Устройство для регенерации жидкостей

Авторы патента:

C02F1/10 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

Полезная модель относится к области регенерации жидкостей, преимущественно загустевших масел. Технический результат - повышение производительности регенерации жидкостей. Это достигается тем, что в устройстве для регенерации жидкостей, содержащим устройство для перемешивания регенерируемой среды с водой и устройство подачи полученной суспензии в отстойник, оно дополнительно содержит приемную камеру, эжектирующее сопло струйного насоса, расположенное осесимметрично камере и включающее в себя центральное и дросселирующее отверстия, а в приемной камере перпендикулярно ее оси установлен приемный коллектор диаметром «D» эжектируемого потока регенерируемой жидкости, связанный с емкостью со смесью подлежащей регенерации, причем приемная камера посредством конфузора соединена с камерой смешения, которая через диффузор связана с прямолинейным транспортировочным трубопроводом, соединенным с отстойником.

Полезная модель относится к области регенерации жидкостей, преимущественно загустевших масел.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является устройство регенерации жидкости по авторскому свидетельству СССР №773215, кл. С02В 1/10, 1975 г., заключающийся в том, что осуществляют смешивание регенерируемой среды с водой и подачу полученной суспензии в отстойник (прототип).

Недостатком известного устройства является высокое гидравлическое сопротивлением и низкое качество, и связанная с этим низкая производительность.

Технический результат - повышение производительности регенерации жидкостей.

Это достигается тем, что в устройстве для регенерации жидкостей, содержащим устройство для перемешивания регенерируемой среды с водой и устройство подачи полученной суспензии в отстойник, оно дополнительно содержит приемную камеру, эжектирующее сопло струйного насоса, расположенное осесимметрично камере и включающее в себя центральное и дросселирующее отверстия, а в приемной камере перпендикулярно ее оси установлен приемный коллектор диаметром «D» эжектируемого потока регенерируемой жидкости, связанный с емкостью со смесью подлежащей регенерации, причем приемная камера посредством конфузора соединена с камерой смешения, которая через диффузор связана с прямолинейным транспортировочным трубопроводом, соединенным с отстойником.

На фиг.1 представлена схема устройства для регенерации жидкостей, на фиг.2 - схема зон водяного факела струи высокого давления.

Устройство для регенерации жидкостей содержит приемную камеру 1, эжектирующее сопло 2 струйного насоса, расположенное осесимметрично камере 1 и включающее в себя центральное 8 и дросселирующее 9 отверстия. В приемной камере 1 перпендикулярно ее оси установлен приемный коллектор 7 диаметром «D» эжектируемого потока регенерируемой жидкости, связанный с емкостью со смесью подлежащей регенерации (на чертеже не показана). Приемная камера 1 посредством конфузора 3 соединена с камерой смешения 4, которая через диффузор 5 связана с прямолинейным транспортировочным трубопроводом 6, соединенным с отстойником (на чертеже не показан).

Для оптимальной работы предлагаемого устройства должны соблюдаться следующие соотношения его параметров:

Отношение диаметра d дросселирующего отверстия 9 сопла 2 эжектора струйного насоса к его длине, лежит в оптимальном интервале величин: d/l=0,25÷0,75;

Отношение диаметра d дросселирующего отверстия 9 сопла 2 эжектора струйного насоса к диаметру D приемного коллектора 7 диаметром «D» эжектируемого потока регенерируемой жидкости, лежит в оптимальном интервале величин: d/D=0,05÷0,2.

Устройство для регенерации жидкостей осуществляют следующим образом.

Высоконапорный подвод воды к соплу 2 эжектора струйного насоса осуществляют по линии, соединяющей установку высокого давления (на чертеже не показана) со входом струйного насоса, расположенного в приемной камере 1, Слив смеси воды и регенерируемых веществ в отстойник осуществляют по трубопроводу (на чертеже не показан). Забор утилизируемой суспензии из емкости осуществляют через приемный коллектор 7, соединяющий слои суспензии со входом эжектора струйного насоса.

