ЛЕНТОЧНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ВОД
BAND FILTER FOR OIL FIELD WATERS

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к очистке сточных вод, содержащих нефть и твердые взвешенные частицы, и может быть использована в узлах сепарации и сборных пунктах.
Проблема удаления шлама (нефтешлама, мехпримесей, осадков, донных отложений) из резервуаров, отстойников, фильтрующих аппаратов является одной из самых острых и актуальных.
Известно устройство для фильтрования суспензий с использованием вакуума и сжатого воздуха, реализованный в виде горизонтального цилиндрического перфорированного барабана, покрытого снаружи фильтровальной тканью и погруженного в резервуар с суспензией. Поверхность барабана разделена на ряд ячеек, которые при вращении барабана присоединяются в определенной последовательности к источникам вакуума и сжатого воздуха. С помощью вакуума суспензия просачивается через фильтрующую ткань, на поверхности которой остается осадок и переносится в зону очистки, а промывающей жидкостью и сжатым воздухом осадок удаляется из ткани [Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Изд-во «Химия». 1971. С.213-215].
Недостатком известного способа является его сложность, обусловленная наличием большого количества объектов, ускоряющих процесс фильтрации - вакуумный насос, компрессор сжатого воздуха, скребок для снятия осадка, устройство двойного отжима и пр.
Известен также фильтр-пресс, содержащий горизонтальные перфорированные фильтровальные плиты, между которыми размещена бесконечная лента фильтровальной ткани, поддерживаемая в натянутом состоянии. Периодически плиты сжимаются, уплотняя осадок, а лента перемещается в зону очистки, где с нее скребками снимается слой осадка, потом промывается водой и сушится сжатым воздухом [Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Изд-во «Химия». 1971. С.213].
Недостатками этого устройства является недостаточная эффективность, связанная с периодичностью работы, и сложность конструкции, содержащей большое количество фильтровальных плит, роликов, скребковых ножей и пр.
Наиболее близким к заявляемому по конструкции и достигаемому результату является ленточный фильтр непрерывного действия, работающий под вакуумом, выбранный в качестве прототипа. Опорная перфорированная резиновая лента перемещается в горизонтальном положении по замкнутому пути. Фильтровальная ткань в виде бесконечной ленты прижимается к опорной резиновой ленте, а на ее поверхность подается суспензия. Вода, проходящая через фильтровальную ткань, отсасывается вакуум-камерой, находящейся под перфорированной опорной резиновой лентой, а фильтровальная ткань отходит от резиновой ленты и очищается от осадка щетками и промывкой [Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Изд-во «Химия». 1971. С.218].
Недостатком устройства, выбранного прототипом, является сложность его устройства, обусловленная наличием вакуумного насоса и двух вакуумных камер, а также невысокая эффективность фильтрации в связи с тем, что с помощью вакуумирования нельзя достичь значительных перепадов давления.
Технический результат - повышение эффективности фильтрации сточных вод путем интенсификации контакта исходной суспензии с фильтровальной лентой и упрощение устройства.
Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в ленточном фильтре для нефтепромысловых вод, содержащем устройство для подачи суспензии, фильтровальную ленту, устройство протяжки ленты, опорную поверхность, систему очистки ленты от осадка, в отличие от прототипа устройство для подачи суспензии выполнено в виде трубы с продольным пазом, охватываемой лентой, через которую прокачивается суспензия, внешняя поверхность трубы служит опорой для фильтровальной ленты, а система очистки ленты от осадка выполнена в виде трубы, идентичной устройству подачи суспензии, контактирующей с обратной стороной ленты, причем устройство для подачи суспензии снабжено лотком для отвода очищенной воды и резервуаром для очищенной воды, а система очистки - лотком для отвода осадка, насосом для подачи промывочной воды, соединенным с резервуаром для очищенной воды, скребком для снятия слоя осадка с ленты, центрифугирующим устройством для отделения промывочной воды от осадка и контейнером для сгущенного осадка.
