УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ СРЕД

Полезная модель относится к устройствам для разделения двух несмешивающихся сред разной плотности, например жидкость-жидкость, газ-жидкость, жидкость-суспензия, и может быть использована в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.
8
Известен 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;
- пакет тонкослойных элементов, каждый из которых выполнен в виде воронки;
- дренажный патрубок.
Недостатком известного устройства является недостаточно высокое разделение, обусловленное вторичным перемешиванием разделенных фаз.
8
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является тонкослойный отстойник (см. патент РФ на полезную модель №137476, МПК B01D 21/02, опуб. 20.02.2014 в ОБ №5), включающий 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, при этом пакет тонкослойных элементов разделен на 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.
Общими признаками известного и предлагаемого устройств являются:
- вертикальный корпус с патрубками входа разделяемого потока и выхода разделенных фаз;
- пакет тонкослойных элементов, каждый из которых выполнен в виде воронки;
- пакет тонкослойных элементов выполнен в виде двух секций;
- верхняя секция пакета тонкослойных элементов снабжена дренажным патрубком и верхней воронкой примыкает к корпусу;
- распределительный короб, верхняя часть которого примыкает к корпусу и повторяет форму тонкослойного элемента.
Недостатком известного устройства вследствие повышенного содержания тяжелой фазы в легкой фазе на входе в пакет тонкослойных элементов является недостаточно развитая зона контакта перед разделением фаз, что снижает эффективность очистки продукта.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в повышении эффективности разделения потока за счет организации контактной турбулизированной секции.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для разделения несмешивающихся сред, включающем вертикальный корпус с патрубком входа разделяемого потока и патрубками выхода разделенных фаз, пакет тонкослойных элементов, каждый из которых выполнен в виде воронки, имеющий по крайней мере две секции, верхняя секция которого снабжена дренажным патрубком и верхней воронкой примыкает к корпусу, и распределительный короб, верхняя часть которого примыкает к корпусу и повторяет форму тонкослойного элемента, согласно полезной модели нижняя часть распределительного короба заглушена, а боковая поверхность распределительного короба имеет перфорацию.
Кроме того, распределительный короб разделен перегородкой на две секции, каждая из которых снабжена патрубком входа потока.
Кроме этого, по периметру отверстий перфорации боковой поверхности распределительного короба установлены перфорированные раздающие устройства.
Выполнение распределительного короба заглушенным в нижней части и снабжение его боковой поверхности перфорацией позволяет равномерно распределить поток в распределительном коробе и организовать в устройстве контактную турбулизированную секцию, тем самым повысив эффективность разделения потока.
Разделение распределительного короба перегородкой на две секции, каждая из которых снабжена патрубком входа потока, позволяет использовать предлагаемое устройство также в качестве экстрактора, используя дополнительный патрубок входа для подачи экстрагента.
Снабжение распределительного короба перфорированными раздающими устройствами, установленными по периметру отверстий перфорации боковой поверхности распределительного короба, позволяет дополнительно организовать промывку разделяемых фаз в контактной турбулизированной секции, тем самым повысив эффективность разделения.
На фигуре 1 представлен общий вид предлагаемого устройство для разделения несмешиваюшихся сред, на фигуре 2 - разрез по A-A.
Устройство включает вертикальный корпус 1 с патрубком 2 входа разделяемого потока, патрубком 3 выхода легкой фазы и патрубком 4 выхода тяжелой фазы.
В верхней части корпуса 1 установлен пакет тонкослойных элементов 5, каждый из которых выполнен в виде воронки. Пакет 5 тонкослойных элементов имеет по крайней мере две секции, при этом верхняя секция снабжена дренажным патрубком 6 и верхней воронкой примыкает к корпусу 1.
Устройство снабжено распределительным коробом 7. Верхняя часть 8 распределительного короба 7 примыкает к корпусу 1 и повторяет форму тонкослойного элемента. Нижняя часть 9 распределительного короба 7 заглушена. Боковая поверхность 10 распределительного короба 7 имеет перфорацию.