Физические процессы смешения активного и пассивного потоков в струйном аппарате, на начальном участке подобны процессам распространения затопленной турбулентной струи в неограниченном объеме. На границах этой струи образуется обширная зона турбулентного

взаимодействия активного и пассивного потоков; изменения интенсивности турбулентных пульсаций до 5000 м²/с² . По мере преобразования кинетической энергии струи в энергию давления поле скоростей становится все более равномерным, и в диффузоре давление струи преобразуется до противодавления за эжектором, то есть происходит затухание процессов, необходимое для окончательной коалесценции разложившихся составляющих эмульсии.

Кроме того, на основе математической модели получен диапазон, в котором должна находиться длина камеры смешения струйного аппарата, составляющая 9÷12 диаметров камеры смешения (точное значение определяется исходя из состава эмульсии). Именно такая длина камеры смешения обеспечивает разрушение бронирующих оболочек капель воды, с целью ее последующей коалесценции в транспортировочном трубопроводе и расслоение компонентов разрушенной эмульсии в отстойной аппаратуре. После появления водяной струи высокого давления из устья сопла поведение струи становится дивергентным. Дивергентность проявляется в двух различных явлениях: трения (возникающего от соприкосновения наружного слоя водяной струи высокого давления с окружающей средой) и радиальных компонентов образующихся относительно струи (их можно рассматривать, как винтообразные колебания). Работа струйной установки определяется действием струи высокого давления, которая создает скоростной и динамический напор, а также гидростатический эффект. После появления водяной струи высокого давления из устья сопла поведение струи становится дивергентным. Дивергентность проявляется в двух различных явлениях: трения (возникающего от соприкосновения наружного слоя водяной струи высокого давления с окружающей средой) и радиальных компонентов образующихся относительно струи (их можно рассматривать, как винтообразные колебания). Струю высокого давления можно разделить на три части (фиг.2): статическую, которая находится у устья сопла и характеризуется тем, что частицы воды обладают одинаковой скоростью; смешанная часть; динамическая часть, все частицы которой движутся с различной скоростью (создается динамическое воздействие),

Применение струи высокого давления в устройстве для регенерации исходных продуктов из загрязненных устойчивых эмульсий, позволяет осуществлять как перенос и смешение пассивного и активного потоков, так и производить разрушение бронирующих оболочек капель различных веществ. При этом эмульсия подвергается воздействию всех трех частей струи высокого давления в разработанном струйном аппарате.

Экспериментальные исследования проводились на тепловой электрической станции с использованием ДУВД (дизельной установки высокого давления) 6/630 с расходом воды при номинальных оборотах - 4 м³/час, содержащей твердые частицы не более 0,2% по массе и 0,2 мм по размерам. Максимальное давление на выходе из насоса - 63 МПа.

Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод об эффективности устройства, выражающейся в разделении содержащихся в исходной смеси веществ и регенерации масла до состояния, пригодного к повторному использованию (отсутствие воды, содержание механических примесей и серы в пределах допустимых норм). В то же время установлено, что повышение рабочего давления УВД с 250 до 500 атм. не оказывает существенного влияния на эффективности работы установки.

Таблица 1Результаты анализа процесса регенерации масла в струйной установке.
	Исходная смесь до обработки	Регенированное масло (при давлении УВД 50 атм)	Регенированное масло (при давлении УВД 250 атм)	Регенированное масло (при давлении УВД 500 атм)
Содержание механических примесей, %	0,664	0,221	0,019	0,018
Содержание воды, %	4,528	1,495	отсутствует	отсутствует
Температура вспышки, °С	234	227	222	219
Вязкость, (100°С) сСТ	5,21	6,33	6,09	6,04
Содержание серы, %	0,418	0,0174	0,00383	0,00387

Как следует из таблицы 1, эмульсия при 250 атм. разрушается полностью, а отсутствие влияния увеличения давления УВД более 250 атм., на содержание механических примесей обусловлено, тем, что крупные и средние частицы удаляются из масла при давлении меньшем 250 атм., а мелкие (менее 10 мкм) являются мелкодисперсными и легкими, что не позволяет им осаждаться во время отстоя.

