ФЛОТАТОР

Полезная модель относится к технике очистки пластовых, сточных и природных вод и может быть использована в нефтегазодобывающей, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известен флотатор, содержащий вертикальную емкость с патрубком и коллектором для входа исходной воды, патрубками выхода газа. осветленной воды и пенного продукта, горизонтальные перегородки, установленные в вертикальной емкости с образованием камер очистки, и вмонтированные в горизонтальные перегородки равнорасположенные по окружности вертикальные трубы и центрально расположенные приемники пенного продукта с расширением в верхней части (см. А.с. СССР №1318975 МКИ C02F 1/24, Б.И. №23, 1987 г.)
Недостатком известного флотатора является большая обводненность пенного продукта при резком повышении нагрузки по исходной воде, обусловленная попаданием в приемники пенного продукта большого количества воды в результате резкого повышения уровня жидкости в камерах очистки.
Прототипом является флотатор, содержащий вертикальную емкость с патрубком и коллектором для входа исходной воды, патрубками выхода газа и осветленной воды и патрубками выхода пенного продукта с задвижками, горизонтальные перегородки, установленные в вертикальной емкости с образованием камер очистки, и вмонтированные в горизонтальные перегородки вертикальные трубы со стаканами и цилиндрами на верхних концах (см. А.с. СССР №1446864, МКИ C02F 1/00, B01D 21/00, Б.И. №47, 1988 г.)
Общим недостатком указанных флотаторов является низкое качество осветления воды, обусловленное тем, что в каждую нижерасположенную камеру очистки поступает с вышерасположенной камеры очистки частично осветленная вода, которая из-за слабого перетекания из стаканов в вертикальные
трубы увлекает за собой небольшое количество газа и перемешивается с обрабатываемой водой с таким же содержанием примесей.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение качества осветления воды.
Поставленная задача осуществляется тем, что во флотаторе, содержащем вертикальную емкость с патрубком и коллектором для входа исходной воды, патрубками выхода газа и осветленной воды и патрубками выхода пенного продукта с задвижками, горизонтальные перегородки, установленные в вертикальной емкости с образованием камер очистки, и вмонтированные в горизонтальные перегородки вертикальные трубы со стаканами и цилиндрами на верхних концах, согласно полезной модели, на боковой стенке вертикальной емкости снаружи вмонтированы установленные на уровне между каждой горизонтальной перегородкой и нижерасположенным патрубком выхода пенного продукта штуцеры входа осветленной воды, к каждому из которых присоединена горизонтально расположенным концом установленная в вертикальной емкости Г-образная труба с вертикальным патрубком в верхней части, введенным нижним концом коаксиально в вертикально расположенный конец Г-образной трубы, при этом нижний торец вертикально расположенного конца Г-образной трубы расположен ниже патрубка выхода пенного продукта общей камеры очистки, нижний торец вертикальной трубы вышерасположенной горизонтальной перегородки расположен ниже патрубка выхода пенного продукта нижерасположенной камеры очистки, а штуцеры входа осветленной воды и патрубок выхода осветленной воды соединены трубопроводами с узлом распределения.
На чертеже схематически изображен флотатор.
Флотатор содержит вертикальную емкость 1 с патрубком 2 и коллектором 3 для входа исходной воды, патрубком 4 выхода газа, патрубком 5 выхода осветленной воды и патрубками 6 выхода пенного продукта с задвижками 7 и горизонтальные перегородки 8, установленные в вертикальной емкости с образованием камер очистки 9. В горизонтальные перегородки 8 вмонтированы
вертикальные трубы 10 со стаканами 11 и цилиндрами 12 на верхних концах. На боковой стенке вертикальной емкости 1 снаружи вмонтированы установленные на уровне между каждой горизонтальной перегородкой 8 и нижерасположенным патрубком 6 штуцеры 13. К каждому штуцеру 13 присоединена горизонтально расположенным концом 14 установленная в вертикальной емкости 1 Г-образная труба 15 с вертикальным патрубком 16 в верхней части, введенным нижним концом коаксиально в вертикально расположенный конец 17 Г-образной трубы.
