УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель предназначена для разделения жидких неоднородных систем и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, а также для очистки нефтесодержащих продуктов.
Одной из проблем создания и эксплуатации устройств для очистки жидкостей является проблема повышения их эффективности и увеличения ресурса работы без проведения регламентных работ.
Известно устройство для очистки жидкостей (а.с. СССР №789403, 1981 г.), содержащее цилиндрический корпус с тангенциальным входным, Песковым и сливным патрубками, сливную камеру и размещенную в сливном патрубке осевую трубку, сообщающуюся с атмосферой. Недостатком такой конструкции является отсутствие элементов для разделения флотопродуктов.
Известно устройство (а.с. СССР №715143, кл. В02С 1/26, В04С 9/00, 1980 г.), содержащее цилиндрический корпус с входным и Песковым патрубками, цилиндрическую (флотационную камеру с воронкой для сбора флотопродуктов и элемент ввода водо-воздушной смеси в виде кольцевого коллектора с соплами.
Недостатком данной конструкции является низкая эффективность флотации в цилиндрической флотационной камере вследствие неравномерного распределения пузырей в поперечном сечении камеры и значительного инерционного уноса пузырей в камеру сбора очищенной жидкости из-за закрутки жидкости.
Известно устройство (свидетельство на полезную модель РФ №21360, кл. В04С 5/107, 2001 г.), содержащее корпус с тангенциальным входным, сливным и песковым патрубками, цилиндрическую флотационную камеру и камеры сбора флотопродуктов; снабжен цилиндрическим стаканом и лопастным развихрителем, установленным во флотационной камере соосно сливному патрубку.
Недостатками такой конструкции являются низкая эффективность флотации, т.к. отвод очищенной жидкости неупорядочен и не обеспечивает равномерность флотации; унос мелких взвешенных частиц в сливной патрубок и невозможность регулирования расхода сгущенной суспензии из пескового патрубка.
Известна установка для очистки жидкости компании «INTEKO», которая использует в качестве очистки I-ой ступени гидроциклоны, а в качестве очистки II-ой ступени корзинчатые фильтры http://saftex.net/actions/08.Petrochemical/FACET_INTECHA%20_Coke_Removal_Solutions_brochure.pdf), недостатком которой является достижение максимальной эффективности при перепаде давления не менее 0,15 Мпа, а так же сложность удаления кокса.
Известна установка для очистки жидкости, где в качестве очистки I-ой ступени используются гидроциклоны, а во II-ой ступени используются свечевые фильтры
_
(http://www.allriskengineering.com/AICheconferences/AIChe_2009/data/papers/P1 44083.pdf - прототип) недостатком которой является затруднительное удаление кокса из-за большого количества внутренних конструкций, коллекторов свечевого фильтра.
Целью предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков, то есть:
- повышение энергетической эффективности установки;
- упрощение процесса удаления твердых частиц;
- удешевление процесса удаления твердых частиц из жидкостей;
- увеличение ресурса функционирования установки без проведения регламентных работ.
Для достижения указанной цели предлагаются технические решения, представленные в данной полезной модели, как варианты.
В первом варианте в известном устройстве для очистки жидкости от твердых частиц, включающем, как минимум, две ступени очистки, одна из которых содержит, как минимум, одно устройство центробежного отделения твердых частиц от жидкости, а другая ступень содержит корпус и как минимум один фильтрующий элемент, согласно полезной модели фильтрующий элемент выполнен в виде листовых фильтров причем коллектор для сбора и отвода отфильтрованной жидкости выполнен снаружи корпуса, вне зоны фильтруемой жидкости.
Во втором варианте в известном устройстве для очистки жидкости от твердых частиц, включающем, как минимум, две ступени очистки, одна из которых содержит, как минимум, одно устройство центробежного отделения твердых частиц от жидкости, а другая ступень содержит, как минимум, один фильтрующий элемент, согласно полезной модели устройство центробежного отделения твердых частиц выполнено в виде центробежного сепаратора с щелевым ускорителем потока, состоящего из цилиндрического корпуса с входным патрубком для фильтруемой жидкости и выходным патрубком для отфильтрованной жидкости причем внутри цилиндрического корпуса расположен соосно полый цилиндр с щелевыми прорезями расположенными под углом к оси полого цилиндра, который в верхней своей части соединен с выходным патрубком, а в нижней части открыт, причем под открытой нижней частью полого цилиндра расположен отражатель потока жидкости и камера для сбора твердых частиц с патрубком для отвода твердых частиц, выходящим наружу из цилиндрического корпуса, а между цилиндрическим корпусом и полым цилиндром расположена горизонтальная герметичная перегородка, кроме того фильтрующий элемент второй ступени очистки выполнен в виде листовых фильтров с внешним коллектором для сбора и отвода отфильтрованной жидкости.
