Физическое моделирование и разработка регенеративных деэмульгаторов очистки судовых нефтесодержащих вод

• Автор: Тихомиров, Георгий Иванович
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 321 с. : ил.

1. Современное состояние проблемы очистки судовых

нефтесодержащих вод и экологическая безопасность СЭУ

1.1. Источники загрязнения судовых льяльных вод

1.2. Особенности структуры и химического состава льяльных вод

1.3. Анализ методов и технических средств очистки

судовых льяльных вод

1.3.1. Очистка нефтесодержащей воды флотацией

% 1.3.2. Очистка нефтесодержащей воды центрифугированием

1.3.3. Динамические методы очистки нефтесодержащих вод

1.3.3.1. Очистка нефтесодержащей воды фильтрованием

1.3.3.2. Метод разделения нефтеводяных смесей коалесценцией

1.4. Анализ технической эксплуатации нефтеводяного фильтрующего оборудования типа СКМ
2. Гидродинамические характеристики фильтрующих материалов
3. Исследования структуры зернистого фильтрующего слоя
3.1. Геометрия зернистого слоя и его обобщенные характеристики
3.2. Гидродинамика зернистого слоя, общие соотношения
и критерии подобия
3.3. Течение жидкости в зернистом слое при воздействии
сил инерции и вязкости
4. Выбор конструкции коалесцентного регенеративного фильтроэлемента-деэмульгатора
(I 5. Экспериментальные исследования процесса очистки нефтеводяных
смесей в слое зернистых полимерных материалов
5.1. Исследование режимных характеристик коалесцентного
деэмульгатора на основе зернистой загрузки из анионита марки
АВ 17-8 с осевым током очищаемой воды
5.1.1. Постановка задачи исследования
5.1.2. Методика проведения эксперимента
5.1.3. Планирование эксперимента и его реализация
5.1.4. Обработка и обсуждение результатов эксперимента
5.1.5. Использование экспериментальных данных для создания промышленных конструкций регенеративных коалесцентных деэмульгаторов
5.2. Исследование режимных характеристик коалесцентного деэмульгатора на основе анионита марки АВ 17
с радиальным током очищаемой воды
5.2.1. Постановка задачи исследования и условия
эксперимента
5.2.2. Обработка и обсуждение результатов эксперимента
5.2.3. Результаты для промышленного использования экспериментальных данных
5.3. Экспериментальное определение критической скорости течения нефтеводяной смеси в зернистых коалесцентных материалах
5.3.1. Постановка задачи исследования
5.3.2. Методика проведения эксперимента
5.3.3. Реализация эксперимента и обработка экспериментальных данных
5.3.4. Обсуждение результатов эксперимента
5.3.5. Результаты внедрения экспериментальных данных
на промышленных установках
5.3.6. Выводы к разделу 5
5.4. Исследование смачиваемости мазутом зернистых
полимерных материалов

5.4.1. Постановка задачи исследования
5.4.2. Методика проведения эксперимента
5.4.3. Результаты обработки экспериментальных данных
5.5. Исследование влияния толщины зернистого слоя
на эффективность коалесцентного деэмульгатора
5.5.1. Постановка задачи и планирование эксперимента
5.5.2. Описание экспериментальной установки и методики проведения опытов
5.5.3. Обработка и обсуждение результатов эксперимента
6. Технология модернизации нефтеводяных сепарационных
* установок типа СКМ
6.1. Исследование эффективности разделения нефтеводяной смеси
в элементах модернизированного механического фильтра
6.1.1. Постановка задачи исследования и методика проведения эксперимента
6.1.2. Анализ экспериментальных данных
6.2. Типовые испытания установки СК-4М, модернизированной
по технологии ДВГМА
* 6.2.1. Технические требования к испытаниям
6.2.2. Порядок проведения испытаний
6.2.3. Анализ результатов типовых испытаний и промышленного внедрения технологии модернизации установок типа СКМ
7. Исследование процесса разделения нефтеводяной смеси в коалесцентной ступени нефтеводяного сепаратора с зернистой загрузкой из сополимера стирола с дивинилбензолом
* 7.1. Условия проведения эксперимента
7.2. Планирование эксперимента и его реализация
7.3. Бланк-алгоритм расчета и статистического анализа модели процесса очистки воды

имеющая большую плотность по сравнению с НП, под действием центробежной силы перемещается к стенкам гидроциклона и по винтовой траектории опускается вниз к нижнему выпускному отверстию 5, через которое она выходит из гидроциклона с небольшим количеством нефтепродукта. Основная масса НП накапливается в области вертикальной оси гидроциклона, поднимается вместе с внутренним круговым потоком вверх и выводится с каким-то количеством воды через верхний патрубок. При этом предельный диаметр частиц нефтепродукта, отделяющихся в гидроциклоне, соответствует его геометрическим характеристикам и физическим свойствам НСВ.
Если рассмотреть движение капли НП в сплошной водной среде, вращающейся с тангенциальной скоростью на радиусе г / , то условием равновесия сил, действующих на каплю (центробежной силы и силы сопротивления среды), будет выражение
Ар - разность плотностей дискретной и сплошной фаз; р - коэффициент
динамической вязкости двухфазной среды; - скорость осаждения частицы НП в радиальном направлении; с1 - диаметр капли НП в поле действующих сил.
Если принять, что Е ~ радиус сливного патрубка нефтепродукта, тогда предельный диаметр отделившейся в гидроциклоне капли НП, рассчитанный из этих условий равновесия, можно определить по формуле
откуда следует, что по мере возрастания тангенциальной скорости (при увеличении подачи очищаемой воды) в гидроциклоне будут отделяться все
(1.25)
где - тангенциальная составляющая скорости потока на радиусе

■пр
(1.26)