, пропускающим часть потока смеси к верхней части фильтроэлемента, либо честь сфеоы с отверстиями, расположенными по всей поверхности, либо сочетание предыдущих ваоиантоз.

На чертеже предстазлен продольный разрез сепаратора для очистки нефтесодер- жащих вод.

Сепаратор включает корпус 1, фильтро- элемент 2 и гидроциклон 3. Внутри фильтроэлемента с зазором размещен конический гидроциклон. Корпус гидроциклона представляет собой усеченный конус, обращенный малым основанием вверх и установленный с радиальным зазором между внутренней поверхностью фильтроэлемента и внешней поверхностью конуса. Сепаратор имеет входной направляющий аппарат 4 с патрубком 5 для тангенциального ввода нефтесодержащей смеси и шламосборник 6 с патрубком 7, в который поступают механические примеси. Патрубок 8 для вывода нефтепродуктов, снабженный приемным

конусом 9, из металлической сетки, пропущен сквозь фильтроэлемент, изолирован от полости очищенной воды и имеет возможность осевого перемещения. Внутренняя

полость 10 фильтроэлемента имеет в верхней части патрубок 11 для вывода концентрированного нефтепродукта, а в нижней части сообщается с полостью рециркуляции 12. Полость рециркуляции 12 в корпусе 1

0 отделена перегородками 13 от полости очищенной воды, 14 - от полости очищаемой смеси и соединена с полостью 15 очищаемой смеси патрубком рециркуляции 16. Полость 17 очищенной воды снабжена

5 патрубком 18 отвода воды из сепаратора. Отверстия 19 предназначены для отвода мехпркмесей s шламосборник 6. Во внутренней полости 10 фильтроэлемента между выходным торцем гидроциклона 3 и внут0 ренней поверхностью фильтроэлемента 2 размещен распределительный экран 20, имеющий форму части сферы с центральным отверстием (или отверстиями), равномерно распределенными по всей

5 поверхности распределительного экрана) и обращенный выпуклостью в сторону фильтроэлемента.

Распределительный экран 20 с помощью перемычек закреплен на корпусе

0 гидроциклоьа 3. Кромка центрального отверстия экрана 20 загнута в сторону гидроциклона 3.

Сепаратор работает следующим образом. Вода, загрязненная нефтепродуктами

5 и механическими примесями, тангенциально подается через патрубок 5 в полость очищаемой воды 15 и далее - в направляющий аппарат 4, размещенный в этой полости и представляющий собой устройство танген0 циального ввода (смесь закручивается). Благодаря действию центробежных сил механические примеси отбрасываются на периферию, концентрируются у боковых стенок полости очищаемой смеси и под дей5 станем гравитационных сил опускаются в шламосборник 6 через отверстия 19, предусмотренные для этого в пристеночной области перегородки. Из шламосборника 6 механические примеси отводятся через пат0 рубок 7 за пределы сепаратора. Закрученный поток очищаемой смеси, частично освободившейся от механических примесей, поступает в корпус гидроциклона 3. где в результате действия центробежных сил в

5 центре потока собираются более легкие нефтепродукты.

Капли нефтепродуктов попадают на металлическую сетку конуса 9, коалесцируют HS ней и увлекаются в патрубок 8 отвода нефтепродуктов. Вода, содержащая мелкодисперсный нефтепродукт, выходит из гидроциклона 3 во внутсеннюю полость фильт- роэлемента 2, обладающая динамическим напором.

Поток очищаемой смеси попадает на распределительный экран 20, при этом часть потока проходит сквозь отверстие (отверстия) в экране и попадает на верхнюю часть фильтроэлемента, а другая часть потока направляется экраном 20 в зазор между цилиндрической частью фильтроэлемента 2 и наружной поверхностью гидроциклона 3. Благодаря загнутой навстречу потоку кромке отверстия в экране 20 поток очищаемой жидкости имеет возможность плавно поворачивать в сторону зазора и плавно расширяться после выхода через отверстие в экране 20. Благодаря этому верхняя часть фильтроэлемента частично разгружается от динамического напора потока, что способствует лучшей фильтрации жидкости. Равномерное распределение динамического напора по вези поверхности фильтрозле- мента способствует увеличению ресурса фильтроэлемента за счет обеспечения одинаковой механической прочности всех частей фильтроэлемента 2 и увеличению очистной способности за счет равномерного распределения продавливающих усилий.

Минимальный зазор между корпусом гидроциклона 3 и поверхностью фильтроэлемента 2 выбран из условия обеспечения скорости потока, достаточной для смыва с поверхности фильтроэлемента загрязнений (с учетом расхода потока через фильтроэле- мент и разбухания фильтроэлемента в процессе эксплуатации). Этот зазор принимается равным 0,22 - 0,13 диаметра внутренней полости фильтрозлемента2. Более крупные капли нефтепродукта коалес- цируют на поверхности фильтроэлементэ и уносятся потоком. Наиболее крупные капли

нефтепродукта, собирающиеся в верхней части фмльтроэлемента, отводятся через патрубок 11 отвода нефтепродуктов. Более мелкие капли нефтепродукта адсорбируются порами фильтроэлемента 2. Очищенная вода продавливается через фильтроэлемент 2, попадает в полость очищенной воды 17 и через патрубок 18 отводится за пределы сепаратора. Смесь, не прошедшая через фильтроэлемент 2, вместе со смытыми с внутренней поверхности фильтроэлемента мехпримесями направляется из внутренней полости фильтроэлемента в полость рециркуляции 12 и далее, через патрубок рециркуляции 16 - в полость очищаемой смеси.

Преимущества предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом состоят в том, что ресурс фильтроэлементз может быть увеличен на 12-15%, а очистная

способность увеличена на 5-19%. Достигается это благодаря установке распределительного экрана, обеспечивающего более равномерное распределение нагрузки по всей поверхности фильтроэлемента.

Формула изобретения

1. Сепаратор для очистки нефтесодер- жащих вод по авт.св. Мг 1674896, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, он снабжен распределительным экраном, размещенным между выходным торцом гидроциклона и фильтро- элементом, выполненным в форме части сферы, обращенной выпуклостью в сторону фильтроэлемента.

2. Сепаратор по п.1, отл и ч а ю щи и с я тем, что экран имеет в центре отверстия с загнутыми навстречу потоку кромками.

3.Сепаратор по п.1, от л и ч а ю щи и с я тем, что экран имеет отверстия, размещенные по асзй поверхности.

4.Сепаратор по п.1, отл ича ющийся тем, что экран закреплен на гидроциклоне.

Qmdod

. неф/пзлродух/яа

10

Ю

IS У/слюл i/ fofo

Pewxj

Использование: для очистки чефтесо- держзщих вод на судах, а также при очистке сточных ЕСД на буровых платформах, пред- приягиях нефтеперерабатывающей промышленности и прочих объектах, гдэ образуются сточьые воды, содержащие нефтепродукты. Суинсст0 изо5ретения: во внутренней полости фильтроэлемента между выходным тораем гидроциклона и верхней часто-е внутренней поверхности гидро иклона размещэн рсспредэлите 1ь- ный зкран, выполненный з форме части сферы с центральным отверстием, либо с отверстиями, размещенными по всей поверхности экрана, при этом выпуклостью экран обсаи,еь з сторону фильтрозлемента. Распределительный экран закреплен на гидроциклоне. 3 з,п.ф-лы, 1 ил.