1 Эмульсия; 2. Лёгкая жидкость; 3. Тяжелая жидкость

Смесь поступает в отстойник вблизи уровня раздела фаз, а уровень тяжелой жидкости (вода) плотностью ρ_т поддерживается или регулятором уровня или сифо­ном («утка»).

Уровни тяжелой жидкости h₁ и лёгкой жидкости h₂ а так же высота стальной трубы («утка») связаны следующим уравнением, вытекающим из законов гидростатики:

(2.1)

откуда высота сливной трубы равна:

(2.2)

Всплывшая на поверхность воды нефть, перетекает в сборник 3, откуда отка­чивается насосом. Плавающие доски 2 служат ограничителями, предотвращающими перетекание нефти из одной части отстойника в другую.

в) разделение аэрозолей

Вметодах отстоя наибольшее распространение получили устройства, в кото­рых осаждение частиц происходит вследствие резкого изменения направления илискорости газового потока.

Рис.2.8.

Схема радиального отстойника:

1. Подводящий лоток; 2. Плавающая доска; 3. Сборник лёгкой фазы; 4. Лоток для от­вода очищенной воды; 5, 7. Отводы для легкой и тяжелой фаз; 6. Скребки; 8 Подача пара; 9. От­вод конденсата; 10. Электродвигатель, 11. Вал скребкового механизма.

Это, прежде всего различные газовые сепараторы и ци­клоны. В них при незначительном гидравлическом сопротивлении (порядка 0,5 - 1,5 кПа) улавливаются сравнительно крупные частицы с размерами равными или пре­вышающими 5 мкм.

Причём, эффективность циклонов выше и для частиц с разме­рами 5 мкм степень извлечения достигает 40 - 70 %, а для частиц 20 мкм - 97 -99 %. При этом, газовые сепараторы используются преимущественно А видов: а) гравитационные - они наиболее просты, но в то же время наиболее металлоемки и габаритны; б) инерционные - в них под действием сил инерции поток посредством металлических отбойников разделяется на очищенный газ и частицы. Они более эффективны и компактны; в) жалюзийные снабжены наборами профилированных пластин; г) центробежные сепараторы.

Типичным примером служит так называемая пылеосадительная камера(рис.2.9.).

Рис.2.9.

Схема пылеосадительной камеры:

1. Камера; 2. Перегородки. Потоки: I - запыленный газ; II- очищенный газ.

Для увеличения поверхности осаждения в аппарате установлены горизон­тальные или наклонные перегородки. Такие пылеотстойные камеры имеют сравни­тельно большие габариты и используются для удаления наиболее крупных частиц пыли при предварительной очистке газа.

г) разделение туманов

В промышленности применяют несколько типов каплеуловителей.

Работа гравитационных аппаратов (осадительных ёмкостей, расширитель­ных камер, аппаратов Вентури, ловушек и т.п.) основана на осаждении капель пре­имущественно под действием сил тяжести. Их используют для отделения капель размером более 500 мкм.

Винерционных каплеуловителях осаждение капель происходит под воздей­ствием инерционных сил, возникающих при резком изменении направления газо­жидкостного потока, который движется со скоростью 2-10 м/с. Наиболее распро­странены жалюзийные аппараты, состоящие из набора профилированных пластин (волнообразные, уголки и др.), установленных вертикально или наклонно по отно­шению к газожидкостному потоку и часто имеющих разрывы или карманы - ловуш­ки для стока уловленной жидкости. На рис.2.10 представлен так называемый круговой каплеуловитель, в котором скорость газожидкостного потока составляет 4-5 м/с. Жидкость, отделившаяся от очищаемого потока, выводится из аппарата через шту­цер 3, а так же через отверстия 2 в цилиндрической стенке каплеуловителя. Канавки для отвода жидкости с пластин располагаются перпендикулярно направлению движения газожидкостного потока.

Рис.2.10

Схема кругового каплеуловителя:

1. Наклонные пластины; 2. Отверстия. Потоки: I - исходный газ; II - очищенный газ; III - вывод жидкости.

Угол α наклона пластин может находиться в пределах от 0 до 45°.

Кроме жалюзийных аппаратов часто применяют: отражательные каплеуловители, которые содержат несколько рядов плотно размещенных уголков, труб, стержней различного сечения, швеллеров и т.д.; слои из насадок (кольцевидных - Рашига, Палля, с перегородками, седловидных - Берля и др.), дробленой породы (например, кокса, кварца), стружки, крупноячеистой сетки и т.п., расположенных вертикально, либо горизонтально к потоку.

Работа центробежных каплеуловителей основана на сепарации капель под действием центробежных сил, которые возникают в результате быстрого спирально - поступательного движения газожидкостного потока вдоль ограничивающей по­верхности аппарата. К ним относятся циклоны, например, с разрывом в выхлопной трубе, циклонные сепараторы с лопастными или иными завихрителями, аппараты с верхним либо нижним отводом очищенного газа. Так один из распространенных ти­пов циклонных сепараторов (рис.2.11) снабжен внутренним (1) и внешним (3) патруб­ками, завихрителем (2) и расширительным конусом (4). Проходя через завихритель, газожидкостной поток приобретает вращательное движение. Возникающая при этом центробежная сила отбрасывает капли жидкости к внутренней поверхности патруб­ка (1). Образуется пленка жидкости, движущаяся винтообразно вверх. По достижении верхнего торца патрубка (1) жидкость отбрасывается на внутреннюю поверх­ность патрубка (3), теряет скорость, под действие силы тяжести опускается вниз и отводится через гидрозатвор.

Рис.2.11.

Схема циклонного сепаратора.

1.Внутренний патруб­ок; 3.Внешний патрубо­к; 2. Завихритель; 4. Расширительный конус.

Освобожденный от капель жидкости газовый поток выходит через конус.

Эффективность сепарации капель, которые крупнее 10 мкм, в инерционных и центробежных каплеуловителях составляет 80 - 99 % при гидравлическом сопро­тивлении 0,015 - 1,5 кПа. Аппараты обоих типов часто устанавливают перед туманоуловителями с целью снижения нагрузки последних по жидкости, а также встраи­вают в другие аппараты, например, абсорберы.