Устройство для разделения эмульсий

Изобретение предназначено для разделения стойких эмульсий и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Устройство содержит патрубок для подачи эмульсии, неподвижный цилиндрическо-конический корпус, расположенную в его внутреннем объеме коническую насадку, снабженную приводом вращательного движения вокруг вертикальной оси, и приемник жидкой фазы, установленный на стыке цилиндрической и конической частей корпуса, на периферийной части конической насадки размещены два разделительных устройства с возможностью регулировки расстояния между ними, причем верхнее разделительное устройство сообщено с приемником жидкой фазы. Разделительные устройства представляют собой полые конусы с углами конусности, равными углам конусности конической насадки, к которым с внешней боковой стороны присоединены плоские кольцевые диски, а к верхней части нижнего разделительного устройства прикреплен дополнительный плоский кольцевой диск, причем периферийные части дополнительного плоского кольцевого диска и плоского кольцевого диска сообщаются с камерой разделения, а плоского кольцевого диска и конической насадки - с приемником. Достигается высокая степень разделения и энергосбережения. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение предназначено для разделения стойких эмульсий и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен разделитель, содержащий горизонтальный корпус с патрубками ввода и вывода очищенных жидкостей, пакет параллельных пластин, которые выполнены с параллельными выступами, поднимающимися вдоль одной стороны пластин и спускающимися вдоль другой стороны пластин по направлению движения эмульсии. Выступы выполнены в виде козырьков, отогнутых вниз для поднимающихся выступов и отогнутых вверх для спускающихся выступов [Патент РФ №2038113, МПК B01D 17/028, опубл. 27.06.1995)].

К недостаткам данного устройства следует отнести длительность процесса, невысокая степень разделения, а также повышенное гидравлическое сопротивление и потребление энергии.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для транспортирования суспензий. Не смотря на то, что данное устройство не предназначено для разделения эмульсий, оно имеет наиболее схожее конструктивное исполнение с предлагаемым изобретением и позволяет проводить процесс их грубого разделения. Устройство содержит патрубок для подачи суспензии, неподвижный цилиндрическо-конический корпус, расположенную в его внутреннем объеме коническую насадку, снабженную приводом вращательного движения вокруг вертикальной оси и приемник жидкой фазы, установленный на стыке цилиндрической и конической частей корпуса, на периферийной части конической насадки размещены два разделительных устройства с возможностью регулировки расстояния между ними, причем верхнее сообщено с приемником жидкой фазы [Пат. 2212566 Российская Федерация, МПК 7 F04D 13/12. Опубл. 20.09.03, БИ №26.].

К недостаткам устройства следует отнести невысокой степенью разделения эмульсий, вызванной невозможностью эффективного использования ударных эффектов, реализуемых в данном устройстве. Данное устройство требует высоких частот вращения насадок, необходимых для реализации ударного разделения. Это приводит к повышенному энергопотреблению.

Задачей данного изобретения является создание устройства для разделения эмульсии, обладающего высокой степенью разделения, а также относительно небольшим потреблением энергии.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для разделения эмульсий, содержащем патрубок для подачи эмульсии, неподвижный цилиндрическо-конический корпус, расположенную в его внутреннем объеме коническую насадку, снабженную приводом вращательного движения вокруг вертикальной оси и приемник жидкой фазы, установленный на стыке цилиндрической и конической частей корпуса, на периферийной части конической насадки размещены два разделительных устройства с возможностью регулировки расстояния между ними, причем верхнее разделительное устройство сообщено с приемником жидкой фазы.

Отличительными признаками заявляемого изобретения является то, что разделительные устройства представляют собой полые конусы и с углами конусности равными углам конусности конической насадки, к которым с внешней боковой стороны присоединены плоские кольцевые диски, а к верхней части нижнего разделительного устройства прикреплен дополнительный плоский кольцевой диск, причем периферийные части дополнительного плоского кольцевого диска и плоского кольцевого диска сообщаются с камерой разделения, а плоского кольцевого диска и конической насадки с приемником.

