3.3 Сепараторы

Наиболее эффективным методом очистки тяжелых топлив и дизельных, а также циркуляционных смазочных масел в судовых условиях является их сепарация центробежными сепараторами.

Современные сепараторы можно разделить на трубчатые и дисковые —с коническими тарелками. По способу очистки барабана от отложений те и другие могут быть периодического действия с ручной очисткой и непрерывного действия с автоматической очисткой.

При гравитационном отстое (под действием силы тяжести), сила, действующая на воду и мелкие частицы плотного вещества, содержащиеся в высоковязких топливах или маслах, очень невелика, а расстояние, которое эти примеси д олжны проходить при оседании на дно резервуара, достаточно велико. Поэтому эффективность отстоя невысокая. Сепарация основывается на том же принципе, но с тем преимуществом, что центробежная сила во много тысяч раз превосходит силу тяжести, и поэтому эффект очистки намного выше. Так как расстояние, которое примеси проходят при отделении от топлива (масла), значительно меньше, чем при отстое в танке, то процесс сепарации является почти мгновенным.

Кларификаторы называются осветляющими сепараторами, в которых происходит отделение из нефтепродуктов более мелких твердых частиц и незначительного количества жидких тяжелыхпримесей. Принцип работы барабана сепаратора-кларификатора показан на рис. В отличие от пурификатора барабан имеет только одно выпускное отверстие, предназначенное для отвода очищенного нефтепродукта. Топливо, прошедшее грубую очистку в пурификаторе, или неочищенное смазочное масло, не содержащее воды, как в пурификаторе, подводится через распределитель 3 к нижней части барабана. Далее начинается процесс тонкой очистки, который в принципе аналогичен очистке в пурификаторе. В кларификаторе нижняя тарелка не имеет распределительных отверстий и все вышележащие тарелки экранируются от поступающего в барабан топлива, поэтому топливо, подвергаемое кларификации, вынуждено двигаться к наружным (периферийным) кромкам тарелок 4, прежде чем начать перемещаться между ними вверх и внутрь к оси вращения барабана и единственному выпускному отверстию 1, образованному патрубком 2. Нефтепродукт в кларификаторе будет проходить большее расстояние и находиться в барабане дольше, чем в пурификаторе, отчего очистка будет более качественной. Все отсепарированные из нефтепродукта твердые смеси, как и в пурификаторе, остаются в грязевой камере барабана. Конструкция любого современного сепаратора после соответствующей замены частей барабана позволяет работать как в режиме пурификации, так и в режиме кларификации.

Пурифнкаторами называются очишающие сепараторы, в которых происходит отделение двух взаимно нерастворимых жидкостей различной плотности и загрязняющих твердых частиц.

Схема барабана пурпфикатора показана на рис. Обрабатываемая смесь подается в барабан через трубу 4 в полый распределитель 8, закрепленный в барабане 1, и вращается с ним на валу 11. Частота вращения поступающей в барабан смеси возрастает, пока не сравняется с частотой вращения барабана. Смесь, выходящая через отверстия 10 в нижней части распределителя, движется по барабану вверх. Она распределяется между тарелками 9 с отверстиями, совпадающими с отверстиями 10 распределителя.

Частицы плотного вещества, содержащиеся в тонких межтарелочных слоях топлива, центробежная сила стремится отбросить от оси барабана 1 к его внутренней поверхности. Поэтому плотные частицы вынуждены сползать вниз но внутренним поверхностям тарелок 9. Наружные кромки тарелок загнуты вверх, чтобы не завалить дно барабана отсепарнрованными частицами и равномерно распределить их в кольцевом пространстве — грязевой камере между пакетом тарелок и внутренней поверхностью барабана. Более легкое очищенное топливо, наоборот, стремится занять положение, близкое к оси вращения барабана. Под напором вновь поступающей жидкости топливо проталкивается по зазорам между тарелками вверх и выходит через отверстие 5.

Вода, содержащаяся в смеси, отделяется и удаляется через кольцевой зазор между крышкой 2 барабана и верхней конической тарелкой 3 и выходит из барабана через кольцевое отверстие 6, унося с собой некоторое количество плотных частиц в виде грязи. Отверстие 6 расположено ниже и дальше от оси, чем отверстие 5 для выпуска очищенного нефтепродукта, а его наружной диаметр можно менять сменой регулировочной шайбы 7. Диаметр Dш отверстия регулировочной шайбы 7 оказывает большое влияние на процесс сепарации. Если диаметр мал, то вместе с очищенным нефтепродуктом будет вытекать вода, а при большом диаметре с водой будет вытекать нефтепродукт. Подбор диаметра Dш отверстия шайбы 7 можно определить расчетом, зная плотности воды и нефтепродукта при температуре сепарации, по номограммам или методам проб. В этом случае ставят регулировочную шайбу наибольшего размера и при плохой сепарации постепенно уменьшают диаметр Dш отверстия шайбы. Диаметр подобран правильно, если вытекающая из сепаратора вода не содержит капель нефти и нефтепродукт не обводнен. По цвету вытекающей воды судят о количестве вымытых из нефтепродуктов загрязнений. Начало пробы с наибольшим диаметром Dш отверстия имеет цель предотвратить обводнение очищаемого топлива или масла. Если часть масла вытечет с водой, это будет небольшая потеря, а не загрязнение.

При разборке барабана можно определить линию раздела воды и масла, которая должна находиться у отверстий в тарелках. На внутренней поверхности тарелок след линии раздела хорошо виден, в водяной полости поверхность значительно чище (промыта водой), чем в полости нефтепродукта.