Πώς Σχεδιάζεται ένας Διαχωριστής Λαδιού και Νερού; Αρχές Μηχανικής, Κριτήρια και Υπολογισμοί

Σχεδιασμός βιομηχανικήςδιαχωριστής ελαίου και νερούαπαιτεί μια προσεκτική ισορροπία της δυναμικής των υγρών, της φυσικής χημείας και της μηχανικής.ή συστήματα αποστράγγισης εργαστηρίου, ένα OWS πρέπει να είναι δομημένο ώστε να εκμεταλλεύεται τις διαφορές πυκνότητας μεταξύ των υδρογονανθράκων πετρελαίου και του νερού.

Συνειδητοποίησηπώς σχεδιάζεται ένας διαχωριστής ελαίου και νερούβοηθά τους μηχανικούς των εγκαταστάσεων και τους διαχειριστές έργων να διασφαλίζουν τη συμμόρφωση με τους κανονισμούς, το βέλτιστο μέγεθος και τη μακροπρόθεσμη αποτελεσματικότητα διαχωρισμού.

Ο μηχανικός σχεδιασμός ενός διαχωριστή λάδι και νερού βασίζεται σε καθορισμένες διεθνείς κατευθυντήριες γραμμές και φυσικούς νόμους:

• Διεθνή πρότυπα σχεδιασμού:Οι περισσότερες διαμορφώσεις διαχωριστικών ακολουθούν παγκοσμίως αναγνωρισμένα πλαίσια όπως τοΑμερικανικό Ινστιτούτο Πετρελαίου (API-421)τα πρότυπα για τις λεκάνες που βασίζονται στη βαρύτητα ήΒρετανικό πρότυπο BS EN 858για κατασκευασμένες μονάδες.

• Εφαρμογή του νόμου του Stokes:Η εξίσωση μεγέθους του πυρήνα βασίζεται στον νόμο του Στόουκς, ο οποίος υπολογίζει την ταχύτητα ανόδου μιας σταγονίδας πετρελαίου με βάση την ειδική βαρύτητα, τη διάμετρο της σταγονίδας, τη θερμοκρασία του νερού,και απόλυτη ιξώδες του υγρού.

• Διατήρηση της λαμιναρικής ροής:Οι σχεδιαστές πρέπει να σχεδιάσουν εσωτερικές γεωμετρίες για να διατηρήσουν την λαμιναρική ροή (συνήθως διατηρώντας τις οριζόντιες ταχύτητες κάτω από 0.05 πόδια ανά δευτερόλεπτο) για να αποφευχθεί η αναταραχή από την επανεξέταση των ξεχωριστών σταγονιδίων πετρελαίου.

Ένας τυποποιημένος διαχωριστής ελαίου και νερού χωρίζεται σε εξειδικευμένους εσωτερικούς θαλάμους, ο καθένας εξυπηρετεί έναν ξεχωριστό μηχανικό σκοπό:

• Πληροφορίες σχετικά με τα συστήματα ασφαλείαςΤα ακατέργαστα λύματα εισέρχονται σε ένα θάλαμο διάχυσης εισόδου που έχει σχεδιαστεί για να διαλύσει την ορμή του υγρού, να παγιδεύσει βαριά ιζηματογενή υλικά και να αποτρέψει την αναταρακτική ανάμειξη.

• Ζώνη διαχωρισμού από την κύρια βαρύτητα:Ένα ευρύχωρο κύριο θάλαμο παρέχει επαρκήΧρόνος υδραυλικής κατακράτησης (HRT), επιτρέποντας στις ελεύθερα αιωρούμενες σταγόνες πετρελαίου να ανεβαίνουν φυσικά στην επιφάνεια.

• Τμήμα Ενημέρωσης:Τα προηγμένα σχέδια ενσωματώνουν κυματοειδείς συσκευές υποκλοπής πλάκας (CPI).συγχώνευση (coalesce), και να επιπλέουν γρήγορα.

