جدا کننده آب و روغن چیست: اصول کار، انواع و کاربردهای آن

جواب دادن به سوال اصلي:جداکننده آب و روغن چیست و چگونه کار می کند؟جدا کننده آب روغن یک ظرف یا کانال است که روغن آزاد و پراکنده را از فاضلاب صنعتی با استفاده از تفاوت تراکم بین دو مرحله غیرقابل مخلوط کردن حذف می کند.جدايي از قانون استوکس پيروي مي کند، جایی که سرعت افزایش قطره روغن v = g x d2 x (rho_water - rho_oil) / (18 x mu) است، بنابراین یک قطره 150 میکرومتری از 850 کیلوگرم / متر کیلی روغن در آب تقریباً با سرعت 3-4 میلی متر در ثانیه افزایش می یابد.جداکننده باید مایع را به اندازه کافی کند کند تا قطره قبل از خروج آب به سطح برسد.بنابراین جدا کننده گرانشی API 421 معمولی سرعت افقی را به 0.9 m/min (3 ft/min) محدود می کند و تعداد رینولدز را کمتر از 2 نگه می دارد.000، و از نسبت عمق به عرض 0.3-0 استفاده می کند.5واحد های مناسب اندازه گیری شده روغن ورودی را از 100 تا 1000 میلی گرم در لیتر به 10-50 میلی گرم در لیتر کاهش می دهند، در حالی که مراحل پولیش به حد تخلیه 10-15 ppm که توسط تنظیم کنندگان و IMO MEPC تعیین شده است، می رسند.107 ((49) برای آب های گودال کشتی.

چهار اصل فیزیکی تعیین می کند که آیا یک جدا کننده با مشخصات خروجی آن مطابقت دارد:

• تفاوت تراکم و قانون استوکس:همه چیز با تفاوت تراکم بین فاز های روغن و آب آغاز می شود. روغن های معدنی معمولی در 820-880 کیلوگرم / متر 3 در مقابل آب در حدود 1000 کیلوگرم / متر 3 قرار دارند و این تفاوت 0.12-0 را ایجاد می کند.18 گرم در سانتی متراما نفت سنگین، بتوم و برخی از روغن های مصنوعی به ۹۵۰-۱۰۱۰ کیلوگرم در متر کیلی می رسند و خیلی آهسته جدا می شوند یا اصلا جدا نمی شوند.نصف کردن اندازه قطره، ربع نرخ افزایش: قطره 300 میکرو متری حدود 12 میلی متر در ثانیه افزایش می یابد در حالی که قطره 75 میکرو متری فقط 1 میلی متر در ثانیه را مدیریت می کند. به همین دلیل جداکننده ها با اندازه برش خود مشخص می شوند،و چرا هر دستگاهی که قطرات آب را کوچک تر می کند، مانند یک پمپ سانتریفیوژ یا یک دریچه خنک کننده، به آرامی عملکرد جدا کننده را در جریان پایین تخریب می کند.
• زمان اقامت و جریان آرام:جداکننده یک دستگاه برای خرید زمان است. مایع باید به اندازه کافی در ظرف باقی بماند تا قطره طراحی از پایین مسیر جریان به سطح سفر کند،که در جدا کننده API به معنای از برعکس به سطح آب است.، به طور معمول 1.5-3 m. با سرعت افزایش 3 mm/s که نیاز به 500-1000 ثانیه حفظ، یا 8-17 دقیقه،و طول مخزن از تقسیم نگه داشتن مورد نیاز با سرعت افقی مجاز حاصل می شودآشفتگی این محاسبات را نابود می کند، بنابراین توزیع کننده های ورودی، باز کننده های سوراخ شده و یک منطقه طولانی خاموشی اجباری هستند،و طراحان عملکرد را با بررسی اینکه تعداد رینولدز کمتر از 2 باقی می ماند، تأیید می کنند.،000 و در حالت ایده آل کمتر از 500 در منطقه جداسازی.
• جمع شدن و رشد قطرات:گرانش به تنهایی نمی تواند قطرات زیر حدود 50-60 میکرومتر را در یک حوضه با اندازه معقول حذف کند، بنابراین اکثر جداکننده های مدرن یک محیط همجوشی را اضافه می کنند.در یک بازگیر صفحه ی موج دار آب از طریق یک توده از صفحه های فاصله 20-40 میلی متر از هم جریان می یابد که در 45-60 درجه قرار دارندقطرات فقط فاصله کوتاهی را به سمت پایین صفحه بالا افزایش می دهند، به یک فیلم ترکیب می شوند و فیلم سپس در امتداد صفحه به کانال جمع آوری بالا می رود.چون فاصله ی واقعی از متر به سانتی متر کاهش می یابد، یک CPI به همان جدایی در 20-50٪ از ردپای یک حوضچه API باز می رسد.که باید به طور منظم تخلیه شود وگرنه انبار خاک می شود و به طور کامل مزیت خود را از دست می دهد.
• شناور شدن و کمک شیمیایی:هنگامی که روغن جذب می شود یا قطرات با سطوح فعال پایدار می شوند، جدایی گرانشی شکست می خورد و گیاه به شناور می شود.فلاتاسیون هوا محلول یک جریان بازیافت را با هوا در 300-600 kPa اشباع می کند و آن را از طریق یک شیر سوزن یا مربی در فشار جو آزاد می کند، تولید یک ابری از حباب های 10-100 میکرومتری که به قطرات روغن متصل می شوند و آنها را به سطح حمل می کنند، جایی که یک اسکیمر شناور را از بین می برد. کمک شیمیایی تقریباً همیشه با آن همراه است:یک پلی الکترولیت کتیونیک یا آنیونیک امولسیون را شکسته است، و یک دم کننده نمک آهن یا آلومینیوم بار را بی ثبات می کند. DAF به درستی دوز شده باعث می شود روغن خروجی به 10-30 mg / L برسد.اما مصرف بیش از حد باعث استقرار مجدد جوش می شود و آب را بدتر از هیچ گونه درمان نمی کند..

