Очистка сточных вод от диспергированных частиц нефти, нефтепродуктов и механических примесей, осуществляемая в сепараторах, центрифугах и гидроциклонах, основана на использовании центробежной силы, которую можно получить вращением ротора (барабана), содержащего разделяемую смесь — эмульсию/суспензию, или вращением разделяемого потока. В жидкостных центробежных сепараторах и центрифугах вращающимся является ротор, в гидроциклонах — поток жидкости.[ ...]
Из многочисленных конструкций сепараторов, центрифуг и циклонов, применяемых в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности рассмотрим примеры тарельчатого центробежного сепаратора, гидроциклона, осадительной горизонтальной центрифуги (декантера), используемых для очистки нефтесодержащих вод, получаемых в процессе добычи нефти и газа и переработки нефти.[ ...]
В тарельчатых сепараторах можно разделять нефть, воду и твёрдые примеси, в гидроциклонах — воду и нефть; основное предназначение декантера — отделение от жидкости больших количеств сравнительно крупных твёрдых частиц. Это взаимно дополняющие устройства, хотя области их применения частично перекрываются. Особенно это относится к тарельчатым сепараторам и гидроциклонам, в которых используются большие центробежные силы (максимальная действующая сила соответственно -5000 и -1000 § при длине пути осаждения капель -0,5 и >10 мм), способные отделять самые мелкие капли. Относительная эффективность отделения капель различных размеров в гидроциклонах и тарельчатых сепараторах фирмы «Альфа-Лаваль» представлены на рис. 2.18, из которого видно, что 100%-я эффективность отделения нефтяных капель достигается при их размерах свыше 30 мкм в гидроциклоне и свыше 5 мкм в тарельчатом сепараторе. При уменьшении размеров капель эффективность сепарации уменьшается: так, она составит 50% при размере капель > 5 мкм для гидроциклона и > 1 мкм для сепаратора.[ ...]
Саморазгружающийся тарельчатый сепаратор с центробежной пульсирующей выгрузкой осадка представлен на рис. 2.20. В роторе 2 такого сепаратора, вращающегося с высокой угловой скоростью, развиваются центробежные силы до 5000 %. Внутри ротора помещён пакет тонкослойных тарелок 3, число которых может достигать 200. Тарелки собраны так, что их отверстия совпадают и образуют сквозные каналы, в которые поступает исходная жидкость из центрального патрубка. В зазорах шириной около 0,5 мм между тарелками, действующими как включённые параллельно осадительные камеры, происходит сепарация.[ ...]
Давление в каналах отвода жидких фаз создаётся с помощью неподвижных напорных дисков 7, расположенных в двух отдельных камерах. Кинетическая энергия вращающихся жидкостей в этих камерах используется для создания давления в отводных каналах. Ротор сепаратора имеет биконическую форму; в его самой широкой части в стенке проделан ряд прямоугольных окон-щелей 4 для выпуска твёрдой фазы.[ ...]
Внутри ротора имеется скользящее дно 5, перемещающееся на несколько миллиметров вверх и вниз. Когда оно находится в верхнем положении, объём ротора замкнут, и твёрдые частицы собираются на его периферии. Когда дно опускается в нижнее положение, оно открывает окна выпуска твёрдой фазы и твёрдые частицы выбрасываются центробежными силами в пространство кожуха сепаратора. Окна остаются открытыми в течение времени (20 мс), достаточного для того, чтобы вытекла нефть. Производят два основных типоразмера сепаратора производительностью 15 и 100 м3/ч. Для большей производительности используют системы с несколькими сепараторами.[ ...]
Осадительная горизонтальная центрифуга со шнековой выгрузкой осадка (декантер) (рис. 2.21) предназначена для разделения суспензий и непрерывного удаления частиц твёрдой фазы. В промышленности широко используют сочетание отделения основной массы крупных частиц в декантере с отделением небольшого количества мельчайших твёрдых частиц в тарельчатом сепараторе. Такое сочетание позволяет уменьшить нагрузку на сепараторы при больших концентрациях твёрдых частиц в разделяемой смеси. В декантере центробежные силы (-3000 £) меньше, чем в тарельчатом сепараторе, а длина пути осаждения значительно больше, поэтому как осветлитель он неэффективен. Но поскольку твёрдая фаза с помощью шнека через постоянно открытые отверстия непрерывно выгружается из декантера, то последний способен отделять большие объёмы крупных частиц.[ ...]
Ротор 2 декантера характеризуется большим соотношением длины к диаметру и состоит из цилиндрической и конической секций. Внутри ротора расположен шнек 3, который вращается с ротором в одном направлении, но с различным числом оборотов, в результате чего шнек перемещает осевшие частицы вдоль стенок к выгрузочным окнам 4, расположенным в самой узкой части конической секции ротора. Фугат течёт в противоположную сторону, к сливным окнам 1, переливается через сливной порог и выбрасывается из ротора. Высота сливного порога задаёт толщину слоя жидкости в роторе и, следовательно, длину пути осаждения твёрдых частиц.[ ...]
Гидроциклоны предназначены для разделения жидких неоднородных систем (суспензии, эмульсии). Они применяются в комплексе с другим очистным оборудованием для осветления жидкостей или обогащения суспензий.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Зависимость эффективности сепарации от диаметра нефтяных капель для тарельчатого центробежного сепаратора и гидроциклоиа |
 |
| Объемное содержание и размеры твердых частиц в суспензиях для отделения в тарельчатом сепараторе и декантере |
|
| Схема тарельчатого центробежного сепаратора |
 |
| Принципиальная схема системы с декантером и тарельчатым сепаратором для очистки дренажных вод на буровой платформе |
 |
| Зависимость степени сепарации в гидроциклонах от размера капель нефти |
 |
| Общий вид гидроциклонной установки «Вортойл» серии К производительностью 1700 м3/ч |
 |