Очистка сточных вод в гидроциклонах систем оборотного водоснабжения

• Автор: Валеев, Сергей Ильдусович
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 156 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения.

ВВЕДЕНИЕ.,.

ГЛАВА 1. Применение аппаратов гидроциклонного типа для разделения эмульсий.

1.1 Устройство и принцип действия гидроциклона.

1.2 Конструкции гидроциклонов для разделения несмешивающихся жидкостей

1.3 Основные подходы решения задачи описания гидродинамики в гидроциклоне.

1.4 Основные факторы, влияющие на эффективность разделения

эмульсий в гидроциклоне

1.5 Применение гидроциклонов для очистки сточных вод в системе оборотного водоснабжения.

1.6 Формулировка цели и постановка задачи исследования .

ГЛАВА 2. Теоретические основы разделения в гидроциклоне.
2.1 Гидродинамика закрученного потока в цилиндроконическом
гидроциклоне.
2.1.1 Уравнение динамики вязкой несжимаемой
жидкости.
2.1.2. Анализ общих уравнений методами теории подобия
2.1.3 Основные расчетные зависимости, описывающие движение
в гидроциклоне.
2.2 Компьютерная система для определения гидродинамических показателей несущей фазы в цилиндроконичеком гидроциклоне
2.3 Подходы и методы определения турбулентной вязкости в гидроциклоне.
ГЛАВА 3. Гидродинамика гидроциклонных аппаратов для разделения
эмульсий с малым содержанием легких примесей
3.1 Описание экспериментальной установки для измерения полей скоростей и давлений в гидроциклоне.
3.2 Выбор и обоснование метода измерения полей скоростей и давлений в гидроциклоне.
3.3 Исследование полей скоростей и давлений в цилиндроконическом гидроциклоне.
3.4 Исследование полей скоростей и давлений в цилиндрическом гидроциклоне.
3.5 Исследование полей скоростей и давлений в цилиндрическом гидроциклоне с удлиненным верхним сливным патрубком.
3.6 Выводы.
ГЛАВА 4. Расчет эффективной вязкости и исследование эффективности разделения в гидроциклонах.
4.1 Расчет эффективной вязкости в цилиндроконическом гидроциклоне
4.2 Расчет эффективной вязкости в цилиндрическом гидроциклоне
4.3 Расчет эффективной вязкости в цилиндрическом гидроциклоне с удлиненным верхним сливным патрубком
4.4 Исследование эффективности разделения в гидроциклонах
4.5 Выводы.
Заключение.
Литература


Причиной его образования является разрыв сплошности потока за счет большой центробежной силы вблизи оси гидроциклона и выделения воздуха из вода в результате интенсивного вихреобразования, а также подсоса воздуха из не плотностей соединений разъемных частей аппарата. Наблюдения за поверхностью воздушного столба в гидроциклоне 8 показали, что на границе воздушного столба и восходящего потока граница водавоздух вследствие сил зрения возникают срезывающие усилия, увеличивающие турбулентность внутри аппарата. Эти усилия как отмечается в работе 8 ухудшают процесс разделения. Режим движения жидкости в гидроциклоне турбулентный. Передача вращения от периферии внутри происходит диффузией и конвекцией под действием вращающего момента сил, вязкости и перемещения самой завихренной жидкости 3. При разделении суспензий центробежные силы отбрасывают тяжелые механические частицы к периферии корпуса гидроциклона, которые в периферийном потоке выносятся через нижнее сливное отверстие, а освободившаяся жидкость разворачивается вертикально и отводится через верхний слив. Разделение эмульсий происходит по обратной схеме. Ьолее легкие компоненты жиры, масла, нефтепродукты и т. Одним из основных определителей эффекта разделения является фактор разделения , , 3. Величина фактора разделения в гидроциклонах колеблется в пределах от 0 до , . Известны несколько десятков типов гидроциклонов , , , , 0, 1, 7. Основу конструкции гидроциклона, как правило, определяет назначение гидроциклона или вид разделяемой очищаемой жидкости. Только в последние годы гидроциклоны интенсивно внедряют в производство для разделения несмешивающихся жидкостей например для воды от нефтепродуктов, вытесняя в некоторых случаях отстойники, фильтры и центрифуги 3. Это связано с более сложным по сравнению с суспензиями механизмом процесса разделения, а также отсутствием достаточно точных методов расчета конструктивных и технологических параметров. Основной трудностью процесса разделения эмульсий по сравнению с суспензиями является значительно меньшая разница плотностей компонентов, составляющих систему, что требует большего времени разделения. С другой стороны в гидроциклоне для разделения эмульсий движение дисперсной фазы может быть направлено как от периферии к центру, так, и наоборот, что накладывает дополнительные требования на конструктивное исполнение. Однако большинство известных гидроциклонов для разделения эмульсий мало чем отличается от гидроциклонов для разделения суспензий, тем не менее некоторые конструктивные изменения просматриваются. Особенно ярко это видно в трех продуктовых гидроциклонах, где сконцентрированная легкая фаза подвергается дополнительному разделению в проточной секции. Один из первых аппаратов для разделения жидких сред предложил Д. Бредли 7. Этот аппарат, рис. Кольцевая пластина меньшего диаметра на вытеснителе позволяет регулировать зазор между стенкой корпуса и пластиной, что дает возможность менять соотношение потоков в аппарате в зависимости от состава исходной жидкости и требуемого качества конечных продуктов. Для выделения из сточной воды, содержащей наряду с относительно тяжелыми загрязнениями эмульсионные нефтепродукты с дисперсной фазой размер частиц менее 1 мкм, на которые действие центробежных сил практически не оказывается предложен Дзержинским филиалом НИИхиммаш гидроциклон с коалесцирующей загрузкой рис 1. Содержащиеся в воде тяжелые загрязнения выгружаются через патрубок в нижней части аппарата, а частично осветленная вода вместе с содержащимися в ней нефтепродуктами направляется вверх. При этом наиболее крупные включения нефтепродуктов более легкие, чем вода, движутся к центру и выводятся через сливной патрубок 5, а эмульсия через патрубок 4 попадает в коалесцирующую камеру 1, загруженную фторопластовой крошкой, где она освобождается от мелких эмульсионных включений. Эти включения прилипают к хорошо смачиваемой нефтепродуктами поверхности загрузки, укрупняются, смываются потоком жидкости, всплывают под колпак 3 и выходят из аппарата. Очищенная вода огибает конфузор 2 и также удаляется из гидроциклона. Один такой гидроциклон заменяет крупный отстойникфлотатор.