А.А. Евдокимов
Санкт-Петербургская государственная академия холода
и пищевых технологий
О ПРАКТИЧЕСКОМ ИСПОЛЬЗОАНИИ ЭФФЕКТА ПУАЗЕЙЛЯ
Исследования процессов перераспределения частиц дисперсной фазы, транспортируемых потоком вязкой среды в узких каналах (эффект Пуазейля), дали интересные результаты. Сила, стремящаяся оттеснить частицу от стенки или, наоборот, в центральную часть канала, достигает 70% от выталкивающей силы Архимеда. Этой силой можно управлять, подбирая каналы соответствующей формы и размера и ориентируя их определенным образом во внешнем силовом поле.
Учитывая «силу Пуазейля», можно не только объяснить нестабильность работы тонкослойных отстойников, коалеспирующих фильтров и аппаратов частичной фильтрации,но и заранее рассчитать параметры селективной работы указанной аппаратуры. Умело используя «Силу Пуазейля», можно осуществить микрофильтрационное разделение эмульсий без полупроницаемых мембран. При этом сопротивление фильтрующей перегородки окажется в десятки раз меньше, чем при традиционном оформлении процессов частичной фильтрации.
Базируясь на результатах проведенных исследований, мы нашли пути повышения эффективности работы известных типов гравитационных и коалеспирующих сепараторов, а также разработали целую серию новых аппаратов и установок. Некоторые из них находят спрос на российском и международном рынках. Примером устройства для частичной фильтрации без полупроницаемых мембран является пластинчатый аппарат (микрофильтр) в блочном исполнении. При размерах 1.2Х 1.0Х 0.4 м такой микрофильтр позволяет обработать 1.6 м³/ч эмульсии типа «масло в воде» соответствовало пределу его растворимости в воде.
Другой вариант использования эффекта Пуазейля – нефтежироловитель с подвижными коалесцирующими дисками, аналог которого уже более 10 лет успешно применяется за рубежом для сбора масляной пленки с поверхности водоема. При размерах 0.7Х 0.5Х0.4 м агрегат, составленный из масложироловителя и привода мощностью 0.25 кВТ,позволяет собрать до 3 т/ч вязких нефтепродуктов или жиров. Применение такого агрегата в стационарном исполнении исключит проскок жирового
слоя с очищенной водой из отстойника-жироловушки. При этом не требуется дорогостоящих КИП и средств автоматики.
Широкомасштабное использование эффекта Пуазейля может дать весомый вклад в решение проблемы защиты водоемов от загрязнения нефте- и жиропродуктами.
А.А. Евдокимов
Санкт-Петербургская государственная академия холода
и пищевых технологий
ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ УСТАНОВКИ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ВОДОНЕФТЯНЫХ СМЕСЕЙ
Одна из таких установок позволяет полностью очистить сточные воды от растворенных в них легких углеводородов, например бензина или газового конденсата. Остаточное содержание углеводородов менее 0.05 мг/л обеспечивается азеотропной отгонкой, которая считается довольно энергоемким процессом. Мы отгоняли растворенные в воде легкие углеводороды при остаточном давлении около 5 мм.рт.ст. и температуре не более 45°С, что соответствует температуре кипения соответствующих азеотропов. Удельные энергозатраты при таких режимах процесса отгонки оказываются в десятки раз меньше, чем при ультрафильтрации, поскольку расход теплоты на подогрев сокращается в 3-5 раз, а отгоняется не более 1% обрабатываемой смеси.
Технологическая схема установки очистки воды, например от растворенного бензина, очень проста, что позволяет использовать ее для оснащения даже небольших бензозаправочных станций, удаленных от населенных пунктов, и сбрасывающих ливневые стоки в ближайшие природные водоемы.
Утилизировать нефтеотходы, как и отработанные нефтепродукты (масла, смазки, экстрагенты), не позволяет растворена в них вода. Ее может содержаться в нефтепродуктах до 30 и даже до 40%. Именно из-за воды такие нефтеотходы обычно не сжигают (нужны специальные печи) и не регенерируют (затраты не окупаются),а направляют на захоронения, создавая источники вторичного загрязнения природных водоемов. Поэтому, чтобы предотвратить загрязнения водоемов нефтепродуктами,
необходимо вначале найти способ обезвоживания нефтеотходов, не требующий больших затрат.
Предлагаемая станция обезвоживания нефтеотходов за счет азеотропной отгонки рабтает тоже под вакуумом, что позволяет избежать больших энергозатрат на предварительный подогрев смеси азеотропобразующих углеводородов (легких) недостаточно, чтобы «увести» все имеющееся количество воды, то в нее предварительно добавляется необходимое количество «уводителя». Использованный «уводитель» отгонятся в составе водного азеотропа расслаивается на водный и углеводородный слои. Конденсат азеотропа расслаивается на водный и углеводородный слои. Углеводородный слой- это «уводитель» с растворенной в нем водой (около 15 г/л), поэтому его возвращают в рецикл для повторного использования без дополнительной очистки. Нижний слой- вода с растворенным в ней «уводителем» (менее 20мг/л) направляется на установку полной очистки от углеводородов, описанную выше, после чего может быть сброшена в любой водоем, не загрязняя его.
Н.Б. Ульянов, Л.В. Марин, Т.А. Симбирцев
Санкт-Петербургская государственная академия холода
и пищевых технологий
КОМПАКТНЫЕ СТАНЦИИ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
По договору с предприятием «Югтрансгаз» (г. Саратов) за период 1992-95гг. разработаны четыре рабочих проекта станции для очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод предприятий газовой промышленности,два из которых уже реализованы в промышленных образцах. Особенностями образования сточных вод на предприятиях газовой промышленности является сравнительно небольшие количества сточных вод в сочетании с их высокой загрязненностью и неравномерностью поступления. Для очистки таких стоков наиболее эффективно применение разнообразных методов физико-химической очистки.