Центрифуги. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЦЕНТРИФУГИ. ДЕКАНТЕРНЫЕ СИСТЕмы. Лекция Промышленные центрифуги. Декантерные системы

• Название: Лекция Промышленные центрифуги. Декантерные системы
• Анкор: Центрифуги
• Дата: 28.03.2023
• Размер: 0.69 Mb.
• Имя файла: ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЦЕНТРИФУГИ. ДЕКАНТЕРНЫЕ СИСТЕмы.docx
• Тип: Лекция; #1020296

Лекция: Промышленные центрифуги. Декантерные системы.

План:

1Типы промышленных центрифуг и особенности их устройства

1.1 Трехколонные центрифуги

1.2 Подвесные центрифуги

1.3 Автоматические центрифуги

1.4 Сверхцентрифуги

2 Декантерые систе мы, декантерные центрифуги

1Типы промышленных центрифуг и особенности их устройства

Для разделения двух не растворяющихся жидкостей и отделения твердых частиц от жидкости применяются центрифуги. Процесс разделения в них происходит под действием центробежной силы, развивающейся при вращении цилиндрического барабана (корзина центрифуги), в который погружается фильтруемая масса. Осадок располагается внутри барабана на боковой поверхности, а жидкость фильтруется через осадок, боковую поверхность барабана и попадает в корпус центрифуги.

По принципу действия центрифуги делятся на отстойные и фильтрующие.

Отстойные центрифуги имеют барабаны со сплошной стенкой. При разделении суспензий или эмульсий вещества, имеющие больший удельный вес, под действием центробежной силы располагаются в виде кольцевого слоя на внутренних стенках барабана, а вещества с меньшим удельным весом - также в виде кольцевого слоя, но ближе к оси вращения.

Фильтрующие центрифуги имеют барабаны с дырчатой стенкой, покрытой фильтровальной сеткой. Под действием центробежной силы жидкость фильтруется с отложением на поверхности частиц твердой фазы. Жидкость выбрасывается в кожух центрифуги, а осадок выгружается либо во время вращения, либо после полной остановки.

По конструкции центрифуги классифицируются следующим образом:

а) периодического действия - трех колонные, подвесные и автоматические;

б) непрерывного действия - горизонтальные с пульсирующей выгрузкой осадка и со шнековой выгрузкой, конические и ступенчатые;

в) сверхцентрифуги (скоростные).

1.1 Трехколонные центрифуги (рисунок. 1) имеют цилиндрический сварной барабан - дырчатый в фильтрующих и сплошной в отстойных центрифугах. Барабан центрифуги вращается электродвигателем через клиноременную передачу. Центрифуга имеет ручной тормоз, сблокированный с электродвигателем.

Трехколонная центрифуга



1 - барабан; 2 - станина; 3 - кожух; 4 - вертикальная тяга; 5 - колонка; 6 - тормоз; 7 – электродвигатель

Рисунок 1

Трехколонные центрифуги нормализованы (ГОСТ 8340-57) выпускаются с фильтрующими сплошными барабанами диаметром 600, 800 и 1000 мм.

1.2 Подвесные центрифуги (рисунок 2) изготовляют с барабаном 1000 и 1200 мм (ГОСТ 371-51).



1 - барабан; 2 - кожух; 3 - вал; 4 - стакан; 5 - каркас; 6 - тормоз; 7 - бачок для промывной воды; 8 - трубки для промывной воды; 9 - трубки для пара; 10 – электродвигатель

Рисунок 2

1.3Автоматические центрифуги (рисунок 3) изготовляют по ГОСТ 375-57, диаметр барабана 800, 1200 и 1800 мм. Все операции центрифугирования, в том числе загрузка материала, промывка, пропаривание и выгрузка осадка, выполняются автоматически.



1 - барабан; 2 - станина; 3 - нож для съема осадка; 4 - гидравлический цилиндр; 5 - желоб; 6 - трубопровод; 7 - пневматический молоток

Рисунок 3

Центрифуга непрерывного действия с выгрузкой осадка пульсирующим поршнем



1 - конус; 2 - сетчатый барабан; 3 - горизонтальный полый вал; 4 - поршнетолкатель; 5 - вал; 6 - шестеренчатый насос; 7 - диски; 8 - кожух; 9 - патрубок для отвода осадка

Рисунок 4
Указанные центрифуги выпускаются фильтрующего и отстойного типа, их изготовляют по ГОСТ 6078-51, диаметр барабана 800-1200 мм.

Центрифуги непрерывного действия горизонтальные со шнековой выгрузкой осадка изготовляют отстойного типа.

