Электрогидродинамическое диспергирование воды в нефтепродуктах для подготовки их к сжиганию

• Автор: Коростелева, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Содержание
Введение
РАЗДЕЛ 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Виды нефтесодержащих отходов и способы их переработки
1.2 Основные свойства нефтяных эмульсий
1.3 Методы получения эмульсий
1.3.1 Самопроизвольное эмульгирование
1.3.2 Конденсационные методы
1.3.3 Диспергационные методы
1.4 Физическая сущность процесса эмульгирования
1.5 Характеристика топливно-водяных эмульсий
1.6 Устройства для получения эмульсий
Выводы по 1 разделу и постановка задач исследования
РАЗДЕЛ 2 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ЭМУЛЬГИРОВАНИЯ (МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ)
2.1 Математическая модель электрогидродинамических течений в слабопроводящих средах (классическая модель)
2.2 Анализ действующих сил
2.3 Методика исследования
Выводы по 2 разделу
РАЗДЕЛ 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
3.1 Расчет распределения напряженности в межэлектродном пространстве электрогидродинамических устройств численными методами
3.2 Моделирование процесса разрыва капель воды в нефтепродуктах
3.3 Планирование многофакторного эксперимента

Выводы по 3 разделу
РАЗДЕЛ 4 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТОПЛИВНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
4.1 Обоснование и разработка конструкции электродиспергатора для получения топливных эмульсий
4.2 Технологическая схема создания топливных водонефтяных эмульсий
Выводы по 4 разделу

Основные выводы и практические результаты работы
Список использованной литературы
Приложение А. Акт внедрения результатов диссертационной работы в ОАО «Средневолжский научно-исследовательский институт по нефтепереработке»
Приложение Б. Акт внедрения результатов диссертационной работы в ООО «Агентство инженерно-экологического проектирования»
Приложение В. Акт внедрения результатов исследования в учебный процесс

Введение
В процессе добычи, переработки и транспортировки нефтепродуктов образуется большое количество нефтесодержащих вод с малым содержанием нефтепродуктов. Такие нефтесодержащие воды в зависимости от техникоэкономических возможностей предприятия можно подвергать разделению с повторным использованием компонентов или вводить в топливные темные нефтепродукты (мазут) для последующего сжигания. Первый путь является более ресурсосберегающим, но очень дорог и трудоемок, поэтому для многих предприятий предпочтительно утилизировать нефтесодержащие воды в качестве топлива. Это позволит снизить антропогенное воздействие объектов нефтехимических отраслей промышленности на окружающую среду и более эффективно использовать тяжелые нефтепродукты.
Теоретически и экспериментально доказано [16, 34, 51, 62, 63, 67 - 70, 78, 105, 114], что введение в топливо воды в количестве до 10 % не снижает теплотворной способности топлива, а в ряде случаев даже повышает ее, что позволяет утилизировать нефтесодержащие воды в процессе сжигания темных нефтепродуктов.
Это обусловливает актуальность проведения исследований в области разработки технологии электрогидродинамического диспергирования нефтесодержащих отходов в темных нефтепродуктах на установках получения топливных водонефтяных эмульсий.
Из известных методов получения топливных водонефтяных эмульсий электрогидродинамический метод отличается низким энергопотреблением при достаточной эффективности диспергирования.
Исследованиям в данном направлении посвящены работы J.R. Melcher,
В.М. Иванова, А.И. Абдуллина, С.П. Батуева, A.JI. Бирюкова,
В.И. Кормилицына, В.В. Загаровского, Т.А. Ефремовой, Т.А. Кулагиной,
A.B. Шалунова, К.В. Таранцева и др.
Для разработки технологии и выбора оптимальных режимов работы устройств электрогидродинамического диспергирования воды в темных

Кроме основных рабочих органов (цилиндров с прорезями, дисков), роторно-пульсационные аппараты могут иметь дополнительные рабочие органы, предназначенные для повышения эффективности их работы. Часто в качестве дополнительных элементов используют лопасти-ножи, устанавливаемые на роторе, статоре или корпусе. Лопасти на роторе позволяют значительно улучшить напорно-расходные характеристики, повысить эффективность обработки потока во внутренней зоне и создать дополнительные ступени обработки.
Под действием вращения ротора жидкость под давлением проходит через сопла или щелевые отверстия (рисунок 1.36). Центробежные гомогенизаторы менее металлоемки, в них нет быстроизнашивающихся деталей, но давление на выходе из сопла должно быть большим для получения высокой степени гомогенизации.
Центробежные гомогенизаторы применяются в химической промышленности при производстве нефтемазутного топлива с содержанием водяной фракции до 20 % и других аналогичных продуктов с температурой перерабатываемых сред до 95 °С [64, 93].
Высокая гомогенизирующая способность предопределила успешное применение роторно-пульсационных диспергаторов для интенсификации различных химико-технологических процессов. [36, 37, 102].
Рисунок 1.36 - Центробежный гомогенизатор [36]