Способ переработки масловодяной эмульсии и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК B01D17/04 

. Целесообразно устройство снабжать источником сжатого воздуха, а кмеру сбора масляной фазы расположенной внутри нее конусной воронкой, обращенной меньшим основанием вниз, и соплом, размещенным соосно под нижним основанием воронки и соединенным с источником сжатого воздуха. Предпочтительно устройство снабжать датчиками уровня и измерителями мутности, установленными в гидроциклне и в камере сбора масляной фазы.

Целесообразно устройство снабжать подключенным к источн51ку сжатого воздуха резервуаром с сифоном, а макрофильтр - держателями, при этом резервуар присоединен к отводному патрубку фильтрата макрофильтра а макрофильтр выполнен в виде вертикально установленной колонны с на-гбором мембранных элементов, расположенных на держателях.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для осуществления способа переработки масло-водяной эмульсииJ на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.

Устройство состоит из гидроциклона 1 с тремя отводами, камеры сбора масляной фазы 2, расположенной над гидроциклоном и имеющий в верхней части перепуск 3. Внутри камеры сбор масляной фазы 2 размещена перевернутая конусная воронка 4.

Нижняя кромка воронки выполнена в виде фланца, который присоединен к поверхности камеры сбора масляной фазы. Воронка 4 соединена с гидроциклоном с помощью отверстий 5. Дпя подачи сжатого воздуха в воронку 4 предусмотрено сопло б, а для сбора згрязнений в нижней части гидроциклона - камера 7 с выпускным штуцером 8 и клапаном 9. В нижнюю коническую часть гидроциклона выступает стояк 10, присоединенный к трехходовому крану 11, а над стояком размещен отбойник. К.тангенциальному входному патрубку гидроциклона приооединен отводной трубопровод 12. Через трехходовой кран 11 к питакяцему трубопроводу 13 с клапаном 14 подклю чей сборный резервуар эмульсии 15. Камера сбора масляной фазы 2 череэ перепуск 3 соединена с отстойным баком 16, в верхней части которого размещен штуцер отвода масла 17, а в нижней -. штуцер отвода водяной эмульси 18, имеющей большой удельный вес ШтУцер 18 посредством клапана 19 и насоса 20 соединен со средней частью сборного резервуара 15. В нижней части гидроциклона 1 и в верхней части камеры сбора масляной фазы 3 расположены измерители мутности 21 и 22 соответственно, а также уровнемер 23. Измерители мутности 21 и 22, а .также уровнемер 23 через управляющий орган 24 электрически подсоединен к исполнительнол1у элементу клапана 25

блока макрофильтров 26 и к клапану 14 сборного резервуара 15. В верхней и нижней частях отстойного бака 16 расположены измерители мутности 27 и 28, которые также череэ угравляющий орган 24 электрически соединены с исполнительным элементом клапан 14 или насоса 20. Фильтрат из макро(фильтра 26 отводится по трубопроводу 29 с клапаном 30 и трехходовым краном 31 в резервуар 32. К резервуару 32 подсоединен трубопровод подач и регенерирующих средств 33, а также трубопровод подачи сжатого воздуха 34 с клапаном наддува 35. Резервуар 32 через трубопровод 36 и трехходовой кран 37 подсоединен к штуцеру регенерации 38 макрофильтра 26. В резервуаре 32 расположены датчики уровня 39, соединенные с исполнительным элементом клапана и трехходовых кранов 31, 35, 37 через усилительное устройство (на чертеже не показано).

Отводной трубопровод 12 гидроциклона 1 подсоединен к циркуляционному трубопроводу 40, содержащему рециркулящ- онный насос 41, регулятор давления 42 и клапан 25. Макрофильтр 26 выполнен в виде вертикально установленной колонны с набором мембранных элементов 43, расположенных на держателях 44.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащая разделению эмульсия из сборного резервуара 15 через клапан 14, питающий трубопровод 13 трехходовой кран 11 с помощью рециркуляционного- насоса 41 по трубопроводу 12 поступает в гидроциклон - и заполняет его и камеру сбора масляно фазы 2 до верхнего перепуска ,3.

