Установка для очистки углеводородных топлив от примесей

 

Изобретение относится к установкам для очистки углеводородных топлив и жидкостей от примесей, может применяться в химической, нефтеперерабатывающей отраслях промышленности и других областях техники для восстановления качества углеводородных топлив по содержанию механических и жидких примесей и позволяет расширить технологические возможности и повысить эффективность очистки. Установка содержит две секции, каждая из которых включает два фильтра. Одна из секций помещена в теплоприемную, а другая - в теплоотдающую камеры теплообменника, работающего по замкнутому контуру. Корпус, сетки и гранулы всех фильтров выполнены из ферромагнитного материала, корпус заключен в электромагнитный кожух с обмоткой. Установка снабжена кристаллизатором, патрубки подвода и отвода топлива которого соединены с теплоприемной и теплоотдающей камерами теплообменника, причем кристаллизатор оборудован коллектором подачи нейтрального газа, дренажной магистралью, конденсатором, вакуумным насосом и регулирующими вентилями. Угол конусности корпуса фильтров составляет 10...15°, а отношение высоты фильтрующих слоев составляет 0,3≤Н 1/Н 2≤0,5, где Н 1 - высота последующей секции, Н 2 - высота предыдущей секции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 В 01 D 35/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4378975/23-26 (22) 15.02.88 (46) 30.08.90. Бюл. М 32 (72) А.H.Ëèòâèíåíêî, С.И.Иванов, Д.Ю.Мис. бахов. В.П.Левченков и В.М.Зиязетдинов (53) 621.928.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N552096,,кл. В 01 D 23/26, 1974. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ ОТ ПРИМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к установкам для очистки углеводородных топлив и жидкостей от примесей, может применяться в химической, нефтеперерабатывающей от- раслях промышленности и других областях техники для восстановления качества углеводородных топлив по содержанию механических и жидких примесей и позволяет расширить технологические возможности и повысить эффективность очистки, УстановИзобретение относится к устройствам для очистки углеводородных топлив и жидкостей от примесей и может быль использовано в химической, нефтеперерабатывающей отраслях промышленности и других областях техники для восстановления качества углеводородных топлив по содержанию механических и жидких примесей.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счег удаления твердых и жидких примесей из углеводородных топлив и повышение эффективности очистки.

На фиг.1 изображена принципиальная схема фильтра, применяемого в установке для очистки углеводородных топлив от примесей; на фиг,2 — схема установки.!

Ж „„1588429 А1 ка содержит две секции, каждая из которых включает два фильтра. Одна из секций помещена в теплоприемную, а другая — в теплоотдающую камеры теплообменника, работающего по замкнутому контуру. Корпус, сетки и гранулы всех фильтров выполнены из ферромагнитного материала, корпус заключен в электромагнитный кожух с обмоткой. Установка снабжена кристаллизатором, патрубки подвода и отвода топлива которого соединены с теплоприемной и теплоотдающей камерами теплообменника, причем кристаллиэатор оборудован коллектором подачи нейтрального газа, дренажной магистралью, конденсатором, вакуумным насосом и регулирующими вентилями. Угол . конусности корпуса фильтров составляет 1015, а отношение высоты фильтрующих слоев составляет 0,3 (Н1/Н2 = 0,5, где Н1 — высота последующей секции, Нр — высота предыдущей секции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил, 2 табл.

Фильтр состоит из корпуса 1, выполненного в форме усеченного конуса, с патрубками для подвода 2 и отводаЗ топлива, Внутри корпуса расположены фильтрующие слои 46, разделенные сетками 7-10, заполненные загрузкой, например, шариками 11 — 13 разного диаметра. Уменьшение диаметра шариков (размера загрузки) и высоты фильтрующего слоя идет в направлении расширяющейся части корпуса. Корпус фильтра заключен в электромагнитный кожух 14 с обмоткой 15.

Установка состоит из двух секций 16 и

17, каждая из которых включает два фильтра соответственно 18 и 19, 20 и 21, Секция 16 помещена в теплоприемную камеру 22, а секция 17 — в теплоотдающую камеру 23

1588429

20

40 чб

50 теплообменника 24, работающего по замкнутому контуру. Установка имеет кристаллиэатор 25, у которого патрубки 26 и 27 подвода и отвода топлива соединены с теплоприемной камерой 22 и теплоотдающей камерой 23. Кристаллизатор 25 оборудован коллектором 28 подачи нейтрального газа, дренажной магистралью 29, конденсатором

30, вакуумным насосом 31. Для подачи топлива иэ кристаллиэатора 25 в секции с фильтрами установлены насосы 32 и 33. Дпя управления процессом очистки магистрали установки снабжены вентилями 34-49, Установка работает следующим образом.