На фиг. 1 показано устройство для разделения эмульсий.

Устройство для разделения эмульсий содержит неподвижный цилиндрическо-конический корпус 1, расположенную в его внутреннем объеме коническую насадку 2, снабженную приводом вращательного движения 3 вокруг вертикальной оси, и приемник жидкой фазы 4, установленный на стыке цилиндрической и конической частей корпуса. На периферийной части конической насадки размещены два разделительных устройства с возможностью регулировки расстояния между ними. Верхнее разделительное устройство сообщено с приемником жидкой фазы 4, Разделительные устройства представляют собой полые конусы 5 и 6 с углами конусности равными углам конусности конической насадки 2. К полым конусам 5 и 6 с внешней боковой стороны присоединены плоские кольцевые диски 7 и 8. К верхней части нижнего разделительного устройства 6 прикреплен дополнительный плоский кольцевой диск 9. Периферийные части дополнительного плоского кольцевого диска 9 и плоского кольцевого диска 7 сообщаются с камерой разделения 10, а плоского кольцевого диска 8 и конической насадки 2 с приемником 11. Исходная эмульсия загружается через патрубок для подачи эмульсии 12. Выгрузка разделенных компонентов происходит через патрубки 13 и 14. Для слива жидкости из камеры разделения 10 в ее нижней части выполнен патрубок 15.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащая разделению эмульсия поступает через патрубок для подачи эмульсии 12 в центральную часть вращающейся конической насадки 2. Под действием центробежных сил инерции эмульсия поднимается по ее внутренней боковой поверхности. При этом происходит ее разделение.

Более плотная жидкость движется в пристенном слое, а менее плотная смещается к центру вращения. Жидкость, имеющая большую плотность, проходит в зазоре между конической насадкой и полым конусом 6, затем движется между конической насадкой и плоским кольцевым диском 8, а далее поступает в приемник 11, в котором накапливается.

Менее плотная жидкость двигаясь в слоях, отдаленных от поверхности конической насадки 2 отделяется при помощи полого конуса 5. Двигаясь вверх по его поверхности поток менее плотной жидкости поступает в приемник жидкой фазы 4.

Промежуточный слой, содержащий неразделенную жидкость, проходит между полыми конусами 5 и 6, движется в зазоре между плоским кольцевым диском 7 и дополнительным плоским кольцевым диском 9, а затем распыляется в камеру разделения 10. При распылении происходит разделение эмульсии на капли составляющих жидкостей. Осевшие в камере разделения 10 капли не образуют стойкую эмульсию. При этом происходит расслоение эмульсии на более плотную и менее плотную жидкости (здесь происходит грубое разделение и снижение стойкости эмульсии). Из камеры разделения 10 грубо разделенная эмульсия поступает через патрубок 15 в патрубок для подачи эмульсии 12.

Благодаря тому, что разделительные устройства представляют собой полые конусы 5 и 6 с углами конусности равными углам конусности конической насадки 2 удается обеспечить без возмущения потока (без завихрений и турбулентностей, нарушающий расслоенную на исходные жидкости эмульсию) выделение из потока эмульсии трех параллельно движущихся слоев - пристенного слоя жидкости, имеющей большую плотность, промежуточного слоя, где присутствуют обе жидкости и слоя жидкости меньшей плотности.

За счет того, что к полым конусам 5 и 6 с внешней боковой стороны присоединены плоские кольцевые диски 7 и 8, а к верхней части нижнего разделительного устройства 6 прикреплен дополнительный плоский кольцевой диск 9 удается обеспечить отведение всех трех выделенных полыми конусами 5 и 6 потоков в соответствующие приемники 4 и 11 и камеру разделения 10 в которой происходит распыление и осаждение капель промежуточного слоя.

Наличие дополнительного плоского кольцевого диска 9 обеспечивает формирование зазора между потоком более плотной жидкости и промежуточного слоя, который подвергается распылению в камере разделения 10.