После открытия клапана 25 сжатого воздуха циркуляционного трубопровода 40 посредством медленного дросселирования клапана отводного трубопровода 12 в макрофильтре 26 устанавливает.ся требуемое давление и жидкость совершает круговое движение по циркуляционному трубопроводу 40. В гидроциклоне 1 жидкость приобретает вращательное движение -под действием центробежных сил разделяется, частицы загрязнений собираются в камере 7, откуда посредством кратковременного открытия клапана 9 на выпускном штуцере 8, периодически отводятся. Обогащенная, маслом жидкость под действием сжатого воздуха, подаваемого через сопло 6, попадает через воронку 4 в камеру сбора масла 2. При этом чистое масло всплывает вверх, а эмульсия осаждается на дне камеры и через отверстия 5, расположенные между НИЖНИМфланцем конусной воронки 4 и корпусом камеры сбора масляной фазы, поступает вновь в гидроциклон. Из гидроциклона по цикуляционному трубопроводу 40 эмульс поступает в макрофильтр 26, на мембранах 43 которого происходит отделение масла от воды и эмульгирующих химикалиев (поверхностноактивных веществ), и очищенное масло вно возвращается в гидроциклон 1. Коэффициент полезного действия макрофильтра ухудшается при достижении концентрации масла в нем от 50 до 60% скачкообразно. Для устранения этого измеритель мутности при достижении 50% концентрации масла дает импульсный сигнал на его включение, выключает датчик уровня 23 и управления и берет управление на се бя. Если измеритель мутности 22 устанавливает Нсьличие концентрации ма ла, которое должно переводиться в отстойный бак, он через управляющий орган 24, исполнительные элементы клапана 14 и трехходового крана 11 увеличивает подачу из сборного резервуара 15, включает запирание клапана 25 макрофильтра 26 из круга циркуляции и заставляет эмульсию циркулировать через отводной трубопровод 12. Вследствие этого в камере сбора масляной фазы 2 непрерывно увеличивается уровень жидкости и жидкость с большим содержанием масла через перепуск 3 перетекает в отстойный бак 16. Концентрация масла в жидкости, находящейся в гидроциклоне, снижает и при показаниях измерителя мутности 27, соответствующих 50% конценг трации. масла, управление от датчика уровня 23 отключается. В отстойном баке 16 на дне осаж даются частицы масла, связанные с эмульгирующими средствами. Относительно чистое масло через штуцер 17 непрерывно отводится из отстойного бака 16. Если водный раствор в отстойном баке 16 снизится до уровня, при котором измеритель мутности 28 уже не покажет наличия циркуляции жидкости , последний дает импульсный си нал, благодаря которому управляющий орган 24 выключит насос 20 и одновременно закроет клапан,19 в соеди нительном трубопроводе, через котор отводится водная эмульсия. Надежная работа макрофильтра 26 обеспечивается встроенным в циркуляционный трубопровод 40 элементом ограничения давления 42. С мембран 43 макрофильтра 26 в известные пр межутки времени следует удалять за грязнения и регенерировать их с по мощью дезинфенкционных средств. Перед регенерацией трехходовой кран 37 закрыт. Регенерирующие сре ства через трубопровод 33 наполняю резервуар 32 до верхнего датчика уровня 39, после чего закрывают кл пан на трубопроводе 33. При этом электрический сигнал с верхнего атчика уровня 39 запирает трехходовой кран 31. В начале обратной промывки макрофильтра .26 открывается трехходовой клапан наддува 35 трубопровода сжатого воздуха 34 и после открытия клапана 37 и трубопровода циркуляции сжатый воздух нагнетает регенерирующие средства внутрь макрофильтра 26. Еси уровень жидкости в резервуаре 32 снизится до среднего датчика уровня 39, то управляющий орган 24 по сиг-, налу этого датчика открывает клапан 37 и закрывает клапан 30 так, что фильтрат выжимается обратно через мембраны макрофильтра 26. Таким образом, благодаря данному способу переработки масло-водяной эмульсии и устройству для его осуществления, достигается автоматизированное непрерывное механическое разделение выпадающих в промышленных установках по обезжириванию сильно связанных масло-водяных эмульсий. При этом масло-водяные эмульсии не только разлагаются на компоненты но и обезжи- ривающйй раствор годится для повторного Применения, а отделенное масло очищается в такой степени, что может применяться повторно без предварительной обработки. При способе, согласно изобретению, с помощью мембраны макрофильтра из водной эмульсии со связанными в ней с поверхностно-активными веществами частицами масла отделяется большая часть воды и поверхностно-активных веществ,- Благодаря этому уменьшается эмульгирующее действие химикалиев в остающейся эмульсии так, что при последующем гидроциклонировании с высоким коэффициентом полезного действия следует дальнейшее отделение масляной фазы и одновременно введенныхв циркуляцию эмульсии твердых составных частиц, таких как загрязняющие материалы или механические примеси, которые отделяются особо. Благодаря этому из проходящей циркуляцию эмульсии и тем самым из выделенного макрофильтром фильтрата, а также и из масляной фазы простейшим образом удаляются нежелательные при повторном применении посторонние вещества. Выделяющаяся из гидроциклона масляная фаза подвергается рециркуляционному отстаиванию, причем, фаза, отстоённая из масляной фазы, вновь вводится в циркуляцию эмульсии. Тем.самым, про.:;тейшим образом осуществляется даль|нейшая ее обработка.Выделенная из гидроциклона масляная фаза может перерабатываться дополнительно в отстойном баке, из которого осадок вновь направляется в вырабатываемую эмульсию.

