একটি তেল জল বিভাজক কিঃ কাজ নীতি, ধরনের এবং অ্যাপ্লিকেশন

মূল প্রশ্নের উত্তর: তেল জল বিভাজক কি এবং এটি কিভাবে কাজ করে? একটি তেল জল বিভাজক হল একটি পাত্র বা চ্যানেল যা দুটি অমশ্রণীয় দশার মধ্যে ঘনত্বের পার্থক্যকে কাজে লাগিয়ে শিল্প বর্জ্য জল থেকে মুক্ত এবং বিচ্ছুরিত তেল অপসারণ করে। পৃথকীকরণ স্টোকসের সূত্র অনুসরণ করে, যেখানে একটি তেলের ফোঁটার উত্থান বেগ হল v = g x d2 x (rho_water - rho_oil) / (18 x mu), তাই 850 কেজি/মি³ তেলের 150 মাইক্রোমিটার ফোঁটা জলে প্রায় 3-4 মিমি/সেকেন্ড হারে উপরে ওঠে। এটি ধরতে, বিভাজকটিকে বাল্ক তরলকে যথেষ্ট ধীর করতে হবে যাতে জল বের হওয়ার আগে ফোঁটাটি পৃষ্ঠে পৌঁছায়। একটি প্রচলিত API 421 মাধ্যাকর্ষণ বিভাজক তাই অনুভূমিক বেগ 0.9 মি/মিনিট (3 ফুট/মিনিট) এ সীমাবদ্ধ করে, রেনল্ডস সংখ্যা 2,000 এর নিচে রাখে এবং 0.3-0.5 এর গভীরতা-প্রস্থ অনুপাত ব্যবহার করে। সঠিকভাবে আকারের ইউনিটগুলি 100-1,000 মিলিগ্রাম/লিটার থেকে 10-50 মিলিগ্রাম/লিটার পর্যন্ত তেল কাটে, যখন পলিশিং পর্যায়গুলি নিয়ন্ত্রক এবং IMO MEPC.107(49) দ্বারা জাহাজের বিলজ জলের জন্য নির্ধারিত 10-15 পিপিএম ডিসচার্জ সীমা অর্জন করে।

চারটি ভৌত নীতি নির্ধারণ করে যে একটি বিভাজক তার আউটলেট স্পেসিফিকেশন পূরণ করে কিনা:

• ঘনত্বের পার্থক্য এবং স্টোকসের সূত্র: সবকিছুই তেল এবং জল দশার মধ্যে ঘনত্বের পার্থক্য দিয়ে শুরু হয়। সাধারণ খনিজ তেল জলের প্রায় 1,000 কেজি/মি³ এর বিপরীতে 820-880 কেজি/মি³ এ বসে, যা 0.12-0.18 গ্রাম/সেমি³ এর একটি চালিকা পার্থক্য দেয়, কিন্তু ভারী অপরিশোধিত তেল, বিটুমেন এবং কিছু সিন্থেটিক তেল 950-1,010 কেজি/মি³ এ পৌঁছায় এবং খুব ধীরে ধীরে বা একেবারেই পৃথক হয় না। যেহেতু উত্থান বেগ ফোঁটার ব্যাসের বর্গের সাথে স্কেল করে, ফোঁটার আকার অর্ধেক করলে উত্থান হার চারগুণ হয়: একটি 300 মাইক্রোমিটার ফোঁটা প্রায় 12 মিমি/সেকেন্ড হারে উপরে ওঠে যখন একটি 75 মাইক্রোমিটার ফোঁটা মাত্র 1 মিমি/সেকেন্ড পরিচালনা করে। ঠিক এই কারণেই বিভাজকগুলি তাদের কাট আকার দ্বারা নির্দিষ্ট করা হয়, এবং কেন কোনও আপস্ট্রিম ডিভাইস যা ছোট ফোঁটাগুলিকে ছেঁটে দেয়, যেমন একটি সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প বা একটি থ্রটলিং ভালভ, ডাউনস্ট্রিম বিভাজকের কর্মক্ষমতা নীরবে ধ্বংস করে।
• বাসস্থানের সময় এবং শান্ত প্রবাহ: একটি বিভাজক হল সময় কেনার একটি যন্ত্র। নকশার ফোঁটাটিকে প্রবাহ পথের নীচ থেকে পৃষ্ঠ পর্যন্ত ভ্রমণ করার জন্য তরলটিকে পাত্রে যথেষ্ট দীর্ঘ সময় থাকতে হবে, যা একটি API বিভাজকে ইনভার্ট থেকে জলের পৃষ্ঠ পর্যন্ত, সাধারণত 1.5-3 মিটার। 3 মিমি/সেকেন্ড উত্থান বেগের সাথে 500-1,000 সেকেন্ডের ধারণক্ষমতা প্রয়োজন, বা 8-17 মিনিট, এবং পাত্রের দৈর্ঘ্য প্রয়োজনীয় ধারণক্ষমতাকে অনুমোদিত অনুভূমিক বেগ দ্বারা ভাগ করে পাওয়া যায়। আলোড়ন এই গণনাকে ধ্বংস করে, তাই ইনলেট ডিস্ট্রিবিউটর, ছিদ্রযুক্ত বাধা এবং একটি দীর্ঘ স্থির অঞ্চল বাধ্যতামূলক, এবং ডিজাইনাররা রেনল্ডস সংখ্যা 2,000 এর নিচে এবং পৃথকীকরণ অঞ্চলে আদর্শভাবে 500 এর নিচে থাকে কিনা তা পরীক্ষা করে কর্মক্ষমতা যাচাই করে।
• একত্রীকরণ এবং ফোঁটা বৃদ্ধি: মাধ্যাকর্ষণ একা একটি যুক্তিসঙ্গত আকারের বেসিনে প্রায় 50-60 মাইক্রোমিটারের নিচের ফোঁটাগুলি অপসারণ করতে পারে না, তাই বেশিরভাগ আধুনিক বিভাজক একটি একত্রীকরণ মাধ্যম যোগ করে। একটি ঢেউতোলা প্লেট ইন্টারসেপ্টরে জল 20-40 মিমি ব্যবধানে 45-60 ডিগ্রি কোণে স্থাপিত প্লেটের একটি স্ট্যাকের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। ফোঁটাগুলি কেবল উপরের প্লেটের নীচে পর্যন্ত অল্প দূরত্বে ওঠে, একটি ফিল্মে একত্রিত হয় এবং তারপর ফিল্মটি প্লেট বরাবর উপরের দিকে সংগ্রহ চ্যানেলে প্রবাহিত হয়। যেহেতু কার্যকর বসতি দূরত্ব মিটার থেকে সেন্টিমিটারে নেমে আসে, একটি CPI একটি খোলা API বেসিনের 20-50% ফুটপ্রিন্টে একই পৃথকীকরণ অর্জন করে। তৈলাক্ত কঠিন পদার্থ প্লেটগুলির নিচে একটি স্ল্যাজ হপারে স্লাইড করে, যা নিয়মিতভাবে নিষ্কাশন করতে হবে অথবা স্ট্যাকটি পলি জমে তার সুবিধা সম্পূর্ণভাবে হারাবে।
• ভাসমান এবং রাসায়নিক সহায়তা: যখন তেল ইমালসিফাইড হয় বা ফোঁটাগুলি সার্ফ্যাক্ট্যান্ট দ্বারা স্থিতিশীল হয়, তখন মাধ্যাকর্ষণ পৃথকীকরণ ব্যর্থ হয় এবং প্ল্যান্ট ভাসমানের দিকে ঘুরে যায়। দ্রবীভূত বায়ু ভাসমান একটি রিসাইকেল স্ট্রিমকে 300-600 kPa এ বায়ু দিয়ে সম্পৃক্ত করে এবং এটিকে একটি সূঁচ ভালভ বা ইডাক্টরের মাধ্যমে বায়ুমণ্ডলীয় চাপে ছেড়ে দেয়, 10-100 মাইক্রোমিটার বুদবুদের একটি মেঘ তৈরি করে যা তেলের ফোঁটার সাথে সংযুক্ত হয় এবং সেগুলিকে পৃষ্ঠে নিয়ে যায়, যেখানে একটি স্কিমার ফ্লোট অপসারণ করে। রাসায়নিক সহায়তা প্রায় সবসময় এর সাথে যুক্ত থাকে: একটি ক্যাটায়নিক বা অ্যানায়নিক পলিইলেক্ট্রোলাইট ইমালসন ভেঙে দেয়, এবং একটি ফেরিক বা অ্যালুমিনিয়াম লবণ কোয়াগুল্যান্ট চার্জকে অস্থিতিশীল করে। সঠিকভাবে ডোজ করা DAF আউটলেট তেলকে 10-30 মিলিগ্রাম/লিটারে নিয়ে আসে, কিন্তু অতিরিক্ত ডোজ ইমালসনকে পুনরায় স্থিতিশীল করে এবং কোনও চিকিত্সা ছাড়াই বর্জ্যকে আরও খারাপ করে তোলে।