Таким образом, разделение эмульсий в предлагаемом устройстве происходит под действием центробежных сил, создаваемых вращающейся конической насадкой. С целью повышения эффективности разделения поток эмульсии делится на три слоя, при этом промежуточный слой, где содержатся обе жидкости, подвергается дополнительному разделению методом распыла в камере разделения. Это позволяет снизить стойкость эмульсии и повысить качество разделения.

За счет того, что в процессе разделения происходит выделение из потока трех слоев удается снизить частоту вращения насадки, что позволит уменьшить потребление энергии по сравнению с центрифугами и устройством, выбранным в качестве прототипа, где промежуточный слой подвергается ударному разделению, для реализации которого необходима высокая скорость вращения насадки.

Заявленное устройство для разделения эмульсий обладает высокой степенью разделения и относительно небольшим потреблением энергии.

Устройство для разделения эмульсий, содержащее патрубок для подачи эмульсии, неподвижный цилиндрическо-конический корпус, расположенную в его внутреннем объеме коническую насадку, снабженную приводом вращательного движения вокруг вертикальной оси, и приемник жидкой фазы, установленный на стыке цилиндрической и конической частей корпуса, на периферийной части конической насадки размещены два разделительных устройства с возможностью регулировки расстояния между ними, причем верхнее разделительное устройство сообщено с приемником жидкой фазы, отличающееся тем, что разделительные устройства представляют собой полые конусы с углами конусности, равными углам конусности конической насадки, к которым с внешней боковой стороны присоединены плоские кольцевые диски, а к верхней части нижнего разделительного устройства прикреплен дополнительный плоский кольцевой диск, причем периферийные части дополнительного плоского кольцевого диска и плоского кольцевого диска сообщаются с камерой разделения, а плоского кольцевого диска и конической насадки - с приемником.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургической, машиностроительной, нефтехимической промышленности и может быть использовано для очистки сточных вод от нефтепродуктов, для разделения неоднородных жидкостей в нефтехимической, машиностроительной, металлургической и биотехнологической областях промышленности.

Группа изобретений относится к набору разделительных дисков и к барабану, содержащему набор таких разделительных дисков. Набор разделительных дисков для вращающегося барабана центрифуги, в частности сепаратора или цельнокорпусной шнековой центрифуги для обработки текучего продукта в непрерывном режиме, содержит сгруппированные по осевому направлению конические разделительные диски, причем между соседними разделительными дисками соответственно сформированы дисковые зазоры.

Группа изобретений относится к центробежному сепаратору с ламинарным потоком и способу применения центробежного сепаратора. Центробежный сепаратор содержит вращающийся барабан с периферической стенкой, сепараторную конструкцию, расположенную в барабане и вращающуюся синхронно с барабаном, канал подачи смеси, расположенный на оси вращения барабана и сообщающийся с барабаном.

Группа изобретений относится к центробежному сепаратору для разделения жидкой смеси из компонентов на, по меньшей мере, первый компонент и второй компонент, а также к способу разделения компонентов в жидкой смеси. Центробежный сепаратор содержит ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения, впускную камеру, выполненную в роторе, впускную трубу, продолжающуюся в ротор, имеющий отверстие во впускной камере для подачи жидкой смеси из компонентов, впускное устройство во впускной камере, содержащее множество кольцевых дисков, соосных с ротором и образующих проходы для жидкости между дисками, или спиральный элемент, соосный с ротором и образующий проходы для жидкости между витками спирального элемента.

Группа изобретений относится к способу обработки свободно текучего продукта при помощи по меньшей мере одной центрифуги и к такой центрифуге, работающей в непрерывном режиме. Способ обработки свободно текучего продукта при помощи по меньшей мере одной центрифуги, работающей в непрерывном режиме, содержит следующие этапы: a) подают свободно текучий продукт в барабан центрифуги, b) отделяют твердую фазу от свободно текучего продукта и/или разделяют указанный продукт на две или более жидких фаз, c) отводят одну или более жидких фаз и/или твердую фазу из барабана центрифуги и d) подачу обрабатываемого продукта выполняют в непрерывном или прерывистом пульсирующем объемном потоке.

