ТОНКОСЛОЙНЫЙ ОТСТОЙНИК

Полезная модель относится к устройствам для разделения двух несмешивающихся сред разной плотности, например жидкость-жидкость, газ-жидкость, жидкость-суспензия, и может быть использована для разделения смесей при переработке нефтяного газа, для очистки сточных вод и осветления растительных масел и нефтепродуктов.
7
Известен тонкослойный отстойник (см. патент РФ на изобретение №2215569, МПК B01D 21/02, опубл. 10.11.2003 в ОБ №31), включающий вертикальный корпус с патрубками входа разделяемой смеси и выхода разделенных фаз и размещенный внутри корпуса пакет тонкослойных элементов, при этом каждый тонкослойный элемент выполнен в виде воронки, обращенной вниз, верхнее основание нижнего тонкослойного элемента заглушено, а верхний тонкослойный элемент соединен с корпусом посредством кольцевой перегородки, установленной в верхней части аппарата.
Общими признаками известного и предлагаемого устройств являются:
- вертикальный корпус с патрубками входа разделяемой смеси и выхода разделенных фаз;
- размещенный внутри корпуса пакет тонкослойных элементов;
- тонкослойные элементы установлены с зазором относительно корпуса и друг друга;
- каждый тонкослойный элемент выполнен в виде воронки.
Недостатком известного устройства является низкая эффективность разделения фаз за счет вторичного перемешивания разделенных продуктов на выходе из аппарата.
8
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является тонкослойный отстойник (см. патент РФ на полезную модель №103739, МПК B01D 21/02, опуб. 27.04.2011 в ОБ №12), включающий вертикальный корпус с патрубками входа разделяемого потока и выхода разделенных фаз, размещенный внутри корпуса и снабженный заглушкой пакет тонкослойных элементов, установленных с зазором относительно друг друга, каждый из которых выполнен в виде обращенной вниз воронки, при этом поверхность воронки выполнена зигзагообразной формы, образуя продольные каналы, которые направлены по образующим.
Общими признаками известного и предлагаемого устройств являются:
- вертикальный корпус с патрубками входа разделяемой смеси и выхода разделенных фаз;
- размещенный внутри корпуса пакет тонкослойных элементов;
- тонкослойные элементы установлены с зазором относительно корпуса и друг друга;
- каждый тонкослойный элемент выполнен в виде воронки.
Недостатком известного устройства является недостаточно высокое разделение, обусловленное вторичным перемешиванием разделенных фаз.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в повышении эффективности отделения легкой фазы от тяжелой фазы.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в тонкослойном отстойнике, включающем вертикальный корпус с патрубками входа разделяемого потока и выхода разделенных фаз, размещенный внутри корпуса пакет тонкослойных элементов, установленных с зазором относительно корпуса и друг друга, каждый из которых выполнен в виде воронки, согласно полезной модели пакет тонкослойных элементов разделен на две секции воронкой, снабженной дренажным патрубком, кроме того верхняя воронка пакета тонкослойных элементов по периметру примыкает к корпусу, а на уровне патрубка входа разделяемого потока с зазором к нижней секции пакета тонкослойных элементов установлен распределительный короб, верхняя часть которого примыкает к корпусу и повторяет форму тонкослойного элемента.
Установка на уровне патрубка входа разделяемого потока распределительного короба позволяет организовать в аппарате кольцевое пространство, образованное внутренней поверхностью обечайки корпуса и внешней поверхностью распределительного короба, в котором за счет инерционных и гравитационных сил осуществляется предварительное (грубое) отделение основной части тяжелой фазы. Это позволяет направить в нижнюю секцию пакета тонкослойных элементов только поток легкой фазы с частицами унесенной тяжелой фазы, тем самым разгрузив пакет тонкослойных элементов по количеству поступающей тяжелой фазы и повысив эффективность отделения легкой фазы от оставшихся частиц тяжелой фазы.
Выполнение пакета тонкослойных элементов в виде двух секций (верхней и нижней), разделенных воронкой с дренажным патрубком, позволяет за счет изменения направления движения потока по тонкослойным элементам в каждой секции пакета тонкослойных элементов повысить эффективность разделения легкой и тяжелой фазы.
Выполнение верхней воронки пакета тонкослойных элементов примыкающей к корпусу аппарата по его периметру позволяет исключить унос частиц тяжелой фазы вместе с потоком легкой фазы с нижней и верхней секции пакета тонкослойных элементов и, тем самым, исключить вторичное перемешивание разделенных потоков в верхней части аппарата.
Таким образом, заявляемая совокупность признаков устройства позволяет организовать в аппарате три ступени отделения легкой фазы от тяжелой фазы:
1 ступень - в кольцевом пространстве между корпусом и внешней поверхностью распределительного короба,
2 ступень - в нижней секции пакета тонкослойных элементов,
3 ступень - в верхней секции пакета тонкослойных элементов,
и за счет этого исключить вторичное перемешивание разделенных потоков и повысить эффективность отделения легкой фазы от тяжелой фазы.
На фигуре представлен общий вид предлагаемого устройства.
Тонкослойный отстойник состоит из корпуса 1 с патрубком 2 входа разделяемого потока и патрубками 3, 4 выхода разделенных фаз. Внутри корпуса 1 размещен пакет тонкослойных элементов 5. Тонкослойные элементы установлены с зазором относительно корпуса 1 и относительно друг друга. Каждый тонкослойный элемент выполнен в виде воронки, обращенной вверх.
Пакет тонкослойных элементов 5 разделен воронкой 6 на две секции - верхнюю и нижнюю. Воронка 6 снабжена дренажным патрубком 7.
Верхняя воронка 8 пакета тонкослойных элементов 5 по периметру примыкает к корпусу 1.
На уровне патрубка 2 входа разделяемого потока с зазором к нижней секции пакета тонкослойных элементов 5 установлен распределительный короб 9, верхняя часть которого примыкает к корпусу 1 и повторяет форму тонкослойного элемента.
Устройство работает следующим образом.
Поток разделяемой смеси через патрубок 2 поступает в кольцевое пространство, образованное внутренней поверхностью обечайки корпуса 1 и внешней поверхностью распределительного короба 9, в котором за счет инерционных и гравитационных сил происходит отделение основного потока тяжелой фазы. Затем поток легкой фазы вместе с частицами унесенной тяжелой фазы, изменив направление движения на 180°, поступает через распределительный короб 9 в нижнюю секцию пакета тонкослойных элементов 5 и распределяется по тонкослойным элементам. Под действием гравитационных сил на поверхности тонкослойных элементов осаждаются мелкодисперсные частицы тяжелой фазы, которые стекают вниз корпуса 1. Поток легкой фазы вместе с унесенными частицами тяжелой фазы, пройдя верхнюю часть тонкослойных элементов нижней секции пакета тонкослойных элементов 5 и вновь изменив направление движения, поступает на тонкослойные элементы верхней секции пакета тонкослойных элементов 5. Мелкодисперсные частицы тяжелой фазы, осевшие на тонкослойных элементах верхней секции пакета тонкослойных элементов 5, стекают вниз по воронке 6 и непрерывно отводятся через дренажный патрубок 7 в нижнюю часть аппарата. Поток тяжелой фазы по мере накопления выводится из нижней части аппарата через патрубок 4. Очищенный поток легкой фазы отводится из аппарата через патрубок 3.