Для управления клапанами примениются датчики измерения мутности, из которых один расположен в камере сбора масляной фазы и при установлении максимального значения концентрации масла в круге циркуляции выключает мак-рофильтр, тогда как другой измеритель мутности находится в верхней части улавливакндего резервуара и снова включает макрофильтр в круг циркуляции как только достигнута максимальная величина концентрации. При этом возможна автоматическая,, зависящая от загрязнения мембраны или от отводимого фильтрата, очи|СТка или регенерация макрофильтра, выполненного в виде вертикально установленной колонны с набором мембранных элементов, расположенных на держателях.

Формула изобретения

1.Способ переработки масло-водяной эмульсии, включающий подачу эмульсии в сборный резервуар, ее последующее макрофильтрование с возвратом водной фазы в сборный резервуар и отводом концентрата ни рециркуляционное отстаивание, отличающийся .тем, что,- с. целью повышения эффективности процесса разделения, эмульсию подвергают гидроциклонированию, которое осуществляют попеременно с макрофильтрованием, при этом водную фазу, выделенную гидроциклонированием из масляной фазы, возвращают в сборный резервуар, а масляную фазу подвергают отстаиванию.

2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее сборный резервуар с. входным патрубком масло-водяной эмульсии,- макрофильт, циркуляционный трубопровод с насосом, соединяющий сборный резервуар с макрофильтром, отличающеес я тем, что оно снабжено гидроциклоном, камерой сбора масляной фазы с перепуском в верхней ее части, отводным трубопроводом и клапаном, при этом один конец отводного трубо, провода присоединен к танг |циально му входному патрубку гидроциклона, другой его конец - к циркуляционному трубопроводу, клапан размещен в циркуляционном трубопроводе между отводным трубопроводом и макрофильтром, а камера сбора масляной фазы соединена с гидроциклоном и установлена над ним.

3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно снабжено источником сжатого воздуха, а камера сбора масляной фазы - расположенной внутри нее конусной воронкой, обращенной меньщим основанием вниз, и соплом, размещенным соосно

0 под нижним основанием воронки и соединенным с источником сжатого воздуха.

4.Устройство по п. 2, о т л ич а юще е;с я тем, что оно снабжено датчиками уровня и измерителями мутности, установленными в гидрсциклоне и в камере сбора масляной фазы.

5.Устройство по пп,2,3, о т л ичающееся тем, что оно снабжено подключенным к источнику сжатого

воздуха резервуаром с сифоном, а макрофильтр - держателями, при этом резервуар присоединен к отводному патрубку фильтрата макрофильтра, а макрофильтр выполнен в виде вертикально установленной колонны с набором iv eмбpaяныx элементов, расположенных на держателях.

Источники информации, 0 принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № 2444159, кл. В 01 О 17/04, 1975.

2.Патент ФРГ № 1642863, кл. В 01 р-17/04, 1975.