На фиг.1 показан общий вид фильтрующей установки.
На фиг.2 приведена конструкция устройства для подачи суспензии и очистки ленты.
На фиг.3 приведена конструкция устройства для подачи промывочной воды.
Пластовые и сточные воды поступают в устройство подачи суспензии 1 (фиг.1), охваченное фильтровальной лентой 2, приводимой в движение приводным роликом 3, вращаемым электроприводом (не показан), к которому лента прижимается прижимным роликом 4. Натяжение ленты 2 обеспечивается натяжным роликом 5. Под устройством для подачи суспензии 1 установлен лоток 6 для сбора очищенной воды. Система очистки ленты содержит трубу 7 с продольным пазом, лоток для сбора осадка 8, скребок 9, насос 10, центрифугирующее устройство 11 и контейнер для сгущенного осадка 12. Очищенная вода подается в резервуар для очищенной воды 13. Устройство для подачи суспензии 1 (фиг.2) и устройство для подачи промывочной воды 7 (фиг.3) выполнены в виде трубы, снабженной с торцов заглушками 14, а вдоль трубы выполнен продольный паз 15.
Ленточный фильтр работает следующим образом.
Пластовые и сточные воды, требующие очистки, поступают в устройство для подачи суспензии 1 (фиг.1) и через продольный паз 15 (фиг.2) выходит к движущейся ленте 2, приводимой в движение приводным роликом 3 с прижимным роликом 4. Выступы заглушек 14 торцов труб 1 и 7 служат ограничителями при движении ленты 2. При прохождении исходной суспензии через ткань ленты 2 осадок задерживается на ленте, а вода свободно проходит через ткань ленты и сливается в лоток 6, откуда подается в резервуар для очищенной воды 13. При своем непрерывном движении лента 2 перемещает налипший не нее осадок к системе очистки, где сначала скребком 9 с нее счищается слой осадка, который падает в лоток 8, а затем высоконапорной струей промывочной воды, подаваемой на обратную сторону ленты 2 через продольный паз 15 трубы 7 насосом 10, остатки осадка смываются в лоток 8. Из лотка 8 смесь осадка и промывочной воды поступает в центрифугирующее устройство 11, откуда отделенная вода подается в резервуар 13, а сгущенный осадок - в контейнер 12. Таким образом, совершая непрерывное движение по замкнутой траектории, фильтровальная лента 2 очищает пластовые и сточные воды от осадка.
3
3
3
Пример реализации. Материал фильтрующей ленты выбирается из условия гидрофильности и олеофобности, таким условиям соответствует стеклоткань. Ширина фильтрующей ленты 0,8 м, интенсивность потока суспензии, определяемая шириной продольного паза 15, равной, например, 50 мм. Тогда, при наименьшей допустимой толщине слоя осадка 0,5 мм и скорости движения ленты 12 мм/с, производительность фильтрации будет 0,04 м/с или 144 м в час (3456 м в сутки). Скорость регенерации ткани фильтрующей ленты (промывки) такова, что полное очищение происходит при скорости движения не более 18 мм/с. Следовательно, скорость движения ленты 12 мм/с удовлетворяет условию регенерации фильтрующей ленты.
Для повышения эффективности очистки ленты сквозь нее пропускается высоконапорная струя промывочной воды. Повышение напора при одновременном уменьшении расхода промывочной воды достигается уменьшением ширины паза 15 в трубе 7, например, до 5 мм, и повышением давления на выходе насоса 10.
По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение обладает следующими преимуществами:
- более простой конструкцией, из которой исключены такие сложные устройства, как вакуумный насос, опорная перфорированная лента с приводом, вакуумные камеры и пр.;
- за счет повышения скорости движения ленты повышается оборачиваемость фильтрующего элемента, уменьшается слой осадка на поверхности ленты, упрощается промывка меньшим количеством промывочной воды;
- повышением давления жидкости, пропускаемой через ткань фильтрующей ленты, достигается повышение производительности фильтрования.