নির্বাচনটি ইনলেট তেলের ঘনত্ব, ফোঁটার আকারের বন্টন, উপলব্ধ প্লট স্থান এবং যে ডিসচার্জ সীমা পূরণ করতে হবে তার দ্বারা চালিত হয়:

• API মাধ্যাকর্ষণ বিভাজক: রিফাইনারি এবং পেট্রোকেমিক্যাল তৈলাক্ত জলের জন্য রেফারেন্স ডিজাইন, API 421 এ মানসম্মত এবং দীর্ঘকাল ধরে চিকিত্সার প্রথম পর্যায় হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এটি একটি দীর্ঘ আয়তক্ষেত্রাকার কংক্রিট বেসিন যেখানে একটি চেইন-চালিত ফ্লাইট স্কিমার ভাসমান তেলকে শেষ প্রান্তে একটি স্লটেড পাইপে এবং একটি স্ল্যাজ স্ক্র্যাপার ইনলেটে একটি হপারে স্থির কঠিন পদার্থ সরিয়ে দেয়। এর শক্তিগুলি হল সরলতা, স্ল্যাগ লোড এবং কঠিন পদার্থের সহনশীলতা, এবং মুক্ত তেলের একটি পূর্বাভাসযোগ্য 60-99% অপসারণ। এর দুর্বলতা হল ফুটপ্রিন্ট: 150 মাইক্রোমিটার কাট পর্যন্ত 1,000 মি³/ঘন্টা চিকিত্সা করার জন্য প্রায় 40-60 মিটার দীর্ঘ একটি বেসিন প্রয়োজন। এটি শুধুমাত্র মুক্ত তেল পরিচালনা করে এবং ইমালসিফাইড বা দ্রবীভূত তেলের জন্য কিছুই করে না।
• ঢেউতোলা প্লেট ইন্টারসেপ্টর এবং হেলানো প্লেট ইন্টারসেপ্টর: একটি CPI বা TPI উপরের প্লেট স্ট্যাক ব্যবহার করে একটি স্টিলের ট্যাঙ্কে একই পৃথকীকরণ নীতিকে একটি ভগ্নাংশ আকারে প্যাক করে। 20-40 মিমি প্লেট ব্যবধান এবং 45-60 ডিগ্রি কোণ কঠিন পদার্থকে নিচে যেতে দেয় যখন তেলের ফিল্ম উপরে যায়, তাই ইউনিটটি কিছুটা স্ব-পরিষ্কার হয়। এই ইউনিটগুলি কারখানায় তৈরি, স্কিড-মাউন্ট করা এবং সাধারণত 5-500 মি³/ঘন্টা চিকিত্সা করে, যা সেগুলিকে অফশোর প্ল্যাটফর্ম, টার্মিনাল এবং প্ল্যান্ট সংস্কারের জন্য আদর্শ পছন্দ করে তোলে যেখানে একটি নতুন কংক্রিট বেসিন ঢালা যায় না। এগুলি খোলা বেসিনের চেয়ে কঠিন পদার্থ এবং ভারী গ্রীস দ্বারা প্লাগ হওয়ার প্রবণতা বেশি, তাই আপস্ট্রিম স্ক্রিনিং এবং নিয়মিত প্লেট পরিষ্কার করা অপরিহার্য।
• দ্রবীভূত বায়ু ভাসমান এবং প্ররোচিত গ্যাস ভাসমান: ভাসমান ইউনিটগুলি যা মাধ্যাকর্ষণ পারে না তা চিকিত্সা করে: ইমালসিফাইড তেল এবং 5-50 মাইক্রোমিটার পরিসরের সূক্ষ্ম বিচ্ছুরিত ফোঁটা। DAF পূর্বোক্ত চাপযুক্ত রিসাইকেল স্ট্রিম ব্যবহার করে এবং রিফাইনারি এবং পেট্রোকেমিক্যাল বর্জ্য জল চিকিত্সায় API বিভাজকের পরে একটি দ্বিতীয় পর্যায় হিসাবে সাধারণ। IGF পরিবর্তে একটি ইম্পেলার-প্ররোচিত ইডাক্টর বা একটি স্পার্জড রোটর দ্বারা যান্ত্রিকভাবে গ্যাস ছড়িয়ে দেয়, স্যাচুরেটর পাত্র এবং পাম্প এড়িয়ে যায় এবং উচ্চ কঠিন পদার্থ সহ্য করে। উভয়েরই রাসায়নিক কন্ডিশনিং প্রয়োজন, উভয়ই 1-5% তেল সহ একটি ফ্লোট স্কিমিং স্ট্রিম তৈরি করে যা পুনরুদ্ধার বা নিষ্পত্তির জন্য ফেরত পাঠাতে হবে, এবং উভয়ই প্রবাহের আকস্মিকতার প্রতি সংবেদনশীল, তাই আপস্ট্রিম সমতা নকশার প্রয়োজনীয়তা, বিকল্প নয়।
• হাইড্রোক্লোন, একত্রীকরণকারী এবং মেমব্রেন পলিশিং: যেখানে স্থান সীমিত, যেমন অফশোর প্ল্যাটফর্মে, তরল-তরল হাইড্রোক্লোন স্ট্রিমকে উচ্চ গতিতে ঘোরায় যাতে ভারী জল প্রাচীরের দিকে নিক্ষিপ্ত হয় এবং হালকা তেলের কোরটি ভর্টেক্স ফাইন্ডারের মাধ্যমে বের করে নেওয়া হয়। এগুলি কম্প্যাক্ট এবং কোনও চলমান অংশ নেই, তবে তাদের 200-500 kPa চাপ ড্রপ প্রয়োজন, কঠিন পদার্থ এবং গ্যাসের প্রতি অসহিষ্ণু, এবং নকশা প্রবাহের 40-50% এর নিচে টার্নডাউনে তাদের কর্মক্ষমতা দ্রুত হ্রাস পায়। খুব কম স্তরে পলিশিংয়ের জন্য, একটি একত্রীকরণ কার্টিজ ফিল্টার বা একটি আল্ট্রাফিল্ট্রেশন বা সিরামিক মেমব্রেন ইউনিট 5-10 পিপিএম এর নিচে তেল আনতে পারে, নিয়মিত মিডিয়া প্রতিস্থাপন এবং একটি কনসেন্ট্রেট স্ট্রিম যা পরিচালনা করতে হবে তার খরচে।

