Трехпродуктовый гидроциклон Советский патент 1992 года по МПК B04C5/12 

Изобретение относится к устройствам для непрерывного разделения промышленных сточных вод, представляющих собой нестойкие эмульсии, для очистки промстоков газоперерабатывающих заводов от содержания в них конденсата и мехпримесей и может быть использовано в газоперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Известен гидроциклон для разделения суспензий, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим патрубком, Песковым насадком и сливным патрубком, над которым размещена камера дополнительной очистки слива с фильтрующим элементом и патрубками отвода очищенной жидкости и периодического выпуска осадка из камеры. Сливной патрубок снабжен набором конических тарелок.

Недостатком известного устройства является то. что для предотвращения попадания в очищенный поток загрязнений из исходной смеси в камере дополнительной очистки установлен фильтрующий элемент, исполнение которого в виде наклонной решетки не исключает возможности его засорения и последующих остановок для очистки.

Наиболее близким по технической сущности и конструктивным особенностям является гидроциклон для очистки сточной воды, включающий цилиндроконический корпуе, тангенциальный входной и шламовый патрубки, сливной патрубок, соединяющий цилиндроконический корпус и камеру дополнительной очистки с патрубками для отвода очищенной и сгущенной фракции. Сливной патрубок установлен в полости направляющего усеченного конуса, закрепХ|

V4

СлЭ Ь.

ю ся

ленного большим основанием к верхней крышке сливной камеры, а меньшим основанием опирающегося не струенаправляю- щие ребра фильтрующего элемента. В сливной камере находится цилиндр, внутренняя полость которого, с фильтрующим элементом в верхнем основании и крышкой корпуса гидроциклона в нижнем, образуют камеру сбора фильтрата.

Недостатком известного устройства является то, что для предотвращения попадания в очищенный поток загрязнений из исходной смеси, в камере дополнительной очистки располагается фильтрующий элемент с размещенной под ним камерой сбора фильтрата, совмещение которого со струенаправляющими ребрами, обеспечивающими равномерное растекание очищаемой смеси по поверхности фильтрующего элемента, не предотвращает возможности его засорения и последующих остановок для очистки, а гашение энергии струи, благодаря ее поступлению в направляющий усеченный конус и излив через его меньшое основание на поверхности фильтрующего элемента, тем не менее не обеспечивает фильтрации в безнапорном режиме и в малой степени снижает интенсивное его засорение.

Целью предложенного технического ре- шения является повышение эффективности разделения эмульсии при упрощении конструкции.

Авторами установлена зависимость, подтвержденная экспериментально, позволяющая достигнуть указанного эффекта при упрощении конструкции и обеспечении большей продолжительности непрерывной работы за счет исключения времени на очистку фильтрующих элементов. Такое размещение патрубка слива смеси с превышением по отношению к оси выпускного патрубка очищенного продукта практически исключает унос легкого продукта с промежуточным, как это имеет место а известных решениях и обеспечивает эффективность разделения эмульсии. Дополнительный эффект разделения эмульсии, поступающей в разделительную камеру, обусловлен тем, что часть потока, направляющая в выпускной патрубок очищенного продукта, проходит слой отделившейся от эмульсии воды, занимающей нижнюю часть камеры. При этом происходит промывка эмульсии, интенсифицирующая процесс ее разрушения. Капли воды, содержащиеся в эмульсии, контактируют с отстоявшейся водой, укрупняются отделяются от капель углеводородного конденсата.

Кроме того, в цилиндроконической части аппарата под действием центробежных сил происходит отделение мехпримесей и разрушение поверхностной оболочки капель жидкой фазы и их укрупнение, что по- вышает затем эффективность гравитационного разделения эмульсии, поступившей в камеру дополнительной очистки.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг. 2, 3 и 4 - графики, построенные по результатам испытаний трехпродуктового гидроциклона при разделении эмульсии типа конденсат углеводородный в воде.