1.4 Для разделения эмульсий и тонких суспензий с низкой концентрацией твердой фазы, а также для осветления последних применяют сверхцентрифуги (рисунок 5).

Трубчатая сверхцентрифуга



1 - станина; 2 - ротор; 3 - трубка для подачи жидкости; 4 - патрубок для вывода легкой жидкости; 5 - патрубок для вывода тяжелой жидкости; 6 - приводная головка; 7 - гибкий вал (веретено); 8 - ременная передача с натяжным роликом; 9 - направляющий подшипник; 10 – тормоз

Рисунок 5

Различают два основных вида сверхцентрифуг: жидкостные сепараторы с барабаном небольшой высоты, работающие при 5000-10000 об/мин; трубчатые с трубчатым барабаном, работающие при 14000-45000 об/мин.
2 Декантерные системы. Декантерные центрифуги

Постоянно ужесточающиеся экологические требования и растущие издержки на утилизацию отходов производства обуславливают необходимость применения систем механического разделения для нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих заводов и буровых платформ. Системы проектируются на заказ, чтобы максимально отвечать требованиям и условиям эксплуатации на конкретном объекте.



Области применения в нефтепереработке и на нефтепромыслах:

• 
  обработка нефтешлама, буровых растворов;
  
• 
  удаление нефти из промысловых и сточных вод;
  
• 
  удаление воды из сырой нефти;
  
• 
  очистка машинного и гидравлического масла;
  
• 
  сепарация буровых растворов;
  
• 
  отделение мелких фракций катализаторов
  

Первая промышленная центрифуга была применена для очистки и обезвоживания нефтепродуктов еще в 1907 г. Сегодня тысячи центрифуг во всем мире обеспечивают надежную и экономичную очистку, как нефтепродуктов, так и воды, загрязненной нефтепродуктами, а также обработку нефтешламов.

Системы центрифугирования нефти / воды

На первом месте стоит эффективность разделительных систем-сепараторов для разделения фракций жидкая-твердая. Особенности систем центрифугирования предусматривают:

1. 
   включение в существующий технологический процесс,
   
2. 
   автоматический режим работы, не требующий наблюдения;
   
3. 
   быстрая подстройка параметров машины к изменяющимся качественным показателям продукта и условиям технологического процесса;
   
4. 
   снижение расхода химических реагентов;
   
5. 
   одновременное разделение нефти/воды/шлама;
   
6. 
   малый вес и компактная конструкция; низкая стоимость монтажа;
   
7. 
   короткая фаза пусконаладки; простая и безопасная эксплуатация.
   

Такие системы строятся на основе эффективных, самоочищающихся центрифуг тарельчатого типа, сконструированных для разделения нефти, воды и шлама. Для повышения пропускной способности и функции резервирования могут использоваться системы, состоящие из двух или нескольких промышленных центрифуг (параллельная схема работы). Системы центрифугирования могут быть использованы для очистки промысловых и дренажных вод и для отделения воды от сырой нефти. Переход от одного процесса к другому прост и занимает немного времени.

Системы переработки нефтешламов и нефтесодержащих грунтов

Для утилизации нефтешламов, нефтесодержащих сточных вод и осадков предлагаем комплектные системы, включающих в себя шламозаборное устройство, с помощью которого осуществляется забор нефтешлама с определенной глубины. Насос для откачки шлама монтируется на понтоне, который плавает на поверхности пруда. При сильной выветренности поверхности и высоком содержании парафинов и асфальтенов для разжижения шлама в зоне забора, при необходимости используют сборные регистры, обогреваемые паром. Собранный таким образом перерабатывается затем как ловушечная нефть, т. е. сначала нагревается с добавлением в него деэмульгаторов и флокулянтов, и далее разделяется на три фазы: нефть, воду и твердый осадок.

Трехфазная центрифуга - это дополнительная система, обеспечивающая разделение разжиженного донного осадка в центробежном поле на две жидкие (вода и нефть) и твердую составляющие. Применение данного блока целесообразно в случае, когда в удаляемом и утилизируемом донном осадке резервуаров помимо углеводородов и твердых частиц минерального характера имеется так же вода, а также при применении воды как разжижающего агента.

Разделение нефтяной, водной и твердой фракций является важной задачей при очистке резервуаров-хранилищ нефти от донных осадков в случае наличия в них подтоварных вод. Фазоразделение осуществляется на горизонтальной трехфазной центрифуге непрерывного действия. Водная фракция возвращается в систему для дальнейшего использования, нефтяная фракция в качестве товарного продукта переработки откачивается в соответствующий сборник, а твердая фаза направляется либо на дальнейшую переработку, например, с использованием термодесорбционной установки, либо на захоронение.