انتخاب با توجه به غلظت روغن ورودی، توزیع اندازه قطره، فضای موجود در طرح و محدوده تخلیه که باید رعایت شود، انجام می شود:

• جدا کننده گرانش API:طراحی مرجع برای آب نفتی پالایشگاه و پتروشیمی، استاندارد شده در API 421 و مدت طولانی به عنوان مرحله اول درمان استفاده می شود.این یک حوضه بتنی مستطیل بلند با یک پرتاب زنجیره ای با یک خمیر خمیر که روغن شناور را به یک لوله در پایین جریان می برد، و یک پاک کننده لجن که مواد جامد مستقر را به یک هپر در ورودی منتقل می کند. نقاط قوت آن سادگی، تحمل بار و مواد جامد و حذف قابل پیش بینی 60-99٪ روغن آزاد است.نقطه ضعفش اثر پاست: برای پردازش ۱۰۰۰ متر3/ساعت به یک برش ۱۵۰ میکرو متری نیاز به یک حوضچه تقریباً ۴۰ تا ۶۰ متر طول دارد.
• بازرس صفحه ی موج دار و بازرس صفحه ی شیب دار:یک CPI یا TPI همان اصل جدایی را در یک مخزن فولادی با ابعاد جزئی از اندازه با استفاده از انبار صفحات موازی که در بالا توصیف شده است، بسته بندی می کند.فاصله صفحه از 20-40 میلی متر و یک شیب 45-60 درجه اجازه می دهد جامد مهاجرت به پایین در حالی که فیلم های روغن مهاجرت به بالااین واحد ها در کارخانه ساخته شده اند، و معمولاً 5 تا 500 متر در ساعت را تصفیه می کنند، که آنها را انتخاب استاندارد برای پلتفرم های دریایی، ترمینال ها،و بازسازی کارخانه ها در صورتی که یک حوضه بتنی جدید نمی تواند ریخته شودآنها بیشتر در معرض انسداد مواد جامد و چربی های سنگین نسبت به یک حوضچه باز هستند، بنابراین غربالگری رو به رو و تمیز کردن منظم بشقاب قابل مذاکره نیست.
• فلوتاسیون هوا محلول و فلوتاسیون گاز تحریک شده:واحدهای شناور کاری را انجام می دهند که گرانش نمی تواند انجام دهد: روغن امولسیف شده و قطرات پراکنده ظریف در محدوده ۵ تا ۵۰ میکرو متری.DAF از جریان بازیافت تحت فشار توصیف شده در بالا استفاده می کند و در پالایشگاه و تصفیه فاضلاب پتروشیمی به عنوان مرحله ثانویه پس از جدا کننده API رایج است.IGF به جای آن گاز را به صورت مکانیکی با یک مربی محرک یا یک روتور اسپارج منتشر می کند، از ظرف اشباع کننده و پمپ اجتناب می کند و جامد های بالاتر را تحمل می کند. هر دو نیاز به شرایط شیمیایی دارند،هر دو یک جریان فلویت از روغن ۱ تا ۵ درصد تولید می کنند که باید برای بازیابی یا دفع دوباره هدایت شوند.، و هر دو نسبت به افزایش جریان حساس هستند، بنابراین تعادل رو به جلو یک نیاز طراحی است نه یک گزینه.
• هیدروسیکلون ها، کولیسر ها و پولیش غشا:جایی که فضای زیادی وجود دارد، مانند پلتفرم های دریایی،هیدروسیکلون های مایع مایع جریان را با سرعت بالا می چرخند تا آب سنگین تر به دیوار پرتاب شود و هسته نفت سبک تر از طریق گیرنده گرد و غبار کشیده شودآنها جمع و جور هستند و هیچ قسمت متحرکی ندارند، اما به کاهش فشار 200-500 kPa نیاز دارند، به مواد جامد و گاز تحمل نمی کنند،و عملکرد آنها به شدت در پایین تر از 40-50٪ از جریان طراحی کاهش می یابدبرای پولیش به سطوح بسیار پایین، یک فیلتر کارتریج یکپارچه یا یک واحد ultrafiltration یا غشا سرامیکی می تواند روغن را به زیر 5-10 ppm،با هزینه جایگزینی منظم رسانه ها و جریان غلظت که باید دستکاری شود.

