Создание гидроциклонов и систем нового поколения для очистки нефтесодержащей воды в судовых энергетических установках

• Автор: Листевник Ежи
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 336 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
ЕЛАВА 1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОЕМОВ НЕФТЕПРОДУКТАМИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И СРЕДСТВА ВОДООЧИСТКИ
1.1 Причины и источники образования нефтесодержащей воды на судах и в судовых энергетических установках

1.2 Требования законодательства по охране окружающей среды при эксплуатации СЭУ

1.3 Анализ физико-химических и гидродинамических свойств судовой нефтесодержащей воды

1.4 Современные судовые технические средства для очистки нефтесодержащей воды

1.5 Теоретическое обоснование безреагентной очистки в поле центробежных сил

1.6 Классические гидроциклоны для очистки жидкости (патентный обзор)

1.7 Анализ исследований в области разработки применения гидроциклонов для очистки эмульсий
1.8 Цели и задачи дальнейших исследований
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ГИДРОЦИКЛОНАХ
2.1 Обоснование методики экспериментальных исследований
2.2 Разработка методики лазерной анемометрии при измерении скорости потока жидкости в гидроциклоне и выбор комплекса измерительной аппара'^ы
Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ

ТЕЧЕНИЯ ВОДЫ В ГИДРОЦИКЛОНАХ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ АНЕМОМЕТРИИ
ЗЛ Параметры течения воды в гидроциклоне
3.2 Разработка экспериментального стенда и выбор измерительной аппаратуры
3.3 Анализ результатов экспериментального исследования структуры потока жидкости в гидроциклоне
Выводы
ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДВИЖЕНИЯ КАПЕЛЬ
НЕФТЕПРОДУКТОВ В ГИДРОЦИКЛОНАХ
4.1 Исследование траекторий движения частиц в поле центробежных сил в гидроциклоне
4.2 Определение минимального диаметра капли нефтепродуктов,
выделяемой в гидроциклоне
4.3 Исследование параметров сепарации капель в гидроциклоне с помощью критериев подобия
4.3.1 Критерии подобия гидроциклонов, используемые при анализе
процесса очистки жидкостей от твердых частиц
4.3.2 Критерии подобия гидроциклонов, предназначенных для очистки от жидких загрязнений
4.3.3 Число подобия Ьну
4.4 Сравнение показателей геометрически подобных гидроциклонов
4.5 Использование критериев Рейнольдса, Эйлера и Стокса при оценке эффективности работы гидроциклонов для разделения смесей типа «жидкость в жидкости»
4.5.1 Влияние изменения размера входного сечения и расхода на гидравлическое сопротивление гидроциклона
4.5.2 Влияние изменения размеров входных сечений гидроциклона
на вероятность сепарации

4.5.3 Вероятность сепарации и критерии подобия
гидроциклона
4.5.4 Связь между критерием подобия гидроциклона и числом
Рейнольса
4.5.5 Произведение критериев Стокса и Эйлера
Выводы
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ
НЕФТЕПРОДУКТОВ В ГИДРОЦИКЛОНАХ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
5.1 Исследование влияния технологических и конструктивных параметров на эффективность очистки нефтесодержащей воды в
гидроциклоне
5.2 Экспериментальное исследование гидроциклонов
5.2.1 Методика экспериментальных исследований
5.2.2 Разработка испытательного стенда
5.2.3 Разработка и экспериментальные исследования конструкций гидроциклонов
5.3 Результаты экспериментальных исследований гидроциклонов типа «Ь»
5.4 Результаты стендовых испытаний
5.5 Влияние смачиваемости материала гидроциклона на эффективность очистки нефтесодержащей воды
Выводы
ГЛАВА 6. КОМПЛЕКС СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ ОЧИСТКИ СУДОВОЙ НЕФТЕСОДЕРЖАЩЕЙ ВОДЫ
6.1 Разработка специальных гидроциклонов для очистки судовой нефтесодержащей воды
6.1.1 Гидроциклон для очистки воды от нефтепродуктов и твердых загрязнений
6.1.2. Гц^роииклон с пониженным уровнем турбулентности и регулируемыми расходами жидкостей

случаях (установки Hydropur, PPMatic, Aquamarin) - не отвечающую требуемой для судовых установок норме [46, 58]. Разная степень очистки объясняется применением различных сорбентов, а также разными режимами глубокой очистки и отличиями в конструкции адсорбционных фильтров.
Технологические схемы, некоторых установок включают коалесцен-

В установках (Fram, Framarin) коалесцирующие фильтры предназначены для глубокой очистки от эмульгированных нефтепродуктов. Однако известно, что коалесценция представляет собой процесс обработки воды, который обеспечивает изменение дисперсности частиц нефтепродуктов, а не очистку воды, тем более глубокую.
Кроме того, в установках Fram, Framarin наблюдаются нарушения необходимой последовательности способов очистки в технологических схемах. В этих установках после коалесценции не предусмотрена какая-либо очистка, хотя, как уже было сказано, коалесценция должна использоваться для повышения эффективности, чаще всего, процессов седиментации, а следовательно до и совместно с этими процессами.
Как показали эксплуатационные испытания, установки, имеющие в своей технологической схеме способы очистки от пленочных и эмульгированных нефтепродуктов, то есть стандартную технологию, также не всегда обеспечивают требуемую степень очистки.
Это объясняется тем, что степень очистки, кроме технологической схемы, определяется также значениями технологических (режимных) параметров процессов очистки и особенностями конструкции очистных устройств. Эти факторы взаимосвязаны, так как тип и особенности конструкции какого-либо очистного устройства определяют значения технологических параметров процесса очистки. Поэтому последующий анализ существующих технических средств и технологий очистки включает в себя исследование особенностей различных процессов очистки, применяемых для очистки су-