Описание коалесцера

АО «Энергокомплект» производит коалесцеры пластинчатого типа для очистки воды от механических примесей и нефтепродуктов.

Характеристики коалесцера:

· производительность по воде от 5 до 60 м³/час;

· отделение нефтепродуктов от воды гравитационным способом;

· улавливание капель нефтепродуктов размером 50 мкм и более;

· автоматическое отделение и отвод нефтепродуктов;

· улавливание и накопление механических загрязнений (шлама).

Принцип коалесценции

Разделение нефтепродуктов и воды зависит от величины разности плотностей углеводородной фазы и воды, и размера диспергированных капель нефтепродуктов в воде. Коалесценция сопровождается укрупнением капель и обусловлена действием сил межмолекулярного притяжения.

Движение малых сферических объектов в вязкой непрерывной жидкости при малых числах Рейнольдса описывается уравнением Стокса. Этот процесс сопровождается уменьшением свободной энергии системы, т.е., является самопроизвольным.

Очень маленькие капли нефтепродуктов, размером 8 микрон и менее, гравитационным способом не улавливаются, поскольку такие маленькие капли движутся в произвольном направлении под действием сил броуновского движения молекул воды, и не поднимаются вверх.

Для типичного диапазона размеров капель нефтепродуктов в операциях слива, улавливание капель размером 50 мкм и более обеспечивает остаточную концентрацию порядка 50 мг/л.

Описываемый коалесцер работает на гравитационном принципе, поэтому углеводороды, растворенные в воде и стабильные эмульсии не отделяются.

Описание работы коалесцера

Объемный насос подает смесь воды и нефтепродуктов в горизонтальный пластинчатый коалесцер. Обороты насоса должны быть достаточно низкими, чтобы предотвратить образование эмульсии. Внутри коалесцера скорость смеси понижается, выравнивается по фронту и равномерным ламинарным потоком подается на модуль коалесцирующих пластин.

Коалесцер спроектирован таким образом, что необходимые характеристические размеры обеспечивают движение воды ламинарным потоком с числом Рейнольдса не более 400, согласно рекомендациям Petroleum Engineering Handbook.

Конструкция коалесцирующих пластин настоящей установки обеспечивает улавливание капель нефтепродукта размером 50 мкм и более.

Скорость подъема капель нефтепродукта размером от 10 до 50 мкм требует для своего улавливания существенного увеличения эффективной длины коалесцирующих пластин, что усложняет конструкцию, повышает гидравлическое сопротивление аппарата, снижает технологичность аппарата, осложняет его обслуживание.

Модуль коалесцирующих пластин состоит из набора олеофильных пластин с малыми зазорами между пластинами. Пластины установлены под углом к горизонту в плоскости поперечной направлению движения воды. Вода протекает через пакет горизонтально, капли нефти поднимаются вверх и попадают на нижнюю сторону пластин.

Так как пластины олеофильные, капли при контакте с их поверхностью смачивают ее, удерживаются, сливаются в крупные капли, в итоге образуя пленку на нижней поверхности пластин. Далее крупные капли поднимаются к верхнему срезу пластин, покидают пластины, поднимаются в верхнюю часть коалесцера где скапливаются.

На входе в коалесцер должен устанавливаться механический фильтр с сеткой 1 мм, для предотвращения попадания в коалесцер крупных механических загрязнений.

Механические загрязнения прошедшие входной фильтр опускаются вниз в ламинарном потоке воды, попадают на верхнюю сторону пластин, скатываются вниз по поверхности пластин, установленных под углом 45º-60º и накапливаются в донной части коалесцера в виде шлама, ила.

Уловленные коалесцером нефтепродукты собираются в верхней, накопительной части сепаратора. Уровень нефтепродуктов измеряется уровнемером, позволяющем определять уровень раздела фаз вода-нефтепродукт (двухфазным уровнемером).

При достижении нефтепродуктами нижнего уровня накопителя, система автоматически открывает клапан на линии сброса нефтепродуктов и выводит продукт до достижения уровнем раздела фаз верхнего уровня накопителя.

Модуль коалесцирующих пластин съемный, легко чистится от загрязнений и шлама водой под давлением или горячим паром. Коалесцирующие пластины из нержавеющей стали, съемные.

Для очистки коалесцера от шлама в нижней части аппарата предусмотрены фланцевые отводы и ревизионный люк.

Особенности коалесцера

Движение воды в пластинах коалесцера ламинарным потоком с числом Рейнольдса 400.

Модуль коалесцирующих пластин состоит из набора плоских пластин с малыми зазорами между пластинами.

Модуль коалесцирующих пластин съемный, легко чистится от загрязнений и шлама водой под давлением или горячим паром.

Коалесцирующие пластины съемные, изготовлены из нержавеющей стали.

Для очистки коалесцера от шлама, в нижней части аппарата предусмотрены фланцевые отводы и ревизионный люк.

Уровень нефтепродуктов в накопительной части коалесцера измеряется двухфазным уровнемером, позволяющем определять уровень раздела фаз вода-нефтепродукт.

При достижении установленного уровня накопления нефтепродуктов, система автоматически выводит продукт из аппарата.