Устойство для разделения двух несмешивающихся жидкостей Советский патент 1981 года по МПК B01D17/00 B01D35/06 

1

Изобретение относится к области разделения несмешивающихся жидкостей с разным удельным весом и может быть .использовано в очистных сооружениях, предназначенных для отделения, например, нефти или жира от воды при обработке соответственно нефтесодержащих или жиросодержащих сточных вод на судах, в химической, нефтехимической, электронной, пищевой и других отраслях промышленности.

Известно устройство для очистки двух несмешивающихся жидкостей с разным удельным весом.

Устройство состоит из корпуса с двумя секциями, дренажных труб и патрубков для подвода и отвода воды. В одной секции размещен коалесцирующий фильтр, выполненный в виде однослойной зернистой загрузки, например кокса, а другая секция является отстойником. Процесс разделения несмешивающихся жидкостей в этом устройстве происходит в две стадии: вначале - укрупнение частиц, например нефтепродукта, с помощью коалесцирующего элемента, а затем гравитационный отстой в отстойной секции. Разделенные компоненты отводятся раздельно по дренажным трубам.

Недостатками известного устройства являются:

невысокое качество очисгкн смесей двух жидкостей с разным удельным весом, например нефтесодержащих вод, что объясняется невысокой эффективностью процесса двухстадийной очистки коалесценция - отстой;

невозможность качественной регенера10 ции коалесцирующего фильтра непосредственно в устройстве;

невозможность оперативного регулирования процесса разделения жидкостей.

Целью изобретения является повыше15 ние качества разделения жидкостей, обеспечение возможности регенерации коалесцирующего фильтра ц оперативного регулирования процесса разделения.

Поставленная цель достигается тем, что 20 коалесцирующий фильтр выполнен в виде трехслойной зернистой загрузки, помещенной во внешнее электрическое поле, причем, между нижним слоем диэлектрической монодисперсной загрузки и верхним слоем 25 диэлектрической полидисперсной загрузки; помещен слой макропористого электропроводного материала, например кокса, а в нижней части отстойника размещен сферический электрофлотационный элемент. 30 Па фиг. 1 представлено устройство в

разрезе; на фиг. 2 - блок-схема автоматического регулирования процессом разделеиия.

Устройство состоит из кориуса 1 с патрубками 2 входа исходной жидкости, 3 и 4 выхода разделенных жидкостей и патрубка 5 отвода газа. 1 иерегородкой 6 разделен на две секции 7 и 8. В секции 7 размещена трехслойная коалесцирующая загрузка, которая состоит из слоя 9 диэлектрических монодисперсных гранул, например невснененного полистирола, слоя 10 зернистого макропористого электропроводного материала, например кокса, слоя 11 диэлектрических полидисперсных гранул, например вспененного полистирола.

Коалесцирующая загрузка расположена между сетчатыми электродами 12, соединенными с источником постоянного или переменного тока. В нижией части отстойной секций 8 размещены сетчатые сферические электроды 13, образующие электрофлотационный элемент. В верхней части секции имеется распределительная рещетка 14. По оси секции 8 расположена сборная труба 15 с защитным патрубком 16. Корпус 1 закрыт крыщкой 17, а перегородки 18 и 19 образуют гидравлический затвор 20. Защитный патрубок 16 способствует отводу жидкости с меньщим удельпым весом из слоя 21.

Устройство работает следующим образом.

Исходная жидкость по патрубку входа 2 поступает в полость секции 7 и далее проходит через трехслойную коалесциру1Ощую загрузку 9, 10, 11, расположенную между электродами 12.

Коалесцирующая загрузка работает следующим образом.

Жидкость с меньшим удельным весом, например нефтепродукт, диспергированный в жидкости с больщим удельным весом, например в воде, проходит виачале через слой диэлектрической монодисиерсной загрузки 9. В этом слое за счет сил неоднородного электрического поля, создаваемого между гранулами загрузки размером 1,0мм происходит укруииение (коалесаенция) частиц нефтепродукта в том числе частиц коллоидного ( см) размера.

