Jak funguje odlučovač oleje a vody? Vysvětlení gravitace, koalescenčních desek a DAF

Kovoobráběcí závod vypustí za hodinu asi 20 metrů krychlových oplachové vody obsahující zhruba 400 mg/l oleje a řezné kapaliny. Volný olej vyplave na povrch během několika minut, pokud je vodě poskytnuto klidné místo k sezení. Emulgovaný olej může viset ve stejné vodě celé hodiny a přesto nestoupne. O tom, zda bude odlučovač oleje a vody fungovat, rozhoduje tento rozdíl, nikoli tvar nádrže.

Zde je zkrácená verze: odlučovač oleje a vody nefiltruje olej z vody. Zpomaluje vodu, šíří ji dostatečně do šířky a poskytuje vztlaku dostatek času, aby zvedl kapky oleje na povrch, odkud je může odnést skimmer. Desky, přepážky, vzduchové bubliny a chemikálie, to vše existuje pro usnadnění této jediné práce.

Vztlak, povrchová plocha a čas: Tři páky oddělování

Olej plave, protože je lehčí než voda. Většina minerálních olejů, hydraulických kapalin a nafty se pohybuje mezi 0,85 a 0,92 g/cm³, zatímco voda o teplotě 20 stupňů Celsia se blíží 1,00 g/cm³. Rozdíl je často jen 8 až 15 procent, což je důvod, proč je oddělování pomalé a proč na geometrii nádrže tolik záleží.

Rychlost vzestupu jedné kapky se normálně odhaduje podle Stokesova zákona:

v = g (hustota vody - hustota oleje) d ² / 18 viskozita

kde d je průměr kapky a viskozita je viskozita vody. Vynikají dvě věci. Protože průměr je čtvercový, zdvojnásobení velikosti kapky způsobí, že kapka stoupá čtyřikrát rychleji. Protože viskozita je ve jmenovateli, zahřívání vody má stejný účinek jako zvětšování kapek. Separátor, který ignoruje oba faktory, je usazovací nádrž s působivějším názvem.

Od vstupu k výstupu: Co dělá každý stupeň jednotky

Téměř každý gravitační separátor se řídí stejnou sekvencí, ať už se jedná o zakopanou betonovou jednotku API v rafinerii nebo kompaktní ocelovou obalovou jednotku na podlaze dílny.

1. Vstupní rozdělovač nebo přepážka. Zabíjí rychlostní hlavu z přívodního potrubí a šíří proud rovnoměrně po celé šířce jednotky. Nerovnoměrné rozložení je nejčastější příčinou zkratu.
2. Drť a pevné částice vypadnou. Písek, vodní kámen a těžké pevné látky se usazují do násypky na dně, obvykle jímky ve tvaru V s vypouštěcím ventilem nebo šnekem.
3. Sada desek nebo koalescenční médium. Šikmé desky zkracují vertikální vzdálenost, kterou musí kapka urazit z desítek centimetrů na několik centimetrů, a dávají malým kapičkám povrch, na kterém se mohou slévat.
4. Tvoří se olejová vrstva. Volný olej se shromažďuje jako film, který zhoustne na zhruba 25 až 50 mm, než je stažen trubkou skimmeru, pásovým skimmerem nebo nastavitelným jezem.
5. Výtokový jez nebo přepážka. Voda je nasávána zespodu olejové vrstvy a odtéká přes jez, který nastavuje hladinu vody a tím i hloubku olejové vrstvy uvnitř jednotky.

Na pořadí záleží. Pokud je vstupní přepážka ucpaná nebo je blok desek zaslepený, každý následující stupeň pracuje se špatnou vodou a výstupní jez problém jednoduše přenese dál.

Jak rychle kapky oleje skutečně stoupají?

Čísla objasňují logiku designu. Při použití Stokesova zákona s rozdílem hustoty 80 kg/m³ ve vodě při 20 stupních Celsia stoupá 150mikronová kapka, klasický konstrukční základ pro gravitační separátor, rychlostí zhruba 1 mm za sekundu. Cesta jednoho metru trvá asi 17 minut.

To je důvod, proč jsou gravitační separátory dlouhé a mělké. Udržujte kapky ve vzdálenosti do 20 cm od povrchu a potřebná doba setrvání klesne z desítek minut na několik. To je také důvod, proč existují sady desek: zkraťte dráhu stoupání a můžete buď zmenšit nádrž, nebo zachytit menší kapky ve stejné stopě.

Nejlevnější proměnnou ke změně je teplota

Viskozita vody s oteplováním prudce klesá. Je to asi 1,79 mPa s při 0 stupních, 1,00 při 20 stupních a zhruba 0,55 při 50 stupních. Protože viskozita je ve jmenovateli Stokesova zákona, zahřívání proudu z 20 na 50 stupňů téměř zdvojnásobuje rychlost vzestupu každé kapky v něm, aniž by se změnila jediná deska.

To je důvod, proč jsou systémy s ropou a vodou v chladném klimatu izolovány nebo vyhřívány a proč stejná jednotka často funguje lépe v létě než v zimě. Je to také varování. Pokud zařízení přejde na jiný detergent nebo čisticí prostředek, emulgovaná frakce může prudce vyskočit a separátor bude vypadat, jako by něco mechanického selhalo, když nic.