سوال: تفاوت بین جدا کننده آب و روغن و جدا کننده API چیست؟

ج: جدا کننده روغن و آب دسته ای کلی است که شامل هر دستگاهی است که روغن را از آب جدا می کند.در حالی که جدا کننده API یک طراحی گرانش خاص است که توسط موسسه نفت آمریکا در API 421 استاندارد شده است.جدا کننده API یک حوضه مستطیل طولانی با یک skimmer پرواز و خلاء کنده کننده به اندازه برای حذف قطرات بالاتر از 150 میکرو متر است، به طور معمول سرعت افقی را به 0 نگه می دارد.9 m/min و تعداد رینولدز کمتر از 2,000از آنجا که این یک حوضه باز است که تحمل بار شیری و جامد به خوبی، اما آن را نیاز به یک منطقه زمین بزرگ است. در عمل یک جدا کننده API مرحله اولیه درمان است، و واحدهای CPI، DAF،هیدروسیکلون ها و کوالاسر ها مراحل ثانویه یا پولیش هستند که از آن پیروی می کنند..

س: یک جدا کننده آب و روغن می تواند چه غلظت روغن را به دست آورد؟

A: این به تکنولوژی و توزیع اندازه قطرات ورودی بستگی دارد. یک جدا کننده گرانشی API به خوبی کار می کند به طور معمول 50-150 mg / L را از ورودی چند صد تا چند هزار mg / L تحویل می دهد،چون فقط روغن آزاد را از بین می برد.. یک گیرنده صفحه ی موج دار این مقدار را به 20-60 mg/L افزایش می دهد. اضافه کردن DAF با کمک شیمیایی، آب را در محدوده 10-30 mg/L قرار می دهد.و یک مرحله پولیش یکپارچه کننده یا غشا می تواند کمتر از 5-10 mg/L باشدبرای آب های درون کشتی، حد قانونی 15 ppm بر اساس IMO MEPC.107 ((49) است.که با یک جدا کننده مخصوص آب روغن دار با استفاده از یک مرحله همجوشی و فیلتر و سپس یک مانیتور محتوای روغن و یک شیر خودکار فوقانی است.

س: چرا یک جدا کننده روغن و آب به طور ناگهانی کار نمی کند؟

پاسخ: چهار علت باعث بیشتر شکست ها می شوند.یک دریچه کنترل خیس یا یک محدودیت جزئی بسته روغن را به قطرات زیر اندازه برش طراحی جذب می کند، و هیچ دستگاه گرانشی نمی تواند آن ها را بازیابی کند. انباشت جامد: گل و گِل و گِل حوضچه یا پل را در سراسر بسته پلاک پر می کند، حجم موثر را کاهش می دهد و جریان را کوتاه می کند.کاهش دما: در حالی که آب خنک می شود، ويسکوسیت آن به شدت افزایش می یابد و از آنجایی که سرعت افزایش نسبت معکوس به ويسکوسیت است، یک واحد که در تابستان کار می کند می تواند در زمستان شکست بخورد.یک ماده سطح فعال جدید، عامل تمیز کننده یا مهار کننده خوردگی در جریان زباله، استقرار امولسیون و شکست جدایی گرانشی به طور کامل.

س: اندازه جداکننده آب و روغن چگونه باید باشد؟

ج: از اندازه قطره برش طراحی شروع کنید، معمولا 150 میکرو متر برای وظیفه API،و محاسبه سرعت افزایش با قانون استوکس با استفاده از تراکم واقعی روغن و آب در دمای عملیاتی به جای در محیطسرعت افقی را به بیش از 0.9 m/min و نسبت عمق به عرض بین 0.3 و 0 تنظیم کنید.5، سپس بررسی کنید که عدد رینولدز کمتر از 2 باشد،000طول ظرف از سرعت افقی ضرب زمان نگهداری مورد نیاز حاصل می شود که عمق جدایی تقسیم بر سرعت افزایش قطره است. همیشه یک عامل ایمنی 1 استفاده کنید.5-2.0 برای آشفتگی ورودی، رفتار برگشت را تا ۳۰ تا ۴۰ درصد از جریان طراحی تایید کنید و یک آژیر سطح روغن و کنترل خودکار از روغن را برای جلوگیری از انتقال روغن در طول بارهای شیک اضافه کنید.