3.4. Методика расчетов

Концентрацию нефтепродуктов (мг/дм³) в анализируемой воде вычисляем, используя формулу:

С = K · L (11)

где С - концентрация нефтепродуктов в анализируемой пробе воды, мг/дм³;

К - коэффициент преобразования, мг/(дм³ мм); L - длина окрашенного индикаторного слоя ИТ – НП, мм.

Таблица 3.4.1.

Коэффициенты преобразования для различных диапазонов

Диапазон измерения	Коэффициент преобразования
0,05 - 0,6 мг/дм3	0,026
0,5 - 6 мг/дм3	0,18
5 - 50 мг/дм3	1,8

Для определения размеров капель в водомасляной эмульсии использовался микроскоп Levenhuk 40L и цифровая камера DCM-35 с разрешением 0,3 МПикс. (размер кадра – 640х480 Пикс.). Микроскоп подключался к компьютеру через программу ScopePHoto и делался кадр, затем производился расчет размера капель в программе Excel.

При расчете значений удельной производительности мембраны и селективности используются следующие формулы:

(12) где Q – производительность при давлении 3 бара; n – количество мембран (n = 4); r – радиус мембраны (r = 5 мм), h-высота мембран(h=800 мм)

Для расчета коэффициента очистки при сорбционно – коалесцентном разделении используем формулу:

_. (13)

где К_ф. – коэффициент очистки; С – концентрация масла в пермеате, мг/л; С_исх – концентрация масла в исходной эмульсии, мг/л.

4.Экспериментальная часть

4.1.Основные параметры процесса

В результате исследований на лабораторной установке были выявлены основные параметры процесса.

Эксперименты по определению оптимального рабочего давления проводились при комбинации «Мегасорба» и мембран. В результате экспериментов оптимальное давление выбрано 3 бара и удельная производительность мембран при заданном давлении составляет:

,

где Q – производительность при давлении 3 бара; n – количество мембран (n = 4); r – радиус мембраны (r = 5 мм), h-высота мембран(h=800 мм)

Эксперименты по определению оптимальной производительности проводились только на «Мегасорбе». В результате экспериментов была выбрана производительность 52 л/ч.

Скорость в аппарате при данной производительности равна:

где Q – выбранная оптимальная производительность – 52 л/ч; d – диаметр аппарата, d = 150 мм = 0,15 м.

При исследовании процесса разделения водо-маслянных эмульсий необходимо изучение зависимостей производительности, концентрации пермеата и коэффициента разделения от времени проведения эксперимента при различных концентрациях исходных эмульсий 2 мг/л, 5 мг/л и 20 мг/л.

4.2.Устойчивость эмульсий

При исследовании процесса разделения водо-маслянных эмульсий необходимо убедиться в устойчивости эмульсии.

При помощи программы измеряли размер и количество капель эмульсии масло в воде в течении времени при концентрациях 5 и 20 мг/л.

Ниже представлены графики зависимости количества капель эмульсии от размера частиц в разные периоды времени при исходной концентрации 5мг/л.

Рис.4.2.1.Зависимость количества капель от размера частиц при t=30мин и С_исх= 5мг/л

Рис.4.2.2.Зависимость количества капель от размера частиц при t=60мин и С_исх= 5мг/л

\ Рис.4.2.3.Зависимость количества капель от размера частиц при t=120мин и С_исх= 5мг/л

Рис.4.2.4.Зависимость количества капель от размера частиц при t=180мин и С_исх= 5мг/л

Рис.4.2.5.Зависимость количества капель от размера частиц при t=240мин и С_исх= 5мг/л

Рис.4.2.6.Зависимость количества капель от размера частиц при t=3,5суток и С_исх= 5мг/л

Объединив выше указанные графики на рисунке 4.2.7. показана зависимость размера капель эмульсии с концентрацией 5 мг/л от времени

Рис. 4.2.7. Зависимость размера капель эмульсии с концентрацией 5 мг/л от времени.

Ниже представлены графики зависимости количества капель эмульсии от размера частиц в разные периоды времени при исходной концентрации 20мг/л.

Рис.4.2.8.Зависимость количества капель от размера частиц при t=30мин и С_исх= 20мг/л

Рис.4.2.9.Зависимость количества капель от размера частиц при t=60мин и С_исх= 20мг/л

Рис.4.2.10.Зависимость количества капель от размера частиц при t=120мин и С_исх= 20мг/л

Рис.4.2.11.Зависимость количества капель от размера частиц при t=180мин и С_исх= 20мг/л

Рис.4.2.12.Зависимость количества капель от размера частиц при t=230мин и С_исх= 20мг/л

Рис.4.2.13.Зависимость количества капель от размера частиц при t=3,5суток и С_исх= 20мг/л

Объединив выше указанные графики на рисунке 4.2.14. показана зависимость размера капель эмульсии с концентрацией 20 мг/л от времени

Рис.4.2.15.Зависимость размера капель эмульсии с концентрацией 20 мг/л от времени.

В результате исследований можно сделать вывод о достаточной устойчивости эмульсии, что дает нам возможность работать с данной эмульсией.