ТЬпливо нагревают до максимальной температуры температурного диапазона его применения и эксплуатации. Включают теплообменник 24 и подключают электромагнитный кожух с обмоткой для намагничивания металлических частей фильтров и создания магнитного поля внутри фильтра.

Открывают вентили 34 — 36 и прокачивают топливо через фильтр 19 в кристаллизатор

25. При этом происходит очистка углеводо, родных топлив от кристаллов углеводородов и других примесей, конденсирующихся . в топливе при повышенных температурах. а также от механических примесей. Электромагнитный кожух с обмоткой обеспечивают более эффективную очистку оплив от механических примесей на металлической основе.

Процесс очистки в фильтре происходит следующим образом.

Топливо, подлежащее очистке, подается через патрубок 2 для подвода топлива во внутреннюю полость корпуса 1, где последовательно проходит через фильтрующие слои 4 — 6, заполненные шариками 11-13 разного диаметра. При этом происходит последовательная очистка топлива от крупных частиц в слоях с большими шариками и до мелких примесей в слоях с маленькими шариками. За счет создания мапигт, о о поля с помощью электромагнитного кожуха 14 с обмоткой 15 и намагничивания шариков в фильтрующих слоях полностью удаля>огся металлические частицы и загрязнения.

В случае забивки фильтра примесями регенерацию фильтрующего материала осуществляют путем обратной прокачки чистого топлива или используют для этого обратный теплообменный цикл теплообмен ника.

Для увеличения ресурса работы и исключения забивки пор между шариками соразмерными с ними частицами и более крупными примесями предусмотрено последовательное отделение крупных частиц в слоях с шариками большого диаметра и мелких частиц в слоях с шариками малого диаметра. Угол конусности обеспечивает равенство площадей сечений проходных пор всех фильтрующих секций и увеличение пропускной способности фильтра.

Далее открывают вентиль 48 на дренажной магистрали 29 и вакуумируют свободный объем кристаллизатора 25 с помощью вакуумного насоса 31, затем открывают вентиль 49 на магистрали подачи газа. Поступающие в жидкость газовые пузырьки мгновенно расширяются в объеме из-за низкого парциального давления в газовом пространстве кристаллизатора 25, быстро всплывают, дробясь на более мелкие, обеспечивая интенсивное перемешивание всего объема топлива. Таким образом исключается образование застойных температурных зон в объеме топлива. Охлаждение осего объема топлива идет равномерно и резко повышается эффективность выделения воды из топлива в виде кристаллов льда. Эффективность охлаждения всего обьема топлива обеспечивается за счет внешней теплоотдачи. При этом расход газа должен быть меньше производительности вакуумного насоса с целью исключения нарастания парциального давления в свободном объеме, Таким образом, резкое расширеггие газовых пузырей под вакуумом способствует интенсивному динамическому возмущению топлива, обеспечивает равномерное его перемешивание, эффективное охлаждение и легкое управление процессом, Вынесенная

Во время процесса из топлива вода конденсируется в конденсаторе 30. После этого открывают вентили 37-41 и с помощью насоса 33 прокачивают топливо с кристаллами льда через фильтр 21. При этом происходит очистки топлива от кристаллов льда и механических прилгесей..

В случае забивки фильтров растворенными примесями {кристаллами углеводородов, льда и т.д,} их регенерацию можно ссуществлять путем использования обратного теплообменного цикла теплообменника

24, При забивке фильтров механическими примесями регенерацию осуществля от путем обратной прокачки чистого топлива. При необходимости можно совмещать оба укаэанггых способа регенерации.

Во время регенерации фильтров с использованием обратного теплообменного цикла в работу включаются фильтры 18 и 20.

При этом назначение тепло приемной и теплопередающей камер взаимно меняется. Открывают вентили 42, 43, 37 и прокачивают подогретое топливо через фильтр 20 в кри1588429

Формула изобретения

1. Установка для очистки углеводород ных топлив от примесей, включающая фильтры, каждый из которых содержит корпус в виде усеченного конуса, внутри которого расположены фильтрующие слои, отделенные один от другого сетчатыми перегородками и состоящие из гранул одинакового размера в каждом слое, с уменьшением гранул в направлении расширяющейся части корпуса, патрубки для подвода и отвода топлива, отл и чаю ща я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения эффективности очистки, она выполнена двухсекционной, причем каждая секция включает два фильтра и снабжена теплообменником, при этом одна иэ секций помещена в теплоприемную камеру теплообменника, а другая — в теплоотдающую, кристаллизатором, патрубки подвода и отвода которого соединены соответственно с теплоприемной и теплоотдающей камерами теплообменника, и электромагнитной системой, выполненной в виде кожухов с электрообмотками, размещенных снаружи корпусов, причем фильтрующие слои полностью заполнены гранулами, а высота слоев уменьшается по направлению движения топлива, при этом кристаллизатор оборудован коллектором подачи нейтрального газа, дренажной магистралью, конденсатором, вакуумным насосом и регулирующими вентилями.

