Аппарат для глубокого электрообезвоживания нефтепродуктов Советский патент 1992 года по МПК B01D17/06 

Изобретение относится к устройствам для очистки нефтепродуктов от воды в электрическом поле и может быть использовано для глубокого обезвоживания светлых нефтепродуктов.

Целью изобретения является повышение глубины обезвоживания и увеличение удельной производительности аппарата за счет сокращения времени обработки нефтепродуктов.

Указанная цель достигается за счет того, что аппарат содержит дополнительно п источников напряжения (равное числу секций), к каждому из которых подключена соответствующая секция многосекционного блока электродной системы, а второй блок электронной системы, размещенный со стороны входного патрубка, выполнен в виде совокупности плоских металлических перфорированных электродов чередующейся полярности, установленных вертикально и параллельно друг другу, при этом электроды снабжены иглами, расположенными горизонтально и обращенными к входному патрубку, причем электродная система снабжена диэлектрическими экранами, выполненными в виде плоских дисков со сквозными отверстиями, установленными с зазором перед каждым электродом параллельно ему со стороны входного патрубка, при этом иглы заглублены в отверстия экрана на расстояние Ь, определяемое соотношением 0,2 ,6, где S - толщина экрана; а отверстия в экране имеют диаметр

VJ Х| XI

ю ю со

d, определяемый соотношением 0, 1.2.

На фиг.1 изображен аппарат для электрообезвоживания нефтепродуктов; на фмг.2 - первый блок электродной системы.

Аппарат содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 патрубки 2 и 3 для входа и выхода нефтепродуктов, дренажный штуцер 4 для отвода выделенной из продукта воды.

Со стороны входа нефтепродуктов расположена система плоских металлических перфорированных электродов 5 чередующейся полярности, установленных вертикально и параллельно друг другу, на которых установлены мглы 6. Электроды подсоединены к положительному и отрицательному полюсам источника питания 7. Перед каждым электродом установлен с зазором параллельно ему диэлектрический экран 8, выполненный в виде плоского диска со сквозными отверстиями, в которые введены иглы электрода. На некотором расстоянии or системы плоских электродов расположен второй блок электродной системы, состоящий из нескольких секций 9, выполненных в виде полых тонкостенных цилиндров, установленных коаксиально корпусу.

Аппарат снабжен п источниками напряжения 10, к каждому из которых подключена соответствующая секций многосекционного второго блока.

Аппарат работает следующим образом.

Нефтепродукты, содержащие воду, через подводящий патрубок подаются в систему плоских электродов с иглами, разделенных диэлектрическими экранами с отверстиями, в которые введены иглы. Такое выполнение электродного блока позволяет принудительно обработать весь нефтепродукт в зоне высокой напряженности электрического поля, которая создается иглами, При этом все мелкие капли укрупняются до размеров 20-30 мкм.

Этот эффект достигается только при определенных соотношениях расстояния заглубления иглы Ь, толщины экрана S и диаметра d отверстий в экране (фиг.2).

Существование оптимальною диапазона значений отношения b/S обусловлено наличием следующих факторов. Поскольку область поля с максимальными значениями напряженности сосредоточена вблизи кончика иглы, то, очевидно, что кончик иглы должен быть расположен внутри отверстия приблизительно посредине между входным и выходным срезами отверстия. При этом эмульсия, проходящая через отверстия, обязательно будет обрабатываться в сильном поле. Если кончик иглы будет сильно смещен к входному срезу отверстия или выступать из него, то время пребывания в сильном поле части эмульсии, подходящей

к отверстию со стороны периферии, уменьшается. При этом снижается эффективность обработки эмульсии.

С другой стороны, при смещении кончика иглы к выходному срезу отверстия или

0 при размещении кончика за выходным срезом, уменьшается время пребывания эмульсии вблизи цилиндрической части иглы, где происходит дальнейшая обработка эмульсии вблизи кончика,

5 При таком расположении кончика суммарное время обработки эмульсии вблизи иглы уменьшается, так как большая часть линий тока жидкости после выхода из отверстия направлена к периферии от оси от0 верстия и иглы (см.фиг.2).