• Συσκευές για την αποθήκευση πετρελαίου:Οι ρυθμιζόμενες φράχτες αποτρίχωσης και οι κατακόρυφοι προφυλακτήρες παγιδεύουν το συσσωρευμένο στρώμα πετρελαίου της επιφάνειας, εμποδίζοντάς το να διαφύγει από την έξοδο του επεξεργασμένου νερού.

Κατά τον υπολογισμό των φυσικών διαστάσεων ενός διαχωριστή, οι μηχανικοί πρέπει να αξιολογούν συγκεκριμένα δεδομένα της τοποθεσίας:

• Ταχύτητα ροής επεξεργασίας (TFR):Υπολογίζεται συνδυάζοντας τις κορυφαίες ροές βιομηχανικών διεργασιών με τις μέγιστες τοπικές προβλέψεις απορροής των καταρρακτικών υδάτων (συχνά χρησιμοποιώντας διαγράμματα έντασης για φαινόμενα καταιγίδας 1 έτος ή 10 έτη).

• Ειδική βαρύτητα και ιξώδεςτητα του ελαίου:Τα ελαφρύτερα έλαια (χαμηλή ειδική βαρύτητα) ανεβαίνουν πολύ πιο γρήγορα, ενώ τα βαρύτερα υδρογονάνθρακα απαιτούν μεγαλύτερους όγκους δοχείων.

• Διόρθωση θερμοκρασίας:Οι τυποποιημένοι σχεδιασμοί δείχνουν ότι η θερμοκρασία του νερού είναι 20°C. Οι χαμηλότερες θερμοκρασίες του νερού το χειμώνα αυξάνουν την ιξώδες του υγρού, απαιτώντας μεγαλύτερες χωρητικότητες διαχωριστή για την επίτευξη της ίδιας απόδοσης διαχωρισμού.

Ε: Ποιο είναι το κύριο πρότυπο που χρησιμοποιείται για το σχεδιασμό ενός διαχωριστή λάδι-νερού;

Α:Τα πιο ευρέως υιοθετημένα τεχνικά πρότυπα είναι τα API-421 (που θεσπίστηκαν από το Αμερικανικό Ινστιτούτο Πετρελαίου) για διαχωριστές βαρύτητας και BS EN 858 για κατασκευασμένους διαχωριστές βροχερών υδάτων και βιομηχανικούς διαχωριστές.

Ε: Πώς ο νόμος του Στόουκς επηρεάζει τον σχεδιασμό του διαχωριστή λάδι-νερού;

Α: Ο νόμος του Στόουκ υπαγορεύει τη μαθηματική σχέση που διέπει την ταχύτητα άνοδος των σταγονιδίων πετρελαίου.Οι σχεδιαστές το χρησιμοποιούν για να υπολογίσουν την απαιτούμενη επιφάνεια και το χρόνο κατακράτησης που απαιτείται για να συλλέξουν συγκεκριμένα μεγέθη σταγονιδίων (συνήθως έως και 60 μικρών ή μικρότερα).

Ε: Γιατί περιλαμβάνονται οι πλάκες συγχώνευσης στους σύγχρονους σχεδιασμούς διαχωριστικών;

Απάντηση: Οι πλάκες συσσωρεύσεως παρέχουν ένα τεράστιο μέγεθος επιφάνειας σε ένα συμπαγές αποτύπωμα.δραματική αύξηση της απόδοσης διαχωρισμού χωρίς να απαιτείται μεγάλος όγκος δεξαμενών.

Ε: Τι συμβαίνει αν ένας διαχωριστής λάδι-νερού είναι υποσχεδιασμένος ή υπομεγέθους;

Α: Ένας υπομεγέθης διαχωριστής υποφέρει από υψηλή εσωτερική ταχύτητα ροής και ανεπαρκή χρόνο κατακράτησης,προκαλούν αναταραχές που διατηρούν τις σταγονίδια πετρελαίου σε αναστολή και οδηγούν σε εκπομπές ρύπων που δεν συμμορφώνονται με τα πρότυπα και υπερβαίνουν τα κανονιστικά όρια πετρελαίου και λιπαρών ουσιών.