2. Установка поп 1, о т л и ч а ю ща яс я тем, что угол конусности корпуса фильтра составляет 10-15о.

3. Установка по п.1, о т л.и ч а ю щ а яс я тем, что отношение высоты фильтрующих слоев составляет 0,3 H1/H2 0,5. где

Н1 .выСОта пОСлЕдуЮщЕй СЕкции, Н2 — ВЫсота предыдущей секции.

Таблица 1

Удельный расход, л/мин,см

Пропускная способность, л/с

Угол кону- Перепад сности. давления, град. кгс/см г

N. Мт пп

Из-за меньшей площади сечения проходных пор перегородки с шариками маленького диаметра уменьшаются пропускная способность. удельный расход. ресурс работы и возрастает гидравлическое сопротивление отстойника

Обеспечивается равенство сечений проходных пор всех перегородок и за счет этого пропускная способность, удельный расход и ресурс работы становятся максимальными, а гидравлическое сопротивление отстойника минимальным

Гидравлическое сопротивление отстойника остается как и в п.2. увеличения пропускной способности и удельного расхода не наблюдается. увеличивается материалоемкость отстойника

0.0993

0.0305

0.0047

0,0013

0 — 10

0,00006

0.00002

1,0

0.5

0.8189

0,3561

0.1470

0.0582

0.01070

0.00466

0.00192

0.00076

3,0

2.0

1.0

0,5

Более

0,8189 0,3561

0,1470

0.0582

0.02070

0.00466

0,00192

0,00076

3,0

2,0

1,0

0.5 и риведены в среднем по 3 опытам. римечание: данные и сталлизатор 25, В кристаллизаторе 25 топливо охлаждают по указанной методике. Открывают вентили 36, 44, 45, 46, 47, и с помощью насоса 32 прокачивают топливо через фильтр 18. 5

Установку проверяют в лабораторных условиях. Для экспериментов берут дизельное топливо Л. В установке применяются фильтры следующей конструкции: угол ко- 10 нусности 11о; диаметр шариков в первом фильтрующем слое 0,3 — 0,4 мм; диаметр шариков во втором фильтрующем слое 0,2—

0,3 мм; диаметр шариков в третьем фильтрующем слое 0,063-0,1 мм. 15

В качестве неметаллических примесей и ри меня ются искусстве н н ые загрязнители лейкоподий, стирокрил и полистирол, а в качестве металлических — естественные загрязнения,. С целью проверки эффективно- 20 сти очистки топлива от жидких примесей в него добавляется вода в количестве 1 — 37о.

После очистки топлива на предлагаемой установке проводится анализ топлива на содержание воды и ь еханических примесей. 25

Экспериментальные данные по обоснованию оптимального угла конусности (влиянию угла конусности на гидравлические характеристики) приведены в табл, 1.

Из табл. 1 видно, что наиболее оптимальным с точки зрения гидравлических характеристик отстойника является уголконусности 10-15о, 35

Данные по влиянию высоты. фильтрующего слоя на эффективность работы отстойника приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2 оптимальным соотношением BblcoTbl фильтрующих слоев яв- 40 ляется 0,3 Н1/Н2 0,5.

Эффективность работы фильтра

1588429

Таблица 2

Эффективность работы фильтра и толщины перегородки с шариками маленького ухудшается коэффициент полноты отсева мелких рязнителя ость очистки жидкости QT мелких частиц загрязнизляет 30-80% ость очистки жидкости от мелких частиц загрязниляет 80-98% при оптимальной величине пропускной и, удельного расхода и гидравлического сопротивойника ость очистки жидкости от мелких частиц загрязни-ает до 100%, но при этом резко увеличивается еское сопротивление и уменьшаются пропускная ть, а также дельный асход жидкости римечание: данные приведены в среднем по 5 опытам.

Q f0

Фиг.!

1588429

25 29 Ф8

30 31

Д иогг

Фиг.2

ЕУ 20 17

Составитель О. Симоненко

Техред М.Моргентал Корректор Л. Патай

Редактор И. Касарда

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2499 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и,открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5