Распределительный короб 7 может быть разделен перегородкой 11 на две секции: верхнюю секцию 12 и нижнюю секцию 13. Нижняя секция 13 снабжена патрубком 2 входа разделяемого потока. Верхняя секция 12 снабжена патрубком 14 входа потока экстрагента.
По периметру отверстий перфораций боковой поверхности 10 распределительного короба 7 могут быть установлены перфорированные раздающие устройства 15.
Внутри корпуса 1 между боковыми поверхностями 10 распределительного короба 7 расположена контактная турбулизированная секция 16.
Заявляемое устройство может работать как тонкослойный отстойник, так и как экстрактор.
Как тонкослойный отстойник устройство работает следующим образом.
Исходная смесь (например, пропан - элементарная сера) через патрубок 2 поступает в кольцевое пространство, образованное внутренней поверхностью обечайки корпуса 1 и внешней поверхностью распределительного короба 7, в котором исходная смесь распределяется и под напором через перфорацию боковой поверхности 10 распределительного короба 7 поступает в контактную турбулизированную секцию 16, в которой пространство турбулизируется струями поступающего потока исходной смеси. Частицы тяжелой фазы под действием турбулентных пульсаций сталкиваются между собой, укрупняются и падают вниз под действием гравитационной силы. Отделившийся поток легкой фазы вместе с частицами унесенной тяжелой фазы направляется в нижнюю секцию пакета 5 тонкослойных элементов, в которой под действием гравитационных сил на поверхности тонкослойных элементов осаждаются мелкодисперсные частицы тяжелой фазы, которые стекают вниз корпуса 1. Затем поток легкой фазы вместе с унесенными частицами тяжелой фазы, пройдя верхнюю часть тонкослойных элементов нижней секции пакета 5 тонкослойных элементов и изменив направление движения, поступает на тонкослойные элементы верхней секции пакета 5 тонкослойных элементов. Мелкодисперсные частицы тяжелой фазы, осевшие на тонкослойных элементах верхней секции пакета 5 тонкослойных элементов, стекают вниз и непрерывно отводятся через дренажный патрубок 6 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.
Как экстрактор устройство работает следующим образом.
Исходная смесь через патрубок 2 поступает в нижнюю секцию 13 распределительного короба 7, а диспергированный экстрагент подается через патрубок 14 в верхнюю секцию 12 распределительного короба 7. В секциях распределительного короба 7 указанные потоки распределяются и под напором через перфорацию боковой поверхности 10 распределительного короба 7 поступают в контактную турбулизированную секцию 16, в которой пространство турбулизируется струями поступающего потока исходной смеси и потока экстрагента. Для повышения эффективности экстракции исходная смесь и экстрагент могут подаваться в контактную турбулизированную секцию 16 через перфорированные раздающие устройства 15, расположенные на боковой поверхности 10 распределительного короба 7 в шахматном порядке.
В контактной турбулизированной секции 16 частицы экстрагента падают вниз, контактируя с восходящим потоком легкой фазы. Частицы тяжелой фазы под действием турбулентных пульсаций сталкиваются между собой, укрупняются и падают вниз под действием гравитационной силы. Отделившийся поток легкой фазы вместе с частицами унесенной тяжелой фазы и экстрагента направляется в нижнюю секцию пакета 5 тонкослойных элементов, в которой под действием гравитационных сил на поверхности тонкослойных элементов осаждаются мелкодисперсные частицы тяжелой фазы и экстрагента, которые стекают вниз корпуса 1. Затем поток легкой фазы вместе с унесенными частицами тяжелой фазы и экстрагента, пройдя верхнюю часть тонкослойных элементов нижней секции пакета 5 тонкослойных элементов и изменив направление движения, поступает на тонкослойные элементы верхней секции пакета 5 тонкослойных элементов. Мелкодисперсные частицы тяжелой фазы и экстрагента, осевшие на тонкослойных элементах верхней секции пакета 5 тонкослойных элементов, стекают вниз и непрерывно отводятся через дренажный патрубок 6 в нижнюю часть аппарата. Поток тяжелой фазы и экстрагента по мере накопления выводится из нижней части аппарата через патрубок 4. Очищенный поток легкой фазы отводится из аппарата через патрубок 3.