Результат интеллектуальной деятельности: ТОНКОСЛОЙНЫЙ ОТСТОЙНИК

Изобретение относится к аппаратам для разделения двух несмешивающихся сред разной плотности, например жидкость - жидкость, газ - жидкость, жидкость - суспензия, и может быть использовано для разделения смесей конденсат - гликоль, газ - конденсат при переработке нефтяного газа, для очистки сточных вод и осветления растительных масел и нефтепродуктов.

Известен тонкослойный отстойник, содержащий блок, состоящий из нескольких пакетов листов V-образной формы с загнутыми краями, установленных с зазором относительно друг друга для выхода осадка. Для отделения газов от жидкости стороны V-образных листов выполнены сходящимися вверху и расходящимися внизу (Обзорная информация "Современные отстойники для систем водоочистки": "Химическое и нефтеперерабатывающее машиностроение", ЦИНТИхимнефтемаш", М., 1974 г.).

К недостаткам известного отстойника относятся высокая металлоемкость и низкая эффективность разделения, обусловленная вторичным перемешиванием отделяемой и отделенной фаз.

Наиболее близким к предлагаемому является тонкослойный отстойник, предназначенный для удаления из воды как оседающих, так и всплывающих загрязнений. Отстойник содержит вертикальный корпус с патрубками входа загрязненной воды и патрубками выхода очищенной воды и осадка и тонкослойный блок (Тематический обзор. Анализ конструктивных решений тонкослойных отстойников", ЦНИИТЭнефтемаш, М., 1989 г., стр.19).

Недостатком известного отстойника является низкая эффективность разделения. На границе зон движущегося потока воды и сползающего осадка вследствие сил трения возникает турбулентное возмущение, происходит взмучивание осадка и вторичное загрязнение потока воды, что сопровождается повышением концентрации загрязнений выходящей воды.

Общими признаками предлагаемого и известного отстойников являются:
- вертикальный корпус;
- пакет тонкослойных элементов;
- патрубок входа смеси;
- патрубки выхода разделенных фаз.

Техническая задача заключается в создании конструкции отстойника, обеспечивающей высокую эффективность и универсальность отделения легкой дисперсной фазы от тяжелой.

Поставленная задача достигается тем, что в тонкослойном отстойнике, включающем вертикальный корпус с патрубками входа разделяемой смеси и выхода разделенных фаз и размещенный внутри корпуса пакет тонкослойных элементов, патрубок входа размещен внизу аппарата соосно корпусу и заглублен на расстояние, равное 0,1-0,5 высоты аппарата, тонкослойные элементы размещены по оси аппарата, а каждый тонкослойный элемент выполнен в виде воронки, обращенной вниз, кроме того, верхнее основание нижнего тонкослойного элемента заглушено, а верхний тонкослойный элемент соединен с корпусом посредством кольцевой перегородки, установленной в верхней части аппарата.

Кроме того, между патрубком входа и нижним тонкослойным элементом дополнительно установлены один или несколько тонкослойных элементов, причем основание ближнего к патрубку входа тонкослойного элемента соединено с верхней кромкой патрубка входа.

Кроме того, угол наклона образующей тонкослойного элемента составляет 30-70^o.

Кроме того, каждый тонкослойный элемент выполнен из набора пластин.

Размещение патрубка входа в нижней части аппарата соосно корпусу позволяет равномерно распределить поступающий поток на пакет тонкослойных элементов. Заглубление патрубка входа в корпус на величину, равную 0,1-0,5 высоты аппарата, дает возможность сформировать накопительный отсек для сбора тяжелой фазы в пространстве между образующей нижнего тонкослойного элемента и верхней кромкой патрубка входа.

Размещение пакета тонкослойных элементов вдоль оси аппарата и выполнение каждого элемента в виде воронки, обращенной вниз, позволяет максимально использовать полезное пространство отстойника и способствует эффективному разделению фаз.

Выполнение верхнего основания нижнего тонкослойного элемента заглушенным способствует формированию направленного движения разделяемого потока.

Соединение верхнего тонкослойного элемента с корпусом посредством кольцевой перегородки, установленной в верхней части аппарата, необходимо для того, чтобы разделяемый поток не проходил мимо пакета тонкослойных элементов, а был направлен в пространство между элементами.

Размещение дополнительных тонкослойных элементов между патрубком входа и нижним тонкослойным элементом способствует эффективности разделения за счет равномерного распределения потока и предварительной грубой сепарации в межпластинчатом пространстве.

Для повышения эффективности разделения чистых потоков оптимальный угол наклона образующей тонкослойного элемента к горизонту составляет 30^o, а для самопроизвольного сползания осадка с поверхности пластин тонкослойных элементов при разделении легкой и тяжелой фаз, содержащих мехпримеси, оптимальный угол наклона образующей тонкослойного элемента к горизонту составляет 70^o.

Тонкослойный отстойник представлен на чертеже, где на фиг. 1 изображен общий вид отстойника, на фиг. 2 - вид А-А.

Тонкослойный отстойник содержит вертикальный корпус 1 с патрубком входа разделяемой смеси 2 и патрубками выхода легкой и тяжелой фаз 3,4 соответственно. Патрубок входа 2 размещен внизу корпуса 1 соосно ему и заглублен в корпус на расстояние, равное 0,1-0,5 высоты аппарата. Внутри корпуса 1 размещен пакет тонкослойных элементов 5. Каждый тонкослойный элемент 5 выполнен из пластин, набранных в виде воронки, обращенной большим основанием вниз. Верхнее основание 6 нижнего тонкослойного элемента 7 заглушено. Верхнее основание верхнего тонкослойного элемента 8 соединено посредством кольцевой перегородки 9, установленной в верхней части отстойника, с корпусом 1. Между патрубком входа 2 и нижним тонкослойным элементом 7 дополнительно установлены один или несколько тонкослойных элементов 10, выполненных аналогично основным тонкослойным элементам 5. Основание ближнего к патрубку входа 2 тонкослойного элемента 10 соединено с верхней кромкой патрубка входа 2. Угол наклона образующей тонкослойного элемента к горизонту составляет 30-70^o.

Тонкослойный отстойник работает следующим образом. Смесь из двух несмешивающихся сред (легкой и тяжелой с некоторым содержанием твердых примесей) поступает через патрубок входа 2 в каналы, образованные тонкослойными элементами 5, где в ламинарном тонком слое происходит разделение. Легкая фаза поднимается по нижней поверхности пластинчатой поверхности тонкослойных элементов 5 вверх и через зазор между корпусом 1 и кольцевой перегородкой 9 отводится через патрубок 3. Тяжелая твердая фаза осаждается на верхнюю поверхность тонкослойных элементов 5, по которой сползает вниз и далее, не смешиваясь с основным потоком, отводится через патрубок 4 из аппарата.