Устройство для очистки нефтесодержащих стоков

 

Использование: очистка стоков от эмульгированных в нем нефтепродуктов. Сущность: в устройстве предусмотрен дополнительный диск, установленный на упругой опоре верхнего диска с возможностью смещения наружной перегородки относительно внутренней, имеющей высоту, превышающую высоту наружной перегородки. Нижние обрезы внутренней и наружной перегородок оснащены кольцами. Ширина канала между наружной и внутренней перегородками уменьшается от входного участка к кольцу наружной перегородки. В канале между перегородками расположены распорные элементы. Сечения подпорных колец и расстояние между ними увеличиваются от кольца наружной перегородки к верхнему диску внутренней перегородки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к очистке стоков от эмульгированных в них нефтепродуктов и может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах, нефтебазах, очистке балластных вод танкеров.

Известно устройство для очистки нефтесодержащих стоков, включающее корпус с патрубками подвода и отвода сред, приводной вал с верхним и нижним дисками, между которыми концентрично установлены конические перегородки, непроницаемые для разделяемых сред, в котором высокий расход энергии на разделение.

Цель изобретения - сокращение расхода энергии на разделение.

Она достигается тем, что устройство снабжено дополнительным диском, установленным на упругой опоре верхнего диска с возможностью смещения наружной перегородки относительно внутренней, имеющей высоту превышающую высоту наружной перегородки.

Кроме того, нижние обрезы внутренней и наружной перегородок снабжены кольцами.

Кроме того, ширина канала между наружной и внутренней перегородками уменьшается от входного участка к кольцу наружной перегородки.

Кроме того, оно снабжено распорными элементами, расположенными в канале между перегородками, и подпорными кольцами, сечения которых и расстояние между ними увеличивается от кольца наружной перегородки к верхнему диску внутренней перегородки.

Особенностью нефтесодержащих стоков является высокая разность в плотности между эмульгированной нефтью и водой, которая составляет для тяжелых сортов нефти 50 и 150 кг/м³ для легких, и различие в смачиваемости нефти и воды. На использовании этих факторов основано данное изобретение.

На фиг.1 представлен продольный разрез устройства; на фиг.2 - узел I на фиг. 1 с распорными элементами; на фиг.3 - узел I на фиг.1 с подпорными кольцами; на фиг.4 - узел II с подпорным кольцом (увеличено).

Устройство для очистки нефтесодержащих стоков включает корпус 1 с патрубками 2 подвода и 3 и 4 отвода сред, приводной вал 5 с верхним 6 и нижним 7 дисками, между которыми концентрично установлены конические перегородки 8 и 9, непроницаемые для разделяемых сред. Устройство снабжено дополнительным диском 10, установленным на упругой опоре 11 верхнего диска 6 с возможностью смещения наружной перегородки 8 относительно внутренней 9, имеющей высоту, превышающую высоту наружной перегородки 8. Нижние обрезы внутренней 9 и наружной 8 перегородок снабжены кольцами 12 и 13. Ширина канала 14 между наружной 8 и внутренней 9 перегородками уменьшается от входного участка 15 к кольцу 13 наружной перегородки 8. Устройство снабжено распорными элементами 16, расположенными в канале 14 между перегородками 8 и 9, и подпорными кольцами 17, сечения которых и расстояние между ними увеличивается от кольца 13 наружной перегородки 8 к верхнему диску 6 внутренней перегородки 9, причем верхний диск 6 выполнен с отверстиями 18.

Устройство для очистки нефтесодержащих стоков работает следующим образом.