Изобретение относится к центробежному сепаратору для непрерывного разделения смеси текучей среды на компоненты. Центробежный сепаратор содержит ротор, внутри которого образована камера разделения, причем в камере разделения имеется набор разделительных дисков, образующих разделительные каналы между соседними разделительными дисками, вход, функционально соединенный с ротором для непрерывной подачи смеси текучей среды, подлежащей разделению, в камеру разделения, первый выход для отделенного более легкого первого компонента смеси текучей среды, проходящий от радиально внутренней части пространства разделения, и второй выход для отделенного более плотного второго компонента смеси текучей среды, проходящий от радиально наружной части пространства разделения.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для разделения молока на фракции и может быть использовано на предприятиях молочной промышленности и в сельском хозяйстве. Сепаратор-сливкоотделитель выполнен в виде установленного на вертикальном валу привода барабана, включающего крышку, центральную трубку с днищем, на котором со съемным пакетом тарелок размещен полый тарелкодержатель, имеющий в вертикальной стенке по высоте пакета тарелок три щели, переходящие в пластинчатые направляющие, которые образуют подводящие каналы.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко и может быть использовано на предприятиях молочной промышленности и в сельском хозяйстве. Сепаратор-сливкоотделитель содержит электропривод, приемно-выпускное устройство и барабан.

Группа изобретений относится к центробежному сепаратору для разделения, по меньшей мере, двух компонентов от текучей смеси, имеющих разные плотности, и к ротору центробежного сепаратора. Центробежный сепаратор содержит ротор, вращающийся вокруг оси (R) вращения и содержащий стенку ротора, которая окружает внутреннее пространство с разделительной камерой внутри ротора, вход для подачи текучей смеси в разделительную камеру ротора, по меньшей мере, один выход для выпуска из ротора компонента, отделенного от текучей смеси, и вал ротора, выполненный с возможностью соединения со ступицей на стенке ротора.

Изобретение относится к сепаратору и, более конкретно, к центробежному сепаратору, предназначенному для очистки газообразной текучей среды. Сепаратор (2') содержит кожух (4'), образующий внутреннее пространство, и роторный узел (78', 84', 86') для придания вращательного движения смеси разделяемых веществ.

Предложен способ комбинированного обезвоживания стойких водонефтяных эмульсий, включающий ультразвуковое воздействие на водонефтяную эмульсию, где частоту ультразвукового воздействия выбирают в зависимости от размера капель воды в водонефтяной эмульсии: для капель, которые попадают в диапазон размером 15-20 мкм – 50-44 кГц; для капель, которые попадают в диапазон размером 30-40 мкм – 32-22 кГц; для капель, которые попадают в диапазон размером 60-80 мкм – 18-12 кГц, после чего частично обезвоженную водонефтяную эмульсию направляют на вход теплообменного устройства, перед входом в который в водонефтяную эмульсию подают реагент-деэмульгатор, где способ содержит магнитную обработку в направленном перпендикулярно потоку водонефтяной эмульсии пульсирующем неоднородном магнитном поле для разрушения бронирующих оболочек, при которой нагретую до температуры 90-95°С смесь водонефтяной эмульсии с деэмульгатором неионогенного типа направляют в аппарат магнитной обработки, обрабатывая ее магнитным полем оптимальной частоты 0-50 Гц с шагом 5 Гц, при этом, в случае, если прошедшая обработку ультразвуком и магнитным полем смесь ВНЭ с деэмульгатором удовлетворяет критериям качества, объемная доля воды в нефти менее 0,5%, ее направляют в отстойник установки промысловой подготовки нефти (УППН), при этом, если обработанная смесь ВНЭ с деэмульгатором не удовлетворяет требованиям качества сдачи продукции скважин, ее направляют в турбулизатор, в котором производят дополнительное перемешивание, после чего ее направляют обратно в трубопровод входа в установку, после чего процесс комбинированного обезвоживания водонефтяной эмульсии повторяют.
Наверх