Трехпродуктовый гидроциклон для очистки нефтесодержащих сточных вод Советский патент 1980 года по МПК B04C9/00 

1

Изобретение относится к очистке маслои нефтесодержащих сточных вод под действием центробежных сил и может найти применение в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Известен трехпродуктовый гидроциклон для осветления маслосодержащих сточных вод, отличительной особенностью которого является то, что сливной патрубок осветленной воды установлен на подшипниках и снабжен наружными лопастями и внутренними ребрами 1.

В таком гидроциклоне мала эффективность очистки, что обусловлено эмульгированием нефтепродуктов при высоких скоростях жидкостной смеси.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату к предложенному является трехпродуктовый гидроциклон для осветления нефтесодержащих сточных вод, включающий цилиндро-конический корпус с тангенциальным входным патрубком и Песковым патрубком, концентрично установленные в верхней части корпуса сливные патрубки осветленной жидкости и нефтепродукта, сливную камеру, расположенную над сливным патрубком осветленной жидкости 2.

Этот трехпродуктовый гидроциклон работает следующим образом. Исходная загрязненная твердыми частицами и нефтепродуктами жидкость поступает под давлением через тангенциальный патрубок в цилиндро-конический корпус и приобретает круговое движение. Под действием центробежных сил тяжелые твердые частицы движутся от

оси гидроциклона к его стенкам по спиральной траектории вниз и через песковый патрубок выгружаются. Осветленная от твердых частиц жидкость и нефтепродукты движутся во внутреннем потоке, направленном вверх. Нефтепродукты, как наиболее легкая фаза, вытесненная к центру, удаляются через центральный сливной насадок, а очищенная жидкость - через концентрично расположенный другой сливной насадок.

Однако такой гидроциклон практически

не выделяет эмульгированные нефтепродукты. Эмульгированные нефтепродукты имеют тонкую дисперсность (размер частиц менее 1 мкм), поэтому действию центробежных сил они практически не подвергаются. Одновременно известно, что в гидроциклонах при высоких скоростях разделяемого вихря жидкостной смеси возникают значительные сдвигювые напряжения между отдельными слоями вихря. Это способствует дроблению нефтепродуктов на более мелкие части, что есть их эмульгированию. Поэтому с увеличением эффективности выделения твердых механических примесей увеличивается эмульгирование нефтепродуктов (их дробление на мельчайшие частицы), а тем самым снижается эффективность очистки жидкости (воды) от нефтепродукта.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения.

Это достигается тем, что гидроциклон снабжен расположенной между корпусом и сливной камерой коалесцирующей камерой с радиальными решетками, между которыми размеш,ены зерна загрузки из смачиваемого нефтепродуктом материала.

Целесообразно сливную камеру снабжать конфузором, установленным под радиальной решеткой коалесцирующей камеры, и колпаком, размеш,енным в верхней ее части.

Благодаря указанной отличительной особенности в предлагаемом гидроциклоне значительно повышается эффективность выделения эмульгированных нефтепродуктов за счет прилипания их к твердой загрузке из материала, смачиваемого по отношению к нефтепродуктам, например, фторопластовой крошки (шариков), укрупнения эмульгированных частиц нефтепродукта с последуюш,им срывом их в виде крупных капель.

На чертеже представлен общий вид трехпродуктового гидроциклона.

Гидроциклон состоит из цилиндро-конического корпуса 1, тангенциального патрубка 2 для ввода исходной сточной воды, сливного патрубка 3 для отвода нефтепродуктов, сливного патрубка 4 для отвода осветленной жидкости. с эмульгированными нефтепродуктами, коалесцирующей камеры 5/ состоящей из цилиндра 6, нижней радиальной поддерживающей решетки 7, твердой загрузки 8 (фторопластовой крошки), верхней рещетки 9. К верхней части коалесцирующей камеры 5 примыкает сливная камера 10 с колпаком 11 для сбора нефтепродукта, конфузором 12 и патрубками 13, 14 соответственно для вывода очищенной жидкости и нефтепродукта. Вершина конуса цилиндро-конического корпуса 1 снабжена песковым патрубком 15.

Трехпродуктовый гидроциклон работает следующим образом.

Исходную сточную воду, загрязненную твердыми частицами и нефтепродуктами, подают под давлением через тангенциальный патрубок 2 в рабочую полость цилиндро-конического корпуса 1, где вода приобретает

интенсивное вращательное движение. При этом тяжелые твердые загрязнения под действием центробежных сил движутся от оси гидроциклона к его стенкам по спиральной траектории вниз и выгружаются через песJ ковый патрубок 15. Осветленная от твердых частиц жидкость и нефтепродукты движутся во внутреннем вихревом потоке, направленном вверх. Крупные включения нефтепродуктов, как наиболее легкая фаза, вытесняются к центру и удаляются через центральо ный сливной патрубок 3, а другая часть жидкости (сточной воды), включающая тонкодисперсную эмульгированную часть нефте-. продуктов, поступает восходящим потоком через сливной патрубок 4 в рабочий объем коалесцирующей камеры 5 и, пронизывая твердую загрузку 8, освобождается от эмульгированных включений за счет прилипания последних из-за хорощей смачиваемости к материалу загрузки (например, фторопластовой крощке). Далее очищенная жидкость 0 (вода), пронизывая верхнюю решетку 9 и огибая конфузор 12, отводится через патрубок 13. Мелкие эмульгированные включения нефтепродуктов, накапливаясь на фторопластовой крошке, укрупняются и смываютJ ся восходящим потоком в виде крупных капель, которые легко всплывают под колпак 11 сливной камеры 10, откуда по мере накопления отводятся через патрубок 14.

Таким образом, предложенная конструкция трехпродуктового гидроциклона значительно повышает эффективность очистки сточных вод от нефтепродуктов и механических примесей.

Использование трехпродуктового гидроциклона предложенной конструкции на больших потоках при очистке сточных вод нефтеперерабатывающих заводов даст значительную экономию народному хозяйству. Эф0 фективность очистки повыщается на 20%.

Формула изобретения

. Трехпродуктовый гидроциклон для очистки нефтесодержащих сточных вод, включающий цилиндро-конический корпус с тангенциальным входным патрубком и песковым патрубком, концентрично установленные в верхней части корпуса сливные патj. рубки осветленной жидкости и нефтепродукта, сливную камеру, расположенную над сливным патрубком осветленной жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения, он снабжен расположенной между корпусом и сливной камерой коалесцирующей камерой с радиальными рещетками, между которыми размещены зерна загрузки из смачиваемого нефтепродуктом материала.

2. Трехпродуктовый гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что сливная камера снабжена конфузором, установленным над радиальной решеткой коалесцирующей камеры, и колпаком, размещенным в верхней ее части.

Источники информации, принятые во внимание п;ри экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 476033, кл. В 04 С 5/12, 1975.

2.Шестов Р. Н. Гидроциклоны. Л., «Машиностроение, 1967, с. 17 (прототип).

ff

/4