Устройство для непрерывного разделения жидкостей различной плотности

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для непрерывного разделения смеси жидкостей с различной плотностью на фракции и одновременным удалением из нее твердых примесей и может быть использовано в нефтехимической промышленности, при добыче нефти и газа, а так же при разделении водно-масляных эмульсий и очистке водоемов от нефтяных продуктов и очистке резервуаров и хранилищ в процессе эксплуатации. Технической задачей предлагаемого устройства является упрощение конструкции, улучшения качества и повышении производительности при очистки жидкостей с различной плотностью. Указанная задача достигается тем, что в предложенном устройстве емкость разделена на две полости, одна из которых с подводящей магистралью является приемной, а другая является разделительной, подающая магистраль выполнена в виде ломаного канала, выход которого направлен в сторону от разделительной полости, в приемной полости, перед разделительной полостью, установлен успокоитель потока, а в самой разделительной полости закреплены с чередованием верхние и нижние перегородки с зазором относительно дна и крышки полости. Использование предлагаемого технического решения позволит повысить качество очистки например воды от нефтепродуктов, снизить время на разделение смеси на фракции с одновременным удалением твердых включений (песка), упростить сам процесс очистки расширить область применения и не реагировать на резкое изменение количества поступающей смеси за все время проведения обработки смеси по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для непрерывного разделения смеси жидкостей с различной плотностью на фракции и одновременным удалением из нее твердых примесей и может быть использовано в нефтехимической промышленности, при добыче нефти и газа, а так же при разделении водомасляных эмульсий, при очистке водоемов от нефтяных продуктов и очистке резервуаров и хранилищ от отложений.

Известна установка для очистки сточных вод от механических примесей и нефтепродуктов включающая отстойник с перегородками, отсек для накопления нефтепродукта, патрубки для подачи сточной воды, отвода очищенной воды и нефтепродуктов, регуляторы уровней нефтепродукта и воды, верхние кромки перегородок расположены на одном уровне, при этом последняя перегородка выполнена глухой снизу и образует отсек для очищенной воды, а отсек очищенной нефти образован последней глухой перегородкой снизу, патрубок для подачи сточной воды размещен открытым концом вверх на уровне нижней кромки первой перегородки, а патрубок для отвода очищенной воды расположен в нижней части отстойника перед последней перегородкой и соединен с гидрозатвором и снабжен распылителем.(см. патент РФ 2118197 по кл. В01D 17/028 за 1998 г.)

Недостатком данных установок является грубое качество очистки воды от нефтепродуктов из-за перемешивания компонентов при переливе их в соответствующие резервуары, потому что идет постоянное движение в верхней Недостатком данных установок является грубое качество очистки воды от нефтепродуктов из-за перемешивания компонентов при переливе их в соответствующие резервуары, потому что идет постоянное движение в верхней части жидкостей и поэтому вода постоянно уносит с собой нефтепродукты, которые располагаются на верхнем слое воды. Кроме того, установка потребляет много энергии при распылении воды и снижает производительность самой установке в процессе очистки.

Известно устройство для непрерывного разделения двух жидкостей различной плотности, включающее резервуар, со сливным отсеком, последовательно соединенные между собой емкости с установленными в них вертикальными разделительными перегородками, уровневые трубки, регулируемые по высоте и выведенные из нижней части емкостей в сливной отсек, систему подогрева жидкости в резервуаре, при этом устройство дополнительно снабжено переливными карманами с вертикальной боковой прорезью, установленными на вертикальных перегородках, сливными лотками расположенными над карманами, а сами перегородки установлены с возможностью вертикального перемещения и подпружинены со стороны верхней части резервуара.(см. Авторское свидетельство, СССР, 1152610 по кл. В01D 17/02 за 1983 г.)

Недостатком данного вида устройств является сложность конструкции из-за выведения уровневых трубок из сливного отсека, ненадежное и неэффективное разделение жидкостей в процессе эксплуатации. Это происходит потому, что при увеличении подачи смеси в первую емкость, скорость ее увеличивается, а длина пути остается постоянной. В результате уменьшается время нахождения смеси в емкостях вдоль поверхности вертикальной разделительной перегородки, не успевает эффективно разделиться по фракциям и перетекает в следующие емкости.