Стоки с концентрациями в них эмульгированной нефти 100-200 мг/л поступают по патрубку 2 и через отверстия 18 в верхнем диске 6, вращающемся на приводном валу 5, и попадают в канал 14, ширина которого уменьшается от значения а входного участка 15 до значения б к кольцу 13, и определяются по уравнениям расхода с учетом разности в окружных скоростях соответствующих участков канала 14. При перемещении в канале 14 вода, имеющая более высокую плотность, в сравнении с частицами нефти, перемещается в наружном слое, а нефть вытесняется к наружной поверхности 9 и входит с ней в контакт, причем для повышения вероятности контакта канал 14 выполнен с подпорными кольцами 17, которые образуют с перегородкой 9 зазор в. Для исключения переноса частиц нефти с перегородки 9 на перегородку 8 , между этими перегородками установлены распорные элементы 16. На выходе из канала 14 вода, находящаяся в наружном слое, распыливается из-под нижнего обреза перегородки 8 с кольца 13, а частицы нефти перемещаются ниже кольца 13 по наружной поверхности перегородки 9 под действием тангенциальной составляющей силы инерции, при этом происходит увеличение толщины слоя нефти, соответственно ее массы и силы инерции. В условиях, когда сила инерции массы нефти становится больше силы сцепления нефти с перегородками 9, происходит ее отрыв и вынос в факеле распыла из корпуса 1 по тангенциальному патрубку 4. Учитывая, что сила сцепления воды с нефтью меньше силы сцепления нефти с перегородкой 9, отрыв воды может происходить на участке ниже кольца 13 с выносом ее в факеле распыла из корпуса 1 по тангенциальному патрубку 3. В связи с тем, что концентрации нефти в тысячи раз меньше объема воды в стоках, для повышения эффективности ее отделения дополнительный диск 10 установлен на упругой опоре 11 верхнего диска 6 с перемещением перегородки 8 относительно перегородки 9.

Использование устройства позволяет снижать концентрации нефти в стоках до 10-20 мг/л, что сокращает расход реагентов и количество образующегося нефтешлама. Переход к разделению в тонком слое уменьшает требуемую частоту вращения перегородок, а соответственно расход энергии, пропорциональный третьей степени частоты вращения перегородок 8 и 9. Одновременно расход энергии на разделение сокращается за счет уменьшения массы стоков в канале 14 по сравнению с массой стоков в каналах известных сепараторов, работающих с частотой вращения 6000 об/мин и выше. Установка дополнительного диска 10 на упругой опоре 11 верхнего диска 6 исключает закупорку канала 14, так как в этом случает под действием подпора поступающих стоков и упругих свойств опоры 11, дополнительный диск 10 перемещается вверх и зазоры а, б и в увеличиваются и пропускают образовавшиеся пробки, что исключает потребность в разборке, а это также сокращает расход энергии на остановы и, оcобенно, при пуске, для которого расход энергии повышается на 50-100%. Существенно сокращает расход энергии переход от массивных корпусов в известных сепараторах с металлическими стенками к перегородкам, плотность которых в 8-10 раз меньше плотности стали при одинаковой с последними прочности на разрыв, а для перегородок, армированных углеродсодержащими волокнами, прочность на разрыв превышает прочность на разрыв стали. Следует отметить фактор стоимости, эксплуатационного ресурса, которые в пользу данной установки. Возможно использование установки для разделения эмульгированных в воде продуктов, например, в химической технологии, пищевой промышленности и т.д.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОКОВ, включающее корпус с патрубками подвода и отвода сред, приводной вал с верхним и нижним дисками, между которыми концентрично установлены конические перегородки, не проницаемые для разделяемых сред, отличающееся тем, что, с целью сокращения расхода энергии на процесс разделения, оно снабжено дополнительным диском, установленным на упругой опоре верхнего диска с возможностью смещения наружной перегородки относительно внутренней, имеющей высоту, превышающую высоту наружной перегородки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижние обрезы внутренней и наружной перегородок снабжены кольцами.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ширина канала между наружной и внутренней перегородками уменьшается от входного участка к кольцу наружной перегородки.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено распорными элементами, расположенными в канале между перегородками и подпорными кольцами, сечения которых и расстояние между ними увеличиваются от кольца наружной перегородки к верхнему диску внутренней перегородки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4