كيف تعمل أجهزة فصل النفط والوقود؟

تعمل فواصل الزيت والوقود على المبدأ الأساسي المتمثل فياختلاف الكثافة. نظرًا لأن النفط والوقود والماء لها جاذبية محددة مختلفة، وغير قابلة للامتزاج، فإنها ستنفصل بشكل طبيعي بمرور الوقت. تعمل الفواصل على تسريع هذه الظاهرة الطبيعية باستخدام ثلاث استراتيجيات ميكانيكية أساسية:فصل الجاذبية(تسوية منخفضة السرعة)،التحام(تكبير القطرات الميكانيكية)، وقوة الطرد المركزي(فصل المرحلة المتسارعة). تقوم هذه الأنظمة بعزل الملوثات لحماية المعدات النهائية، أو ضمان نقاء الوقود، أو تحقيق الامتثال البيئي.

يعتمد الشكل الأساسي للانفصال على قانون ستوكس. عندما يتم وضع خليط من الزيت والماء (أو الوقود والماء) في بيئة هادئة، فإن قطرات الزيت، التي تكون أقل كثافة، ترتفع بشكل طبيعي إلى السطح (الطفو)، بينما تستقر الرواسب الأثقل في القاع.

• "المنطقة الهادئة":تم تصميم وعاء الفاصل لتقليل سرعة السائل بشكل كبير. وهذا يقلل من الاضطراب، مما يسمح للجاذبية بسحب السوائل الأكثر كثافة إلى الأسفل ودفع السوائل الأخف إلى الأعلى دون إعادة الخلط.
• الحد:يكون الفصل بالجاذبية بطيئًا وغير فعال بالنسبة لقطرات الزيت الصغيرة جدًا (المستحلبات) التي لا تمتلك قدرة طفو كافية للتغلب على لزوجة السائل.

للتعامل مع القطيرات الصغيرة التي لا تستطيع الجاذبية تحريكها، يستخدمها المهندسوناندماج وسائل الإعلام. يتضمن ذلك تمرير السائل عبر مصفوفة من الألواح أو التعبئة أو عناصر التصفية.

• تصادم القطرات:أثناء مرور السائل عبر الوسائط، تضرب قطرات الزيت الصغيرة المعلقة سطح العبوة.
• الدمج:تلتصق هذه القطرات الصغيرة بالوسائط، وتتراكم وتندمج مع القطرات الأخرى لتشكل "كريات" زيتية أكبر وأثقل.
• الانفصال:وبمجرد أن تصبح هذه الكريات كبيرة بما فيه الكفاية، فإن زيادة طفوها تؤدي إلى الارتفاع بسرعة إلى السطح، حيث يمكن قشطها أو تصريفها.

في التطبيقات التي تكون فيها المساحة محدودة أو تتطلب معالجة عالية السرعة، يتم استخدام فواصل الطرد المركزي.

• الدوامة:يتم حقن الخليط في غرفة أسطوانية بسرعة عالية، مما يؤدي إلى خلق دوامة سريعة (عمل إعصاري).
• قوة الجاذبية الاصطناعية:تعمل قوة الطرد المركزي على الخليط، مما يدفع المكونات الأثقل (الماء/المواد الصلبة) إلى الجدار الخارجي للغرفة، بينما يبقى الزيت/الوقود الأخف باتجاه المركز.
• تسريح:يتم سحب المراحل المنفصلة من خلال منافذ مختلفة تقع في المركز والجدار الخارجي، على التوالي.