Кроме того, перегородки не имеют герметичности снизу и с боков, что позволяет смеси свободно перетекать в полость емкости за перегородкой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту с предлагаемым является устройство для непрерывного разделения двух жидкостей с различной плотностью на фракции, содержащее емкость с крышкой, соединенные с ним подающую магистраль и сливные патрубки, расположенные на противоположных сторонах емкости, нижние вертикальные перегородки, закрепленные на дне емкости, сливные лотки для перелива верхнего слоя жидкости в последующую полость за нижние перегородки, крышка резервуара выполнена съемной, на внутренней поверхности которой закреплены верхние сплошные перегородки соединенные со сливными лотками, между каждой парой нижней и верхней перегородок резервуара расположена газовая магистраль с форсунками, торец которой расположен в зоне между торцами этих перегородок, а между каждыми двумя смежными нижними перегородками имеется указатель уровня жидкости с меньшей плотностью. (см. патент РФ на ПМ 55628 по кл. В01D 17/02 За 2006 год)

Недостатком этого устройства является неудовлетворительное разделение смеси жидкостей на составляющие из-за введения воздушной магистрали и ее неэффективности в процессе разделения смеси за счет установки множества форсунок внутри емкости, а это придает дополнительное ускорение смеси непосредственно и замедляет процесс разделения смеси на фракции в отстойной зоне.

Технической задачей предлагаемого устройства является упрощение конструкции и улучшения качества разделения смеси на фракции

Указанная техническая задача достигается тем, что в устройстве для непрерывного разделения двух жидкостей различной плотности, включающем емкость с подающей и сливной магистралями, расположенными в противоположных концах емкости, а внутри емкости установлены попарно со смещением по длине нижние и верхние сплошные перегородки, образующие внутри емкости зону разделения смесей на тяжелую и легкую фракции, верхние перегородки установлены с зазором, а нижние герметично относительно дна, емкость разделена на две полости, одна из которых, с подводящей магистралью, является приемной, а другая является разделительной, подающая магистраль выполнена в виде ломаного канала, выход которого направлен в сторону от разделительной полости, в приемной полости, перед разделительной полостью, установлен успокоитель потока, а в разделительной полости закреплены с чередованием верхние и нижние перегородки с зазором относительно дна и крышки полости.

Еще одним существенным отличием является то, что ломаный канал подающей магистрали выполнен с плавным изгибом в средней его части.

На фиг.1 - изображено сечение по А-А фиг.1,

На фиг.2 - вид А фиг 1,

На фиг.3 - вид Б фиг 2.

На фиг.4 - увеличено узел 1 фиг.1.

Как показано на графической части предлагаемое устройство содержит емкость 1 с торцевыми стенками 2 и 3, боковыми стенками 4 и 5 и дном 6. Сверху емкость 1 закрыта крышкой 7. Внутренняя полость емкости 1 разделена на приемную полость 8 и разделительную полость 9. В полости 8 имеется успокоитель потока 10, который может быть выполнен или из одной из одной пластины 11 или из двух пластин. Подающая магистраль 12 расположена в верхней части полости 8. а ее выходной канал 13 направлен в сторону торцевой стенки 2. В полости 9 емкости 1 установлены с чередованием вертикальные нижние перегородки 14 и верхние перегородки 15, причем верхние перегородки 15 установлены с зазором 16 (С) относительно дна 6, а нижние перегородки 14 герметичны со стороны дна 6 и имеют зазор 17 (С) со стороны крышки 7 в вертикальной плоскости. При этом всегда выполняется условие, что С С. Уровень жидкости 18 в полостях 8 и 9 расположен на одной линии и определяется верхним тоцем нижних перегородок 14. На стенке 3 закреплена сливная магистраль 19, через которую удаляется тяжелая фракция 20 смеси 21, которая подводится в полость 8 через подводящую магистраль 12. На боковых стенка 4 и 5 расположены отводящая магистраль 22 для легкой фракции 23 смеси 21. Твердые включения 24 оседают на дно 6 полости 8 между торцевой стенкой 2 и успокоителем 10.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Смесь жидкостей 21 с твердыми включениями 24 подается внутрь емкости 1 из подающей магистрали 12 и при выходе из канала 13 ударяется в торцевую стенку 2 емкости 1, изменяет при этом направление движения и заполняет приемной полости 8 до верхнего торца пластины 11 успокоителя 10. Как только уровень жидкости поднимется выше торца пластины 11 она начнет переливаться через него и поступает в первую отстойную зону полости 9 и заполняет ее до верхнего торца первой из нижних перегородок 14. При этом уровень жидкости 17 в приемной полости 8 поднимется и совпадет с уровнем жидкости в полости 9. После того как первая отстойная зона в полости 9 заполнится жидкостью она заполняет последующие зоны аналогичным образом вплоть до последней. После заполнения всех зон полости 9 начинается процесс разделения смеси 21 на фракции. В приемной полости 8 поток смеси 21 движется вдоль стенки 2 вниз в сторону дна 6. При этом твердые включения за счет сил инерции оседают на дно и не поднимаются вверх. Жидкие компоненты смеси 21 по стенке 11 успокоителя 10 поднимаются вверх. При этом легкая фракция 23 выталкивается тяжелой (фракцией 20 вверх и удерживается на ее поверхности 17 и не дает ей опуститься вниз. Тяжелая же фракция 20 с оставшейся частью легкой фракции 23 из успокоителя 10 подается в первую отстойную зону полости 9 где также за счет изменения направления движения в вертикальной плоскости происходит разделение фракции аналогичным образом как и полости 8. Попав в отстойную зону смесь 21 теряет скорость движения и происходит ее разделение на легкую фракцию 21 и тяжелую фракцию 20. Легкая фракция 23 накапливается выше уровня жидкости 17 и удерживается тяжелой фракцией 20. Легкая фракция 23 по бокам ограничивается боковыми стенками 4 и 5 емкости 1, а по торцам располагается между двумя верхними перегородками 15 и внутренней поверхностью крышки 7. Тяжелая фракция 20 смеси 21 вместе с оставшейся частью легкой фракции 23 переливается через верхний торец нижней перегородки 14 в следующую отстойную зону и в ней происходит процесс разделения аналогичным образом как и в предыдущей. После прохода тяжелой фракции 20 по последней зоне отстойной зоны 9 емкости 1 она уже полностью очищенная от легкой фракции 23 и твердых включений 24 удаляется из нее через отводящую магистраль 19. Этот процесс осуществляется непрерывно и в автоматическом режиме. Легкая же фракция 23 смеси 21 накапливаясь в верхней зоне над линией раздела 17 откачивается в отдельную емкость с помощью насоса (не показано) через канал 22. Твердые включения 24 оседают на дно 6 и по мере накопления удаляются из него одним из известных способов, например, механически. Все нижние перегородки 8 выполнены одинаковыми по высоте, что обеспечивает постоянное выравнивание уровня жидкости во всех отстойных зон полостей 8 и 9 емкости 1.