প্রশ্ন: তেল জল বিভাজক এবং API বিভাজকের মধ্যে পার্থক্য কী?

উত্তর: তেল জল বিভাজক হল একটি সাধারণ বিভাগ যা তেলকে জল থেকে বিভক্ত করে এমন কোনও ডিভাইসকে অন্তর্ভুক্ত করে, যখন API বিভাজক হল আমেরিকান পেট্রোলিয়াম ইনস্টিটিউট দ্বারা API 421 এ মানসম্মত একটি নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ নকশা। একটি API বিভাজক হল একটি দীর্ঘ আয়তক্ষেত্রাকার বেসিন যেখানে একটি ফ্লাইট স্কিমার এবং স্ল্যাজ স্ক্র্যাপার 150 মাইক্রোমিটারের উপরের ফোঁটাগুলি অপসারণের জন্য আকারের, সাধারণত অনুভূমিক বেগ 0.9 মি/মিনিট এবং রেনল্ডস সংখ্যা 2,000 এর নিচে রাখে। যেহেতু এটি একটি খোলা বেসিন, এটি স্ল্যাগ লোড এবং কঠিন পদার্থকে ভালভাবে সহ্য করে, তবে এর জন্য একটি বড় প্লট এলাকার প্রয়োজন। বাস্তবে একটি API বিভাজক হল প্রাথমিক চিকিত্সা পর্যায়, এবং CPI ইউনিট, DAF, হাইড্রোক্লোন এবং একত্রীকরণকারীগুলি হল মাধ্যমিক বা পলিশিং পর্যায় যা এটি অনুসরণ করে।

প্রশ্ন: একটি তেল জল বিভাজক কি তেলের ঘনত্ব অর্জন করতে পারে?

