SU1118415A1 - Гидроциклон - Google Patents

Abstract

. ГИДРОЦИКЛОН, сбдержащий корпус с крышкой и тангенциальным питангщим патрубком, внешний и внутренний коаксиальные сливные патрубки и песковой патрубок, о т л и ч а ю- щ и йс   тем, что, с целью повышени  эффективности очистки эмульсии, содержащей включени  твердой фазы, корпус снабжен концентрично установленными внутри него обечайками, одни иэ которых выполнены не доход щими до крышки, а другие чередующиес  с ними, прикреплены к крышке и выполнены с тангенциальными прорез ми в верхней части, при этом внутренн   обечайка снабжена коническим переход-§ НИКОМ, выполнена с диаметр.ом, большим диаметра внутренного сливного патрубка , и соединена с ним коническим переходником.

Description

Изобертение относитс  к технике разделени , а именно к устройствам дл  проведени  процессов сепарации суспензий и эмульсий, содержащих механические примеси, в том числе промьшленных сточных вод, и может быть использовано в Х11мической, неф теперерабатывающей и других oT jacл х промышленности. Известен комбинированный гидроциклон , содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком и крышкой, песковый патру бок, цилиндрическую обечайку с тангенциальными прорез ми в верхней ча ти, присоединенную к крышке, при этом в обечайке расположены сливной патрубок и дополнительный песковьй патрубок lj . Недостатком данного устройства ( вл етс  его невысока  эффективность обусловленна  продольным перемешиванием жидкой фазы раздел емого продук та, что  вл етс  следствием наличи  циркул ционных контуров в обеих зонах разделени . Известен гидроциклон, предназначенный Д.ТШ разделени  эмульсий, соде жащий цилиндроконический корпус, тан генциальньй питающий патрубок, крьш1ку , центральные сливной и песковьй патрубки, а таюке коаксиальную цилиндрическую обечайку, не доход щую до крышки гидроциклона 2 . Недостатком этого устройства  вл етс  отсутствие возможности сепара ции твердой фазы при нахождении последней в эмульсин. Наиболее близким к предлагаемому по технической суирюсти и дос.тигаемому результату  вл етс  гидроциклон содержащий цили-ндрический: корпус с тангенциальным питающим патрубком, крьшку, песковый патрубок и два коак сиальных сливных патрубка, внутренНИИ и внешний зТ. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  эффекти1ность очистки эмульсий, содержаш:их включени  твердой фазы вследствие малой эффективности разделени  легкой и т желой фракции жидкой фазы. Цель изобретени  - повьшение эффективности очистки эмульсий, содер жащей включени  твердой фазы. Указанна  цель достигаетс  тем, что в гидроциклоне, содержащем корпус с крышкой и тангенциальным питаю 52 щим патрубком, внешний и внутренний коаксиальные -сливные патрубки и песковой патрубок, корпус снабжен концентрично установленными внутри него обечайками, одни из которых выполнены не доход щими до крьпики, а другие, чередующиес  с ними, прикреплены к крышке и выполнены с тангенциальными прорез ми в верхней части, при этом внутренн   обечайка снабжена коническим переходником и вьтолнена с диаметром , большим диаметра внутреннего сливного патрубка, и соединена с ним коническим переходником. На чертеже схематически изображен гидроциклон, общий вид. Гидроциклон включает цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 и тангенциальным питающим патрубком 3. В нижней части корпуса 1 соосно ему расположен песковый патрубок 4, а в верхней части, на 2, два центральных коаксиальных сливных патрубка: внутренний 5 дл  вывода осветленной жидкости и внешний 6 дл  вывода дисперсной фракции. В корпусе 1 гидроциклона коаксиально ему расположен (р д обечаек. Внешн   обечайка 7 и далее, через одну, обечайка 8 примыкают к крь  ке 2 аппарата. Остальные обечайки 9 и 10 не доход т до крьш1ки 2, между ней. и обечайками 9 и 10 существует зазор. -В обечайках 7 и 8 в верхней их части, примыкающей к крышке 2, выполненытангенциальные прорези 11 дл  перетекани  более легкой дисперсной фракции от периферии к центру. Крепление обечаек 9 и 10 в корпусе гидроциклона может осзпцествл тьс  различными способами , например болтами 12. Внутренний сливной патрубок 5 и внутренн   обечайка 10 соединены друг с другом посредством сплошного конического переходника 13. Гидроциклон работает следующим образом. Исходна .эмульси , содержаща  также частицы твердой фазы, например сточна  вода, содержаща  масла и ока .пину, под давлением подаетс  через питающий патрубок 3 в корпус 1 аппарата , где интенсивно вращаетс . Под действием центробежных сил происходит перераспределение частиц эмульсии и твердой фазы, при этом последн   движетс  к стенке корпуса 1, а диспергированна  жи,цкость - масло. как наиболее легка  фракци , движетс  к центру. Частицы твердой фазы концентрируютс  у стенки корпуса.1 аппарата и вывод тс  через песковый патрубок 4, Капли эмульсии при радиальном движении попадают на наружную стенку внешней обечайки 7 и вращаютс  вокруг нее. При этом на каплю действуют в вертикальном найравлении две противоположно направленны силы: Архимедова сила, обусловленна  разностью удельных весов жидких компонентов , и сила вертикального сноса за счет вертикального движени  дисперсной жидкости вследствие перепада давлени . Наличие обечаек 7 и 8, примыкающих к крьшке 2, позвол ет исключить подкрышечньй циркул ционньй контур, а заглубление обечаек 9 и 10 в конус корпуса 1 аппарата исключает циркул  ционньй контур в конусе. Все это позвол ет избежать продольного перемешивани  фаз. Наиболее крупные частицы эмульсии пойада  на наружную поверхность обечайки 7, растекаютс  по ней и в зави симости от координаты нахождени  Кап ли могут двигатьс  как по спирали, вверх, так и по спирали вниз. Частицы , движущиес  вверх, попадают в под крышечное пространство, а затем чере тангенциальные прорези 11 - во внутреннее пространство обечайки 7, т.е. в отстойное пространство. Те капли, (которые двигаютс  вниз, достигают нижнего обреза обечайки 7 и, двига с радиально, также попадают в отстойно пространство. Частицы эмульсии среднего диаметра , не достигшие обечайки 7, участву  одновременно в вертикальном и радиальном движении, попадают уже на обечайку 9 и также в зависимости от координаты двигаютс  по спирали либо вверх, либо вниз и попадают соответственно в подкрьшечное пространство или на срез обечайки 9 и во внутреннее ее пространство, т.е. в отстойное пространство. Аналогичный процесс происходит и с капл ми наименьшего диаметра, наход щимис  в эмульсии, исключа  те из них, которые достигают нижнего обреза наиболее заглубленной обечайки 10 и унос тс  осветленным потоком загр зн   его. Количество обечаек в гидроциклоне может быть различньм, так как их число , а также длина завис т от гранулометрического состава эмульсии: чем больше медианный размер частиц эмульсии , тем меньше количествои длина обечайки. Это св зано с возрастанием центробежной силы, действующей на частицу, при большем размере капли и, следовательно, большей радиальной скорости последней. Частицы эмульсии, попавшие в отстойное пространство со среза обечаек 7, 9 и 10, участвуют в вертикальном движении только за счет сил . Архимеда, т.е. капли масла вспльшают в подкрышечное пространство и попадают во внешний сливной патрубок 6 либо непосредственно, либо через тангенциальные щели 11, и вывод тс  из гидроциклона. Так как концентраци  дисперсной фазы в подкрьшечной зоне все врем  возрастает, необходимо обеспечить удаление дисперсной фазы, т.е. воды из этой области. Это достигаетс  за счет зазора между обечайкой 9 и крышкой 2 аппарата. Вода удал етс  путем перетекани  по внутренней стенке обечайки 8 за счет вытеснени  ее маслом из подкрышечной зоны. При этом вдоль стенок обечайки 9, не примыкающей к крьш1ке 2, образуетс  два противоположно направленных потока: внешний, представл ющий собой слой вспльюающего масла, и внутренний - опускакйца с  дисперсна  фаза (вода). Наличие переходника 13, соедин ющего внутренний сливной патрубок внутренней обечайкой 10, обусловлено необходимостью отделить восход щий поток осветленной жидкости, сформированной в нижней части конуса гидроциклона от зоны отстаивани  (зоны разделени  эмульсии). Согласно данным по гидродинамике гидроциклонов иаметр восход щего осветленного потока 9 основном зависит от диаметра сливного патрубка, в данном случае патрубка 5, и составл ет 1,4-1,Г его иаметра, т.е. если диаметр внутреней обечайки составл ет 1,4-1,8 диаетра внутреннаго сливного патрубка 5 при условии наличи  между ними плошного переходника 13, то области епарации и отстаивани  изолированны друг от друга, что исS1118415