Использование предлагаемого устройства при разделении смесей по фракциям позволяет более интенсивно производить процесс разделения смеси независимо от количества смеси на входе в емкость. Кроме того, само устройство более просто в изготовлении и более мобильно по сравнении с известными конструкциями устройств аналогичного назначения.

Еще одним из преимуществ предлагаемого устройства является то, что движение жидкостей внутри емкости осуществляется без дополнительных устройств, что делает его экономичным в процессе эксплуатации. Наличие съемной крышки позволяет вести визуальный контроль за процессом, контролировать исправность всех узлов и полностью исключить попадание посторонних предметов внутрь устройства, как в процессе работы, так и в не рабочем состоянии.

Разделение смеси полностью исключает постоянное смешивание отделенной легкой фракции с тяжелой фракцией при подаче ее в следующую полость емкости, а накапливать ее и удерживать в верхней части отстойной зоны самой же жидкостью с большей плотностью.

Использование предлагаемого технического решения позволит повысить качество очистки например воды от нефтепродуктов, снизить время на разделение смеси на фракции с одновременным удалением твердых включений (песка), упростить сам процесс очистки расширить область применения и не реагировать на резкое изменение количества поступающей смеси за все время проведения обработки смеси по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.

1. Устройство для непрерывного разделения жидкостей различной плотности, включающее емкость с подающей магистралью и сливной магистралью, расположенными в противоположных сторонах емкости, а внутри емкости установлены попарно со смещением по длине нижние и верхние сплошные перегородки, образующие внутри емкости зону разделения смесей на тяжелую и легкую фракции, верхние перегородки установлены с зазором, а нижние герметично относительно дна, отличающееся тем, что емкость разделена на две полости, одна из которых с подводящей магистралью является приемной, а другая является разделительной, подающая магистраль выполнена в виде ломаного канала, выход которого направлен в сторону от разделительной полости, в приемной полости, перед разделительной полостью установлен успокоитель потока, а в самой разделительной полости закреплены с чередованием верхние и нижние перегородки с зазором относительно дна и крышки полости.

2. Устройство для непрерывного разделения двух жидкостей различной плотности по п.1, отличающееся тем, что ломаный канал подающей магистрали выполнен с плавным изгибом в средней его части.

3. Устройство для непрерывного разделения двух жидкостей различной плотности по п.1, отличающееся тем, что расстояние от верхнего торца нижних перегородок до крышки выполнено больше расстояния от нижнего торца верхних перегородок относительно дна емкости.

4. Устройство для непрерывного разделения двух жидкостей различной плотности по п.1, отличающееся тем, что успокоитель потока в приемной полости выполнен в виде пластины, верхний торец которой расположен ниже торца нижних пластин.

5. Устройство для непрерывного разделения двух жидкостей различной плотности по п.4, отличающееся тем, что успокоитель потока выполнен в виде двух пластин, установленных параллельно друг другу.