Указанная совокупность признаков проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что в случае их использования осуществляется:
- повышение энергетической эффективности установки;
- упрощение процесса удаления твердых частиц;
- удешевление процесса удаления твердых частиц из жидкостей;
- увеличение ресурса функционирования установки без проведения регламентных работ,
что соответствует критерию патентоспособности «новизна».
Критерий «промышленная применимость» подтверждается примером конкретного выполнения устройства принципиальная схема которого представлена на фиг.1-3, где:
Фиг.1 - Схема устройства очистки жидкости
Фиг.2 - Схема фильтрующего элемента
Фиг.3 - Схема устройства центробежного отделения твердых частиц.
На указанных фигурах позиции означают следующее:
1. - первая ступень очистки
2. - вторая ступень очистки
3. - устройство центробежного отделения твердых частиц
4. - фильтрующий элемент
5. - листовой фильтр
6. - внешний коллектор
7. - цилиндрический корпус
8. - входной патрубок
9. - выходной патрубок
10. - полый цилиндр
11. - щелевые прорези
12. - отражатель потока жидкости
13. - камера для сбора твердых частиц
14. - патрубок для отвода твердых частиц
15. - горизонтальная перегородка
Устройство очистки жидкости состоит из первой 1 и второй 2 ступеней очистки, причем первая ступень очистки 1 представляет собой устройство центробежного отделения твердых частиц 3 от жидкости, а вторая ступень 2 - фильтрующий элемент 4 - выполнена в виде листовых фильтров 5 с внешним коллектором 6 для отвода отфильтрованной жидкости.
Устройство центробежного отделения твердых частиц 3 выполнено в виде центробежного сепаратора с щелевым ускорителем потока, состоящим из цилиндрического корпуса 7 с входным патрубком 8 для фильтруемой жидкости и выходным патрубком 9 для отфильтрованной жидкости, причем внутри корпуса 7 расположен соосно полый цилиндр 10 с щелевыми прорезями 11 расположенными под углом к оси цилиндра 10, который в верхней своей части соединен с выходным патрубком 9, а в нижней части открыт, причем под открытой нижней частью полого цилиндра 10 расположен отражатель потока жидкости 12 и камера 13 для сбора твердых частиц с патрубком 14 для отвода твердых частиц, выходящим наружу из цилиндрического корпуса 7, причем между цилиндрическим корпусом 7 и полым цилиндром 10 расположена горизонтальная герметичная перегородка 15. Очищаемая жидкость подается в первую ступень очистки 1 во входной патрубок 8 и поступает внутрь цилиндрического корпуса 7. В силу наличия горизонтальной перегородки 15, она поступает через щелевые прорези 11 в полый цилиндр 10, приобретая вращательную составляющую скорости. Чистая и более легкая фракция жидкости направляется в выходной патрубок 9, а тяжелая фракция с твердыми включениями поступает вниз, и выходит через зазор образованный нижним торцом полого цилиндра 10 и отражателем потока жидкости 12, и далее через выходной патрубок 9 на вторую ступень очистки 2. Проходя сквозь листовые фильтры 5 фильтрующего элемента 4, чистая жидкость собирается во внешнем коллекторе 6 и уходит к потребителю, а твердые частицы оседают на стенки листового фильтра 5, откуда они легко извлекаются через дно фильтрующего элемента 4, т.к. этому процессу не мешает коллектор 6, поскольку он выведен наружу фильтрующего элемента 4, что положительно влияет на эксплутационные характеристики. Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволит повысить степень очистки, энергетическую эффективность, упростить процесс удаления твердых частиц и повысить его надежность, существенно снизить затраты и увеличить ресурс непрерывной работы установки.