Porovnání hlavních separačních tras

Gravitační separace je páteří čištění oleje a vody, ale jen zřídka je to celý příběh. Níže uvedené trasy jsou ty, které se nejčastěji nacházejí před vypouštěcím místem nebo krokem opětovného použití.

Horizontální vzduchový flotační stroj Advekční stroj na flotaci rozpuštěným vzduchem je zařízení na separaci pevných látek a kapalin běžně používané v průmyslu čištění odpadních vod. Dokáže účinně odstranit pozastavení... Zobrazit produkt →

Flotace rozpuštěným vzduchem si zaslouží bližší pohled, protože mění spíše mechanismus než geometrii. Namísto čekání, až ropa sama stoupne, se mikrobubliny přichytí na kapičky a zvednou je rychlostí, kterou gravitace sama o sobě nedokáže vytvořit. Odstraňuje rozptýlený a lehce emulgovaný olej, kterým prochází přímo gravitační jednotka.

Kde se hodí dávkování chemikálií

Pod zhruba 20 mikrony se kapičky oleje chovají spíše jako rozpuštěná hmota než jako plovoucí olej. Kapka o velikosti 20 mikronů potřebuje několik hodin, aby stoupla o metr, což žádná praktická nádrž nemůže nabídnout. Odpovědí je jejich pěstování: koagulant neutralizuje povrchový náboj na kapičkách a flokulant staví neutralizované kapičky do vloček dostatečně velkých, aby je odstranila gravitace nebo flotace.

Chemie funguje pouze tehdy, pokud je dávkování konzistentní. Dávky u zaolejované vody se obvykle pohybují v desítkách až stovkách mg/l a dávkovací čerpadlo, které se pohybuje o 20 procent, buď plýtvá polymerem, nebo propouští olej do výstupu. Proto jsou balené dávkovací systémy se směšovací komorou a kalibrovanými čerpadly standardem průmyslové čištění odpadních vod linky, kde se přítok mění posun po směně.

Integrované dávkovací zařízení Stroj na odvodňování kalu se šroubovým lisem Zobrazit produkt →

Co rozhoduje o tom, zda jednotka splní své počty

Dva oddělovače vytvořené podle stejných výkresů mohou fungovat velmi odlišně. V praxi o výkonu rozhoduje krátký seznam proměnných:

• Rychlost plošného zatížení v metrech krychlových na metr čtvereční za hodinu. Zatlačte jej nahoru a retenční čas úměrně klesá.
• Teplota a viskozita přiváděného proudu.
• Distribuce velikosti kapiček: volná, dispergovaná nebo emulgovaná.
• Turbulence na vstupu, která znovu rozbíjí kapky, které se již spojily.
• Hloubka a stabilita olejové vrstvy. Nadměrně odstředěná vrstva nese vodu, nedostatečně odstředěná vynáší s vodou olej.
• Nahromaděný kal a písek, které tiše snižují pracovní objem jednotky.

Pouze jedna položka na tomto seznamu je mechanickou vlastností separátoru. Zbytek jsou vlastnosti toku a způsobu provozu jednotky.

Údržba a kal nikdo neplánuje

Odlučovač oleje a vody je pasivní zařízení, takže tiše selhává. Obvyklé příznaky jsou předvídatelné:

• Olej na odtoku: příliš silná vrstva oleje, příliš dlouhý interval sbírání nebo příliš nízko nastavený výstupní jez.
• Špatná separace při projektovaném průtoku: zkrat způsobený zablokovanou vstupní přepážkou nebo znečištěným paketem desek.
• Přetrvávající zápach a stoupající kalová vrstva: pevné látky se hromadí v násypce rychleji, než jsou odčerpávány.
• Náhlá ztráta výkonu bez mechanické změny: nový čisticí prostředek nebo změna procesu emulgovaly olej.

Ropa získaná z povrchu a kal čerpaný ze dna potřebují místo určení. Olejový kal se před likvidací nebo společným zpracováním běžně odvodňuje, a to je místo, kde se mnoho malých závodů odlepí, protože olejový kal se chová velmi odlišně od komunálního kalu a zaslepuje konvenční odvodňovací zařízení.

Stroj na odvodňování kalu se šroubovým lisem Odvodňovací stroj spirálového typu míchačky odpadních vod dokáže nejen zpracovávat kaly s vysokou koncentrací, ale také koncentrovat a odvodňovat odpadní vody s nízkou koncentrací. Použitelná... Zobrazit produkt →

Výběr oddělovače pro váš stream

Začněte se spektrem kapek, ne s průtokem. Pokud je proudem převážně volný olej z podlahy dílny, mycího prostoru pro vozidla nebo palivové nádrže, obvykle tuto práci provede gravitační separátor s deskami s velikostí 60 až 100 mikronů. Pokud nese emulgovaný olej, chladicí kapalinu pro obrábění nebo vyrobenou vodu ropné a plynárenské operace gravitace sama o sobě nedosáhne limitu vypouštění a je zapotřebí flotace nebo chemický stupeň.

Poté zkontrolujte praktické položky: dostupnou stopu, zda je k dispozici teplo, jak se bude nakládat s regenerovaným olejem a kalem a kdo bude jednotku čistit. Tyto čtyři otázky předpovídají provozní náklady mnohem spolehlivěji než jakýkoli údaj z brožury pro účinnost odstraňování.

Často kladené otázky