В ряде случаев в качестве размывающего и разжижающего агента используется дизельное топливо или погоны (например, мойка мазутных резервуаров). При этом более целесообразно использовать двухфазную центрифугу для отделения твердой фракции (в основном минерального характера) от жидкой углеводородной фракции. Полученная в этом случае после центрифугирования жидкая фаза имеет качество не ниже качества печного мазута и может быть либо продана, либо переработана на нефтеперерабатывающем заводе совместно с исходным углеводородным сырьем - сырой нефтью. С помощью минимальной регулировки предлагаемая трехфазная центрифуга в течении 15-30 минут в полевых условиях может быть переведена в режим работы "двухфазной" центрифуги.
Системы переработки нефтешламов и нефтесодержащих грунтов
Решения в области переработки нефтешламов построены на основе высокоско-ростных тарельчатых сепараторов и горизонтальных декантерных центрифуг, которые отвечают всем необходимым техническим требованиям и демонстрируют высокую финансовую отдачу. Отходы нефтяной промышленности, накопленные годами в отстойниках и амбарах, увеличивают негативное воздействие на окружающую среду. Но при надлежащей переработке этих отходов их количество может быть сведено к минимуму, а регенерированная нефть продана с получением прибыли.

Для утилизации нефтешламов, нефтесодержащих сточных вод и осадков предлагаем комплектные системы, включающих в себя шламозаборное устройство, с помощью которого осуществляется забор нефтешлама с определенной глубины. Насос для откачки шлама монтируется на понтоне, который плавает на поверхности пруда. При сильной выветренности поверхности и высоком содержании парафинов и асфальтенов для разжижении шлама в зоне забора, при необходимости используют сборные регистры, обогреваемые паром. Собранный таким образом перерабатывается затем как ловушечная нефть, т. е. сначала нагревается с добавлением в него деэмульгаторов и флокулянтов, и далее разделяется на три фазы: нефть, воду и твердый осадок.

ТРЕХФАЗНЫЕ ДЕКАНТЕРЫ ЦЕНТРИФУГИ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТЕШЛАМА (нефтяных отходов) ZA 18-4

• 
  Оборудование от одного из ведущих производителей центрифуг Zentrifugen-Allianz Gm
  
• 
  Разделение нефтешламов на 3 фазы — воду, мехпримеси и углеводороды
  
• 
  Производительность по сырью до 7 куб.м./ч
  
• 
  Взрывозащищенное исполнение
  

Описание и назначение установки-декантера

Декантер-центрифуга с цифровым конвейером. Ротор состоит из конических и цилиндрических барабанных частей, шнекового конвейера и трубы механизма подачи. Установка предназначена для выделения из грязных нефтей и нефтешламов углеводородной фазы с отделением воды и мехпримесей. Процесс происходит за счет разделения смеси на три фазы на основе их разности плотностей с применением различных диапазонов высоких скоростей и вращающих моментов.

Сырье (загрязненные продукт) подается через трубу механизма подачи во вращающуюся часть шнекового конвейера, где под действием центробежной силы происходит разделение на осветленный продукт (фугат) и осадок. Фугат выводится из цилиндрической части ротора, а осадок за счет разницы скоростей шнека и ротора поступает в коническую часть, где происходит его обезвоживание. Обезвоженный осадок выгружается в узком конце конической части через специальные порты. Управление декантером осуществляется с выносного пульта управления.



Принцип работы декантерных центрифуг

Декантерные центрифуги работают следующим образом. Разделение твердой и жидкой фазы из подаваемой исходной смеси происходит непрерывно под действием центробежных сил, которые могут составлять более 3000G. Под действие этих сил более плотные частицы (твердая фаза) прижимаются к стенке вращающегося барабана, в то время как менее плотная жидкая фаза образует концентрический внутренний слой. Образующийся твердый осадок непрерывно удаляется шнеком, который вращается со скоростью, отличной от скорости вращения барабана. «Отжатая» жидкая фаза выливается через перегородки наружу с противоположной стороны барабана.

Центрифуга обеспечивает высокую производительность  процесса сепарации до 110 м.куб\ч, надежна в работе, может работать в непрерывном режиме, имеет низкое отношение капитальных затрат к производительности и эксплутационным расходам. Работает со средствами содержащими сухие вещества в весовом отношении от 0,5 до 50% и при значительных колебаниях  в подаче сырья. 
Центрифуга полностью автоматизирована и соответствует международным техническим стандартам новых технологий

Декантерные центрифуги производительностью от 0,5 м3/ч до 100 м3/ч.