ключает возможность смешивани Применение гидроциклона по сравнедвух потоке и повышает эффектив-нию с прототипом позвол ет повысить

ность сепарации. .эффективность сепарации до 85-90%

Разделение трех процессов сепара-5 тивности работы гидроциклона по

цин в пространстве при осуществленииэмульсии, в основном, за счет исклюих в одном аппарате, а также исклю-чени  циркул ционных контуров в коничение циркул ционных контуров позво-.ческой и цилиндрической част х корпул ет существенно повысить эффек-са гидроциклона, а также за счет

тивность сепарации гидроцик- разделени  в пространстве зон сепаралона .ции.

прежде всего за счет повьш1ени  эффек

Claims (1)

1. . ГИДРОЦИКЛОН, содержащий корпус с крышкой и тангенциальным питающим патрубком, внешний и внутренний коаксиальные сливные патрубки и песковой патрубок, о т л и ч а ю- щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности очистки эмульсии, содержащей включения твердой фазы, корпус снабжен концентрично установленными внутри него обечайками, одни из которых выполнены не доходящими до крышки, а другие чередующиеся с ними, прикреплены к крышке и выполнены с тангенциальными прорезями в верхней части, при этом внутренняя обечайка снабжена коническим переход-§ ником, выполнена с диаметром, большим диаметра внутреннего сливного патрубка, и соединена с ним коническим переходником.