Тонкослойный отстойник

 

Изобретение относится к аппаратам для разделения двух несмешивающихся сред разной плотности, например жидкость-жидкость, газ-жидкость, жидкость-суспензия, и может быть использовано для разделения смесей конденсат-гликоль, газ-конденсат при переработке нефтяного газа, для очистки сточных вод и осветления растительных масел и нефтепродуктов. Отстойник содержит вертикальный корпус, патрубок входа разделяемого потока и патрубки выхода разделенных фаз. Внутри корпуса размещен снабженный заглушкой пакет тонкослойных элементов, установленных с зазором друг относительно друга, каждый из которых выполнен в виде обращенной вниз воронки. Верхняя кромка патрубка входа соединена с основанием ближнего к патрубку тонкослойного элемента. Каждый тонкослойный элемент снабжен равномерно расположенными по образующим воронки секционирующими ребрами. Зазор между элементами равен высоте ребра. Воронка набрана из пластин, каждая из которых выполнена в виде равнобедренной трапеции, а секционирующие ребра образованы отбортовками на боковых гранях трапеций. В нижнем основании трапеции выполнен вырез. Основание в месте выполнения выреза снабжено отбортовкой. Технический результат состоит в исключении вторичного перемешивания фаз. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к аппаратам для разделения двух несмешивающихся сред разной плотности, например жидкость-жидкость, газ-жидкость, жидкость-суспензия, и может быть использовано для разделения смесей конденсат-гликоль, газ-конденсат при переработке нефтяного газа, для очистки сточных вод и осветления растительных масел и нефтепродуктов.

Известен тонкослойный отстойник, предназначенный для удаления из воды как оседающих, так и всплывающих загрязнений. Отстойник содержит вертикальный корпус с патрубками входа загрязненной воды и патрубками выхода очищенной воды и осадка и тонкослойный блок (Тематический обзор. Анализ конструктивных решений тонкослойных отстойников", ЦНИИТЭнефтемаш, М., 1989 г., стр.19).

Общими признаками известного и предлагаемого устройств являются: - вертикальный корпус; - патрубки входа и выхода; - тонкослойный блок.

Недостатком известного отстойника является низкая эффективность разделения, обусловленная возникающим турбулентным возмущением, в результате которого происходит взмучивание осадка и вторичное загрязнение потока воды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому аппарату является тонкослойный отстойник по патенту РФ 2159660 от 30.03.99 г., опубл ОБ 33, 2000 г. Тонкослойный отстойник включает вертикальный корпус с патрубками входа разделяемой смеси и выхода разделенных фаз и размещенный внутри корпуса пакет тонкослойных элементов. Патрубок входа разделяемой смеси размещен внизу аппарата соосно с корпусом и заглублен на расстояние, равное 0,1-0,5 высоты аппарата. Тонкослойные элементы размещены по оси аппарата, каждый тонкослойный элемент выполнен из пластин, набранных в виде воронки, обращенной вниз. Верхнее основание нижнего тонкослойного элемента заглушено, а верхний тонкослойный элемент соединен с корпусом посредством кольцевой перегородки, установленной в верхней части аппарата. Между патрубком входа и нижним тонкослойным элементом дополнительно установлены один или несколько тонкослойных элементов. Причем основание ближнего к патрубку входа тонкослойного элемента соединено с верхней кромкой патрубка. Угол наклона образующей тонкослойного элемента к горизонту составляет 30-70^o.

Общими признаками известного и предлагаемого аппаратов являются: - вертикальный корпус; - патрубок входа разделяемого потока; - патрубки выхода разделенных фаз; - пакет тонкослойных элементов размещен внутри корпуса; - пакет тонкослойных элементов снабжен заглушкой; - тонкослойные элементы установлены с зазором друг относительно друга;
- каждый тонкослойный элемент выполнен в виде обращенной вниз воронки;
- верхняя кромка патрубка входа соединена с основанием ближнего к данному патрубку тонкослойного элемента.

Недостатком известного тонкослойного отстойника является недостаточно высокое разделение, обусловленное вторичным перемешиванием отделяемой и отделенной фаз.

Техническая задача заключается в создании конструкции тонкослойного отстойника, обеспечивающего высокую эффективность отделения легкой фазы от тяжелой.

Поставленная задача достигается тем, что в тонкослойном отстойнике, содержащем вертикальный корпус, размещенный внутри корпуса и снабженный заглушкой пакет тонкослойных элементов, установленных с зазором друг относительно друга, каждый из которых выполнен в виде обращенной вниз воронки, патрубок входа разделяемого потока, верхняя кромка которого соединена с основанием ближнего к патрубку тонкослойного элемента, и патрубки выхода разделенных фаз, каждый тонкослойный элемент снабжен равномерно расположенными по образующим воронки секционирующими ребрами, причем зазор между тонкослойными элементами соответствует высоте ребра.