Экспериментальные исследования, проведенные в лаборатории. Проблем сильных электрических полей ПЭИ показали, что наиболее высокая глубина обезвоживания

5 эмульсии достигается при значениях отношения b/S в диапазоне 0,2-0,6.

Эксперименты показывают, что величина отношения d/S также является существенной для достижения поставленной цели.

0 При значениях d/S 1,2 эмульсия в сильном поле обрабатывается неэффективно. При этих значениях d/S уменьшается средняя напряженность поля в отверстии из-за увеличения его диаметра d, либо уменьшается

5 время обрабо(ки эмульсии в этом поле при увеличении S. При значениях d/S 1,2 происходит эффективная обработка эмульсии (капли воды интенсивно коалесцируют). При использовании экранов с соотношением

0 d/S 0,6 не происходит дальнейшего повышения глубины обезвоживания.

Кроме того, при этом либо увеличивается толщина экрана S что приводит к перерасходу дорогостоящего материала 5 фторопласта, либо уменьшается диаметр отверстия d, что приводит к увеличению количества отверстий и игл, а следовательно, к повышению трудоемкости изготовления электродов.

0 Из сказанного следует, что оптимальным диапазоном значений отношения d/S считать (0,6-1,2).

Далее нефтепродукты поступают во второй блок обработки, где за счет подключе5 ния отдельных секций к отдельным источникам напряжения осуществляется убывание величины напряженности поля по длине этого блока в направлении движения продукта, На каждую последующую секцию подается напряжение меньшее, чем на

предыдущую, благодаря этому капли, предварительно укрупнившиеся в первом блоке до размеров 20-30 мкм, во втором блоке последовательно укрупняются в каждой секции. Такое последовательное укрупнение капель в поле убывающей напряженности второго блока позволяет в результате укрупнить их до размеров 500 мкм и более. Капли такого размера практически мгновенно выпадают в нижнюю часть аппарата и выводятся из него.

Таким образом, использование данного аппарата позволяет достичь глубокой степени обезаоживанмя нефтепродуктов и значительно увеличить производительность за счет сокращения времени обработки, вследствие того, что обработка нефтепродуктов в электрическом поле осуществляется при гначениях напряженности поля в несколько раз больших, чем в известных устройствах. Кроме того, в данном устройстве весь нефтепродукт обрабатывается в электрическом поле.

Формула изобретения Аппарат для глубокого электрообезвржи- вания нефтепродуктов, включающий горизонтально установленный цилиндрический корпус с размещенной в нем электродной системой, выполненной в виде двух последовательно установленных блоков, один из которых выполнен многосекционным, а второй расположен со стороны входного патрубка, источник напряжения, входной и

выходной патрубки и дренажный штуцер для отвода воды, отличающийся тем, что, с целью повышения глубины обезвоживания и удельной производительности аппарата, он снабжен

дополнительными источниками напряжения, каждая секция многосекционного блока соединена с отдельным источником напряжения, блок электродной системы, расположенный со стороны входного патрубка, выполнен в виде плоских металлических

перфорированных электродов чередующей Ся полярности, установленных вертикально

параллельно друг друга и имеющих иглы,

расположенные горизонтально и обращенные к входному патрубку, электродная система снабжена диэлектрическими экранами в виде плоских дисков со сквозными отверстиями, установленными с зазором перед каждым электродом, параллельно ему со

стороны входного патрубка, при этом иглы заглублены в отверстия экрана на расстояние Ь, определяемое из соотношения 0,2 ,6, где S - толщина экрана, а диаметр отверстий d в экране выбран из соотношеmwO, 1,2.

Сущность изобретения: аппарат содержит источники напряжения, к каждому из которых подключена соответствующая секция многосекционного электродного блока. Другой блок электродной системы выполнен в виде совокупности плоских металлических перфорированных электродов и диэлектрических экранов, при этом электроды снабжены иглами, которые заглублены в отверстия экранов. Использование предложенного аппарата позволяет вести обработ- .ку нефтепродуктов в электрическом поле при значениях напряженности поля в несколько раз больших, чем в известных устройствах, что позволяет сократить время обработки и получать продукт высокого качества. 2 ил.

Вход

VI

Фиг./

Фиг. 2.