Гидроциклон состоит из цилиндрокони- ческого корпуса 1 с тангенциальным входным патрубком 2 подачи исходной смеси, диафрагмы 3 с укрепленным в ней патрубком 4 выпуска смеси. К верхней части корпуса примыкает цилиндрическая камера 5 дополнительной очистки с выпускными патрубками 6 и 7 соответственно промежуточного продукта и верхнего продукта,

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходный продукт (нестойкая эмульсия конденсат- вода с механическими примесями) подается в цилиндроконический корпус 1 по тангенциальному патрубку 2. Под действием центробежной силы происходит укрупнение капель жидкой фазы, что уменьшает стойкость эмульсии и отделение от жидкой фазы механических примесей, которые затем выводятся в сборную емкость (на фигурах не показана). Более легкая часть продукта в центральном восходящем потоке через направляющий патрубок 4 выпуска смеси поступает в камеру 5 дополнительной

очистки, где происходит ее гравитационное разделение. Поток, направляющийся к выпускному патрубку 6 промежуточного- продукта, проходя нижнюю зону полости камеры, представляющую собой слой отделившейся воды (при установившемся режиме), подвергается промывке в этом слое, что способствует процессу отделения ЁОДЫ от конденсата.

Наиболее легкий продукт (конденсат)

поднимается в верхнюю зону камеры 5 дополнительной очистки и удаляется из нее через выпускной патрубок 7.

Из графиков фиг. 2-4 видно, что при расположении патрубка выпуска смеси на

расстоянии А 0,5Н (прямая 1) происходит унос конденсата с отводимой водой. При расположении верхнего торца патрубка выпуска с смеси на расстоянии ДI (0,5-0,7)Н (прямая 2) степень отделения увеличивается. При объемной доле конденсата в исходной эмульсии 5% обьемная доля конденсата в линии отвода воды составляет 0,5%, т.е. степень отделения конденсата от воды равна 90%.

Из графика на фиг. 4 видно, что в пределах значений AI/H 0,5-0,7 степень отделения максимальна, а за этими пределами падает.

Предложенное техническое решение, по сравнению с известными, позволяет упростить конструкцию камеры дополнительной очистки гидроциклона, увеличить степень очистки промышленных сточных вод от углеводородного конденсата до 90%, обеспечивая одновременную очистку исходной смеси от механических примесей.

Эффект достигается за счет более качественного разделения, позволяющего извлекать из промстоков и возвращать в товарную продукцию углеводородный конденсат, ранее закачиваемый в пласт, а также за счет уменьшения эксплуатационных затрат на ремонт поглощающих скважин.

0

5

0

Формула изобретения

Трехпродуктовый гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим патрубком, камеру дополнительной очистки с размещенным в ней сливным патрубком для слива промежуточного продукта на боковой стенке и патрубком, расположенным в центре камеры дополнительной очистки для выпуска смеси, верхний торец которого установлен выше оси патрубка для выпуска промежуточного продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения эмульсий, верхний торец патрубка выпуска смеси установлен на расстоянии Д| от оси патрубка для выпуска промежуточного продукта, определяемом по формуле

А I/H 0,5-0,7,

где Н - высота камеры дополнительной очистки.

Авторское свидетельство СССР № 657857, кл. В 04 С 9/00, 1978 (публик). Авторское свидетельство СССР № 887000, кл. В 04 С 5/12, 1980 (публик.)

Использование: в газоперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности для разделения нестойких эмульсий под действием центробежных и гравитационных сил. Сущность: в гидроциклоне, включающем цилиндроконический корпус 1 с тангенциальным входным патрубком 2 подачи исходной смеси, камеру 5 дополнительной очистки с размещенным в ней патрубком 6 для выпуска промежуточного продукта, патрубком 4 для выпуска смеси, расположенным в центре камеры. Патрубок 4 для выпуска смеси расположен таким образом, что его верхний торец расположен над осью патрубка 6 для выпуска промежуточного продукта на расстоянии, определяемом по формуле Al/H 0,5-0,7, где Н - высота камеры дополнительной очистки. 4 ил.

фиг.

го

15 W

0

51015

ОВъемноя доля кандены/яа, %

(Ои г. г

о

5Юft

Объемная доля конденсата 8 имодной смещ%

Фиг.З

го

0 & V W Of Of 0,1 OJS 0,9 fff %

ШигЛ