Нижний торец вертикально расположенного конца 17 Г-образной трубы 15 расположен ниже патрубка 6 общей камеры очистки 9, а нижний торец вертикальной трубы 10 вышерасположенной горизонтальной перегородки 8 - ниже патрубка 6 нижерасположенной камеры очистки 9.
Штуцеры 13 и патрубок 5 соединены трубопроводами 18 и 19 с узлом распределения 20.
На трубопроводе 19 установлены клапаны 21.
Флотатор работает следующим образом.
Исходная вода под избыточным давлением поступает в верхнюю камеру очистки 9 вертикальной емкости 1 через патрубок 2 и посредством коллектора 3 разделяется на отдельные равные потоки. Эти падающие в виде брызг потоки исходной воды вталкивают частички газа в обрабатываемый объем воды верхней камеры очистки 9. При всплывании эти частички газа, имеющие форму пузырьков, захватывают твердые и жидкие примеси, создавая на поверхности обрабатываемого объема воды слой пенного продукта. Когда уровень пенного продукта на поверхности обрабатываемого объема воды над верхней горизонтальной перегородкой 8 превысит кромку клина задвижки 7, произойдет слив его через патрубок 6 верхней камеры очистки 9.
Предварительно осветленная в верхней камере очистки 9 вода переливается в стакан 11 и из него - в вертикальную трубу 10, по которой уходит в нижерасположенную камеру очистки 9, увлекая за собой газ из газового пространства верхней камеры очистки 9.
Попадание пены в стакан 11 исключено благодаря тому, что верхний торец цилиндра 12 расположен выше, а нижний - ниже верхней кромки стакана 11.
В подтопленном нижнем конце вертикальной трубы 10 газ в виде пузырьков проталкивается вниз поступающей с верхней камеры 9 водой и выбрасывается на горизонтальную перегородку 8 нижерасположенной камеры очистки 9. В результате удара газовых пузырьков о горизонтальную перегородку 8 газовые пузырьки дробятся на более мелкие и, изменив направление своего движения на противоположное, всплывают, захватывая примеси по всему обрабатываемому объему воды.
Далее процесс повторяется. Окончательно осветленная в нижней камере очистки 9 вода перетекает в стакан 11, а из него - в вертикальную трубу 10, по которой уходит из вертикальной емкости 1 через патрубок 5 по трубопроводу 18 в узел распределения 20.
Часть осветленной воды из узла распределения 20 возвращается по трубопроводу 19 через штуцеры 13 и Г-образные трубы 15 в камеры очистки 9 вертикальной емкости 1, а другая ее часть направляется потребителю. Поток осветленной воды из горизонтально расположенного конца 14 каждой Г-образной трубы 15 поступает в ее вертикально расположенный конец 17, из которого выбрасывается на горизонтальную перегородку 8. Обладая большой кинетической энергией, поток осветленной воды засасывает через патрубок 16 газ из газового пространства камеры очистки 9 в вертикально расположенный конец 17 Г-образной трубы 15 и выбрасывает этот газ в виде пузырьков на горизонтальную перегородку 8. При ударе о стенку горизонтальной перегородки 8 газовые пузырьки дробятся на более мелкие, всплывают, захватывая твердые и жидкие примеси, и создают на поверхности обрабатываемого объема воды пену.
Количество осветленной воды, возвращаемой в вертикальную емкость 1, регулируется клапанами 21.
Выпуск газа из вертикальной емкости 1 производится через патрубок 4.
Расположение нижнего торца вертикально расположенного конца 17 каждой Г-образной трубы 15 ниже патрубка 6 общей камеры очистки 9 обеспечивает выброс газовых пузырьков потоком осветленной воды из Г-образной трубы нижний слой обрабатываемого объема воды. Выброс осветленной воды из Г-образной трубы 15 в нижний слой обрабатываемого объема воды исключает возникновение сильных конвективных токов в верхнем жидкостном слое и благодаря этому снижает интенсивность перемешивания осветляемой воды с пенным продуктом.
Экономический эффект, получаемый в результате использования полезной модели, достигается за счет повышения качества осветленной воды, что стало возможным благодаря увеличению количества газовых пузырьков, доставляемых в обрабатываемые объемы воды потоками осветленной воды.