উত্তর: এটি প্রযুক্তির উপর এবং ইনলেট ফোঁটার আকারের বন্টনের উপর নির্ভর করে। একটি ভালভাবে পরিচালিত API মাধ্যাকর্ষণ বিভাজক সাধারণত কয়েক শত থেকে কয়েক হাজার মিলিগ্রাম/লিটার এর ইনলেট থেকে 50-150 মিলিগ্রাম/লিটার সরবরাহ করে, কারণ এটি শুধুমাত্র মুক্ত তেল অপসারণ করে। একটি ঢেউতোলা প্লেট ইন্টারসেপ্টর এটি 20-60 মিলিগ্রাম/লিটারে উন্নত করে। রাসায়নিকভাবে সহায়তাকারী DAF যোগ করলে বর্জ্য 10-30 মিলিগ্রাম/লিটার পরিসরে আসে, এবং একটি একত্রীকরণকারী বা মেমব্রেন পলিশিং পর্যায় 5-10 মিলিগ্রাম/লিটারের নিচে পৌঁছাতে পারে। জাহাজের বিলজ জলের জন্য নিয়ন্ত্রক সীমা IMO MEPC.107(49) এর অধীনে 15 পিপিএম, যা একটি একত্রীকরণ এবং ফিল্টার পর্যায় সহ একটি ডেডিকেটেড তৈলাক্ত জল বিভাজক দ্বারা পূরণ করা হয় যার পরে একটি তেল সামগ্রী মনিটর এবং স্বয়ংক্রিয় ওভারবোর্ড ভালভ থাকে।

প্রশ্ন: কেন একটি তেল জল বিভাজক হঠাৎ কাজ করা বন্ধ করে দেয়?

উত্তর: চারটি কারণ বেশিরভাগ ব্যর্থতার জন্য দায়ী। আপস্ট্রিম শিয়ার: একটি নতুন সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প, একটি থ্রটলিং কন্ট্রোল ভালভ বা একটি আংশিকভাবে বন্ধ সীমাবদ্ধতা তেলকে নকশার কাট আকারের নিচের ফোঁটাতে ইমালসিফাই করে, এবং কোনও মাধ্যাকর্ষণ ডিভাইস সেগুলি পুনরুদ্ধার করতে পারে না। কঠিন পদার্থ জমা: পলি, স্কেল এবং স্ল্যাগ বেসিন পূরণ করে বা প্লেট প্যাক জুড়ে সেতু তৈরি করে, কার্যকর আয়তন কেটে দেয় এবং প্রবাহকে শর্ট-সার্কিট করে। তাপমাত্রার পতন: জলের সান্দ্রতা ঠান্ডা হওয়ার সাথে সাথে দ্রুত বৃদ্ধি পায়, এবং যেহেতু উত্থান বেগ সান্দ্রতার বিপরীতভাবে আনুপাতিক, তাই গ্রীষ্মে যে ইউনিটটি কাজ করে তা শীতকালে ব্যর্থ হতে পারে। অবশেষে রাসায়নিক পরিবর্তন: বর্জ্য প্রবাহে একটি নতুন সার্ফ্যাক্ট্যান্ট, ক্লিনিং এজেন্ট বা ক্ষয় প্রতিরোধক ইমালসনকে স্থিতিশীল করে এবং মাধ্যাকর্ষণ পৃথকীকরণকে সম্পূর্ণরূপে পরাজিত করে।

প্রশ্ন: একটি তেল জল বিভাজক কিভাবে আকার দেওয়া উচিত?

উত্তর: নকশার ফোঁটার কাট আকার থেকে শুরু করুন, সাধারণত API ডিউটির জন্য 150 মাইক্রোমিটার, এবং পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার পরিবর্তে অপারেটিং তাপমাত্রায় প্রকৃত তেল এবং জলের ঘনত্ব ব্যবহার করে স্টোকসের সূত্র দিয়ে উত্থান বেগ গণনা করুন। অনুভূমিক বেগ 0.9 মি/মিনিটের বেশি নয় এবং গভীরতা-প্রস্থ অনুপাত 0.3 এবং 0.5 এর মধ্যে সেট করুন, তারপর পরীক্ষা করুন যে রেনল্ডস সংখ্যা 2,000 এর নিচে। পাত্রের দৈর্ঘ্য অনুভূমিক বেগ দ্বারা প্রয়োজনীয় ধারণ সময় দ্বারা গুণিত হয়, যা ফোঁটার উত্থান বেগ দ্বারা বিভক্ত পৃথকীকরণ গভীরতা। ইনলেট আলোড়নের জন্য সর্বদা 1.5-2.0 এর একটি সুরক্ষা ফ্যাক্টর প্রয়োগ করুন, নকশা প্রবাহের 30-40% পর্যন্ত টার্নডাউন আচরণ নিশ্চিত করুন, এবং স্ল্যাগ লোডের সময় তেল বহন প্রতিরোধ করার জন্য একটি তেল স্তর অ্যালার্ম এবং স্বয়ংক্রিয় স্কিম নিয়ন্ত্রণ যোগ করুন।