Кроме того, воронка набрана из пластин, каждая из которых выполнена в виде равнобедренной трапеции, а секционирующие ребра образованы отбортовками, выполненными на боковых гранях трапеций.

При этом в нижнем основании трапеции выполнен вырез, причем основание в месте выполнения выреза снабжено отбортовкой, отогнутой наружу воронки, а высота отбортовки основания пластины меньше высоты отбортовки ее боковой грани.

Кроме этого, к заглушке прикреплен конусообразный направляющий элемент, установленный вершиной к патрубку входа.

Выполнение каждого воронкообразного тонкослойного элемента с секционирующими ребрами, расположенными по образующим воронки, и размещение тонкослойных элементов на расстоянии, равном высоте ребра, позволяет сформировать направленное движение разделяемого потока, равномерно распределяя его по каналам, образованным между соседними ребрами тонкослойного элемента, тем самым предупреждая вторичное перемешивание разделяемых фаз.

Выполнение воронкообразного тонкослойного элемента из пластин, каждая из которых представляет собой равнобедренную трапецию, имеющую отбортовки, выполненные на боковых гранях трапеции, является одним из вариантов наиболее рационального конструктивного выполнения отстойника.

С целью более четкого разделения легкой и тяжелой фаз и предотвращения их последующего смешивания в нижнем основании пластины тонкослойного элемента в месте выреза выполнена отбортовка, высота которой меньше высоты отбортовки боковой грани пластины.

Направляющий конусообразный элемент, прикрепленный к заглушке, позволяет равномерно распределить разделяемый поток по тонкослойным элементам, создавая условия для более эффективного разделения на отдельные фазы.

Тонкослойный отстойник представлен на чертежах, где на фиг.1 изображен общий вид отстойника, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - выполнение отдельной пластины и размещение пластин в пакете тонкослойных элементов, на фиг.4 - размещение пластин в пакете тонкослойных элементов, вид А.

Тонкослойный отстойник содержит вертикальный корпус 1 с патрубком входа разделяемой смеси 2 и патрубками выхода легкой и тяжелой фаз 3, 4, соответственно. Внутри корпуса 1 размещен пакет тонкослойных элементов 5, снабженный сверху заглушкой 6. Каждый тонкослойный элемент 5 выполнен в виде обращенной вниз воронки и набран из отдельных пластин 7. Каждая пластина 7 выполнена в виде равнобедренной трапеции с отбортовками 8 на ее боковых гранях. Тонкослойный элемент 5 образуется путем примыкания друг к другу отдельных пластин 7, а отбортовки 8 двух соседних пластин образуют секционирующие ребра 9. В нижнем основании пластины 7 выполнен вырез 10, в месте выполнения которого основание снабжено отбортовкой 11. Высота отбортовки 11 меньше высоты отбортовки 8. К заглушке 6 прикреплен конусообразный направляющий элемент 12, установленный вершиной к патрубку входа 2, верхняя кромка которого соединена с основанием ближнего к патрубку 2 тонкослойного элемента 5.

Тонкослойный отстойник работает следующим образом. Смешанный поток поступает в патрубок входа 2 и далее с помощью конусообразного направляющего элемента 12 равномерно подается в пространство между тонкослойными элементами 5, где под действием сил гравитации в ламинарном тонком слое происходит разделение потока на легкую и тяжелую фазы. Легкая фаза поднимается вверх и выходит из аппарата через патрубок выхода 3. Тяжелая фаза дренируется вниз аппарата и отводится через патрубок выхода 4.

Формула изобретения

1. Тонкослойный отстойник, содержащий вертикальный корпус, размещенный внутри корпуса и снабженный заглушкой пакет тонкослойных элементов, установленных с зазором друг относительно друга, каждый из которых выполнен в виде обращенной вниз воронки, патрубок входа разделяемого потока, верхняя кромка которого соединена с основанием ближнего к патрубку тонкослойного элемента, и патрубки выхода разделенных фаз, отличающийся тем, что воронка набрана из пластин, каждая из которых выполнена в виде равнобедренной трапеции, на боковых гранях которой выполнены отбортовки, отогнутые наружу воронки, кроме того, в нижнем основании трапеции выполнен вырез, причем основание в месте выполнения выреза снабжено отбортовкой, отогнутой наружу воронки, а высота отбортовки основания пластины меньше высоты отбортовки ее боковой грани.

2. Тонкослойный отстойник по п. 1, отличающийся тем, что зазор между соседними тонкослойными элементами соответствует высоте отбортовки пластины.

3. Тонкослойный отстойник по п. 1, отличающийся тем, что к заглушке прикреплен конусообразный направляющий элемент, установленный вершиной к патрубку входа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4