1. Устройство для регенерации жидкостей, содержащее корпус, смешивающее устройство для перемешивания утилизируемой среды с водой и устройство подачи полученной суспензии в отстойник, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит приемную камеру, эжектирующее сопло струйного насоса, расположенное осесимметрично камере и включающее в себя центральное и дросселирующее отверстия, а в приемной камере перпендикулярно ее оси установлен приемный коллектор диаметром «D» эжектируемого потока регенерируемой жидкости, связанный с емкостью со смесью, подлежащей регенерации, причем приемная камера посредством конфузора соединена с камерой смешения, которая через диффузор связана с прямолинейным транспортировочным трубопроводом, соединенным с отстойником.

2. Устройство для регенерации жидкостей по п.1, отличающееся тем, что для оптимальной работы предлагаемого устройства должны соблюдаться следующие соотношения его параметров: отношение внутреннего диаметра d сопла эжектора струйного насоса к длине сопла лежит в оптимальном интервале величин: d/l=0,25÷0,75; а отношение внутреннего диаметра d сопла эжектора струйного насоса к диаметру эжектора струйного насоса лежит в оптимальном интервале величин: d/D=0,05÷0,2; а длина камеры смешения предложенного устройства лежит в диапазоне 9÷12 ее диаметров.

Установка для подготовки питьевой воды относится к области водоподготовки и может быть использована для подготовки воды питьевого качества из попутно добываемых из скважин пластовых вод с применением мембранных технологий с целью улучшения состояния и сохранения здоровья человека и охраны окружающей среды, что относит ее к разряду технологий приоритетного стратегического направления развития в России «Здоровье нации».

Индукционная электрохимическая установка // 95329

Индукционная электрохимическая установка содержит устройство для индуцирования переменной составляющей напряжения (тока), выполненное в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к сети переменного тока, а вторичные обмотки выполнены из диэлектрических трубок, намотанных попарно бифилярно и соединенных соответственно с входными и выходными патрубками смесителя.

Коагулятор-флотатор для реагентной очистки сточных вод коагуляцией // 132066

Коагулятор-флотатор для реагентной очистки относится к устройствам обработки воды коагуляцией и флотацией и предназначен для удаления примесей из сточных вод в различных отраслях промышленности и транспорта, где требуются компактные установки.

Флотатор с отстойником (система глубокой биологической отчистки бытовых и промышленных сточных вод) // 132434

Флотатор с отстойником (Система глубокой биологической отчистки бытовых и промышленных сточных вод) относится к устройствам для очистки сточных вод.

Установка переработки и утилизации нефтешламов и кислых гудронов для получения гранулированной добавки в асфальтобетонные смеси разных марок и типов // 132435

Установка переработки и утилизации нефтешламов и кислых гудронов относится к области нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для комплексной переработки нефтешламов и кислых гудронов - нефтесодержащих отходов производства для получения товарных продуктов, например гранулированной добавки в разные типы и марки асфальто-бетонных смесей.

Комплекс водоподготовки и станция подготовки питьевой воды // 132436

Комплекс водоподготовки и станция подготовки питьевой воды относится к водоподготовке, а именно, к производству обогащенной питьевой воды, которая может быть использована в пищевых, лечебно-профилактических и др. целях.

Система обезжелезивания и умягчения воды с установкой фильтра обезжелезивания воды // 132792

Система обезжелезивания и умягчения воды относится к области очистки природных вод от железа, а также для аэрации и очистки от грубодисперсных примесей. Технический результат - получение очищенной воды с извлеченными ионами железа путем интенсификации процессов аэрации и каталитического окисления органических соединений в исходной воде, снижение эксплуатационных затрат, исключение перемешивания слоев загрузки во время промывки, повышение производительности станции обезжелезивания и умягчения воды при высоких концентрациях железа и углекислоты в подземных водах.