Укрупненные таким образом частицы нефтепродукта поступают далее в слой 10 макропористого электропроводного материала, например кокса. В этом слое одновременно происходят два процесса коалесиеиции: за счет адсорбции на поверхности кокса и за счет сил неоднородного электрического поля, создаваемого гранулами кокса. При этом имеющее место газовыделение непосредственно на гранулах электропроводного кокса способствует процессу отделения скоалесцированных капель нефтепродукта от поверхности гранул

и их транспортированию в следующий слон полидисперсной диэлектрической загрузки П. В слое полидисперсной диэлектрической загрузки 11 происходит максимальное укрупнение капель иефтепродукта за счет сил неоднородного электрического поля, создаваемого между гранулами зтой загрузки, имеющими размер 1,0-5,0 мм. При этом имеющее место увеличение размера

щелей между гранулами полидисперсной загрузки (за счет увеличеиия среднего размера зерен) способствует коалесценции капель размером в несколько миллиметров, что повыщает качество разделения несмещивающихся жидкостей. В секции 8 одновременно происходят два процесса разделения: под действием гравитационного отстоя и флотацией пузырьками газа, выделяющегося на сферических электродах 13. Сферическая форма электродов 13 обеспечивает повыщенное (например, по сравнению с известными плоскими или наклонными электродами) количество газовой фазы, приходящейся на единицу объема обрабатываемой жидкости.

Скопившийся в верхней части секции 8слой 21 жидкости с меньщим удельным весом отводится на устройства через трубу 15 и патрубок 4, а жидкость с больщи.м

удельным весом - через гидравлический затвор 20 и патрубок 3.

Защитный патрубок 16 препятствует попаданию в трубу 15 жидкости с большим удельным весом. В устройстве путем изменения параметров электрического тока на электродах 12 и 13 может быть обеспечено регулирование процесса коалесценции и последующего разделения нес.мешивающихся жидкостей в секции 8.

Одновременно с процессом разделения жидкостей в устройстве идет процесс непрерывной регенерации коалесцирующей загрузки, который обеспечивается за счет выделения на катоде (нижняя сетка) газовой

фазы и последующей флотации частиц нефти из нижней части элемента - в верхнюю; электрофоретического транспортирования отрицательно заряженных частиц нефти к положительному электроду.

Автоматическое регулирование процесса разделения осуществляют согласно блоксхеме (фиг. 2). Датчики 22 и 23, предусмотренные на входе и выходе устройства, выдают непрерывные автоматические сигналы о качестве обрабатываемой жидкости (с концентрации нефтепродукга в воде). Эти сигналы по каналам связи 24 поступают в интегратор 25, где обрабатываются и реализуются в виде вторичного (управляющего) сигнала, который, в свою очередь, по каналам связи 26 и 27 передается на устройство в виде уточненных параметров электрического поля, например, в виде измененного напряжения па электродах.

Изменение напряжения на электродах коалесцирующего и электрофлотационного элементов приводит к усилению или ослаблению описанных выше эффектов коалесцеиции и отделения легкой жидкости от тяжелой и может обеспечить поддержание любого требуемого эффекта очистки жидкости в течение всего рабочего цикла.

Формула изобретения

Устройство для разделения двух несмешивающихся жидкостей, включающее двухсекционный корпус, в одной секции которого размещен коалесцирующий фильтр, а в другой отстойник, дренажные трубы и патрубки входа и выхода жидкостей, отличающееся тем, что, с целью повыщения качества разделения жидкостей, отстойник снабжен сферическим электрофлотационным элементом, установленным в его нижней части, коалесцирующий фильтр снабжен электродамл и выполнен в виде трехслойной зернистой загрузки с нижним слоем из моиодисперсных диэлектрических гранул, верхним - из полидисперсных диэлектрических гранул и средним - из макропористого электропроводного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 194573, кл. В 63 В 25/08, 1966.