Фильтр-коалесцер для очистки воды

Заявляемая полезная модель относится к оборудованию для очистки воды, например, в нефтедобывающей промышленности для подготовки попутно-добываемой пластовой воды в системе сбора нефти, газа и воды.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности фильтра-коалесцера для очистки воды от мехпримесей и нефтепродуктов за счет обеспечения его работоспособности не только в горизонтальном, но и в наклонном положении, например, при монтаже фильтра-коалесцера в наклонном аппарате типа трубного водоотделителя ТВО, а также за счет исключения вероятности закупоривания технологических отверстий; при упрощении изготовления конструкции и эксплуатации устройства.

Фильтр-коалесцер для очистки воды от мехпримесей и нефтепродуктов, включающий пакет параллельных гофрированных пластин, отличается тем, что параллельные гофрированные пластин установлены перпендикулярно горизонтальной поверхности, причем форма пластин и их взаимное расположение образуют проточную сотовую структуру, обеспечивающую переменную скорость движения потока очищаемой воды.

В проточной сотовой структуре с периодическим сужением и расширением проходного сечения между гофрированными пластинами возникают изменения скорости движения потока и, соответственно, зоны завихрений потока очищаемой воды, что способствует коалесценции и всплытию под действием гравитационных сил капель нефти и пузырьков газа, а также осаждению мехпримесей.

Механические примеси осаждаются на нижней образующей аппарата, в котором установлен фильтр-коалесцер. Всплывающие капли нефти и пузырьки газа собираются под верхней образующей аппарата. Вода, очищенная таким образом от мехпримесей и от капель нефти и пузырьков газа, продолжает движение вдоль гофрированных пластин и далее выводится из аппарата, в котором установлен фильтр-коалесцер.

2 фиг.

Заявляемая полезная модель относится к оборудованию для очистки воды, например, в нефтедобывающей промышленности для подготовки попутно-добываемой пластовой воды в системе сбора нефти, газа и воды.

Прототипом является фильтр-коалесцер /US 4897206, B01D 23/24, 30.01.1990/ для очистки воды от мехпримесей и нефтепродуктов, включающий пакет М-образных гофрированных параллельных пластин, установленных горизонтально, выполненных, например, из полипропилена, с множеством углов и малыми зазорами между пластинами, причем в указанных углах выполнены отверстия для отвода нефтепродуктов из верхнего ряда отверстий и мехпримесей - из нижнего ряда отверстий каждой пластины (фильтр выпускается под маркой M-PAK (http://pdf.directindustry.com/pdf/facet-international-22199.html).

К недостаткам фильтра-прототипа, кроме сложности изготовления и эксплуатации, а также дороговизны, относятся следующие. Невозможность эффективного функционирования фильтра-прототипа в наклонном положении, например, при монтаже фильтра в наклонном аппарате типа трубного водоотделителя (ТВО) из-за вероятности образования негативных застойных зон между М-образными гофрированными параллельными пластинами сложной конструкции. Также имеется вероятность закупоривания отверстий для отвода нефтепродуктов и мехпримесей из-за возможности столкновения капель отводимых нефтепродуктов с осажденными мехпримесями с последующим их укрупнением.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности фильтра-коалесцера для очистки воды от мехпримесей и нефтепродуктов за счет обеспечения его работоспособности не только в горизонтальном, но и в наклонном положении, например, при монтаже фильтра-коалесцера в наклонном аппарате типа ТВО, а также за счет исключения вероятности закупоривания технологических отверстий; при упрощении изготовления конструкции и эксплуатации устройства.

Поставленная задача решается тем, что фильтр-коалесцер для очистки воды от мехпримесей и нефтепродуктов, включающий пакет параллельных гофрированных пластин, отличается тем, что параллельные гофрированные пластин установлены перпендикулярно горизонтальной поверхности, причем форма пластин и их взаимное расположение образуют проточную сотовую структуру, обеспечивающую переменную скорость движения потока очищаемой воды.

Схема фильтра - коалесцера для очистки воды представлена на фиг.1; на фиг.2 представлен вид сверху.

Здесь:

1 - одна из параллельных гофрированных пластин;

2 - один из стержней;

3 - торец устройства;

4 - одна из зон завихрений потока очищаемой воды.

По фиг.1-2 видно, что параллельные гофрированные пластины, установленные, в отличие от прототипа, перпендикулярно горизонтальной поверхности, образуют проточную сотовую структуру с периодическим сужением и расширением проходного сечения между параллельными гофрированными пластинами 1, что обеспечивает, соответственно, переменную скорость движения потока очищаемой воды, подаваемого параллельно гофрированным пластинам 1.

Устройство собирается и работает следующим образом.

Параллельные гофрированные пластины 1 нанизываются на набор стержней 2. Расстояние между пластинами 1 в пакете регулируется, например, при помощи втулок, что позволяет оптимизировать технологический режим очистки воды. Для монтажа пакета параллельных пластин 1 в корпусе горизонтального аппарата, или, например, в корпусе наклонного аппарата ТВО торец устройства выполнен в форме круга диаметром, соответствующим внутреннему диаметру горизонтального аппарата или наклонного аппарата ТВО.

Очищаемая вода - газоводонефтяная смесь - поступая по трубопроводу подачи на фильтр-коалесцер, под действием гравитационных сил и переменной скорости движения потока, обусловленной сотовой структурой устройства, подвергается сепарации газа, нефти и воды и отделению механических примесей следующим образом. В проточной сотовой структуре с периодическим сужением и расширением проходного сечения между гофрированными пластинами 1 возникают изменения скорости движения потока и, соответственно, зоны завихрений потока очищаемой воды (обозначенные на фиг.2 позицией 4), что способствует коалесценции и всплытию под действием гравитационных сил капель нефти и пузырьков газа, а также осаждению мехпримесей.

Механические примеси осаждаются на нижней образующей аппарата, в котором установлен фильтр-коалесцер. Всплывающие капли нефти и пузырьки газа собираются под верхней образующей аппарата, в котором установлен фильтр-коалесцер. Соответственно исключена вероятность закупоривания технологических отверстий между гофрированными пластинами 1 благодаря невозможности столкновения капель отводимых нефтепродуктов с осажденными мехпримесями. Вода, очищенная таким образом от мехпримесей и от капель нефти и пузырьков газа, продолжает движение вдоль гофрированных пластин 1. Очищенная вода далее выводится из аппарата, в котором установлен фильтр-коалесцер.

Таким образом, обеспечивается технический результат, касающийся исключения возможности закупоривания технологических отверстий. Также монтаж пластин перпендикулярно горизонтальной поверхности обеспечивает работоспособность фильтра-коалесцера при установке его не только в горизонтальном, но и в наклонном положении, так как исключено образование негативных застойных зон между гофрированными пластинами, возникающих при применении устройства-прототипа в наклонном аппарате. Регулирование расстояния между гофрированными пластинами позволяет оптимизировать технологический режим очистки воды. Предлагаемое устройство отличают простота конструкции, эксплуатации и дешевизна.

Фильтр-коалесцер для очистки воды от мехпримесей и нефтепродуктов, включающий пакет параллельных гофрированных пластин, отличающийся тем, что параллельные гофрированные пластины установлены перпендикулярно горизонтальной поверхности, причем форма пластин и их взаимное расположение образуют проточную сотовую структуру, обеспечивающую переменную скорость движения потока очищаемой воды.