Агрегат обезвоживания вязких жидкостей

Минимизировать расход сжигаемого топлива и сохранить качество вязкой жидкости за счет уменьшения времени ее обезвоживания возможно путем повышения коэффициента теплоотдачи от труб нагрева в котле к обезвоживаемой вязкой жидкости при создании вынужденной конвекции. Данный метод повышения коэффициента теплоотдачи реализован в агрегате обезвоживания вязких жидкостей (рис. 1).

Рис. 1. Агрегат обезвоживания вязких жидкостей

1 - котел нагрева; 2 - дымоход; 3 - направляющие; 4 - схема движения топочных газов;
5 - топка; 6 - форсунка; 7 - дутьевой вентилятор; 8 - трубы нагрева; 9, 10 - расходно -
приемные емкости; 11 - емкость сбора пены; 12 - электронагреватели; 13 - система
автоматического регулирования и контроля температуры; 14 - система автоматического
контроля уровня; 15 - лоток обезвоживания; 16 - решетчатая перегородка;
17 - герметичные оребренные ТЭНы; 18 - калорифер; 19 - сетки; 20 - устройство
распределения; 21 - слив; 22 — насос; 23, 24, 25 - трехходовые краны

Принцип работы агрегата обезвоживания вязких жидкостей заключается в следующем.

Обводненная вязкая жидкость с температурой 90-95°С из расходно-приемной емкости 9 насосом 22 перекачивается по трубам нагрева 8 через предварительно прогретый котел нагрева 1 на лоток обезвоживания 15. Так как диаметр труб нагрева 8 увеличиваются от секции к секции, то основной процесс формирования пара происходит уже в трубах 8 до попадания вязкой жидкости на лоток 15, что способствует его легкому выделению из вязкой жидкости, не приводя к ее активному вспениванию. При этом дополнительное выделение пара из вязкой жидкости происходит при ее протекании по лотку 15 через секции оребренных герметичных ТЭНов 17, а образующаяся при этом пена поднимается через решетчатую горизонтальную перегородку 16 в верхнюю часть лотка 15, где разрушается за счет ее перемещения потоком горячего воздуха из калорифера 18 через 122 сетчатые перегородки 19. Вязкая жидкость образующаяся при разрушении пены стекает через решетчатую перегородку 16 обратно в нижнюю часть лотка 15, а выделяющийся из вязкой жидкости пар уноситься потоком горячего воздуха из калорифера 18 через пеногаситель и слив 21. Далее обезвоживаемая вязкая жидкость через устройство распределения 20, работающее по принципу «трехходового крана», попадает в расходно-приемную емкость 10.

Первый цикл обезвоживания длится до полной перекачки обводненной вязкой жидкости из расходно-приемной емкости 9 через котел нагрева 1 и лоток обезвоживания 15 в расходно-приемную емкость 10. В случае высокой обводненности вязкой жидкости (более 10%) и повышенном пенообразовании, избыток не разрушенной в пассивном пеногасителе 20 пены собирается в специальную емкость 11. При высокой влажности, вязкая жидкость не может быть полностью обезвожена за один цикл прохождения через котел нагрева 1. Поэтому, после первого цикла обезвоживания, частично выпаренную вязкую жидкость уже из расходно-приемной емкости 10 насосом 22 перекачивается по трубам 8 котла нагрева 1 на лоток обезвоживания 15 с устройством распределения 20, которое путем поворота заслонки обеспечивает слив выпариваемой вязкой жидкости в освободившуюся расходно-приемную емкость 9. В случае необходимости дальнейшего обезвоживания повторяют первый цикл. Нагреватели 12 в расходно-приемных емкостях 9 и 10 и емкости 11 сбора пены служат для поддержания в них требуемой температуры вязкой жидкости, а системы автоматического контроля и регулирования температуры 11 и уровня 14 позволяют полностью автоматизировать процесс обезвоживания.

В агрегате обезвоживания повышение коэффициента теплоотдачи достигается при движении вязкой жидкости по трубам нагрева, расположенными в Z-образном дымоходе, встречно движению горячих топочных газов. При этом частично обезвоженная вязкая жидкость сливается в отдельную расходно-приемную емкость, что дает возможность обезводить ее за определенное число циклов прохождения всего объема вязкой жидкости через котел нагрева.

Учитывая, что паровые включения в вязкой жидкости в предлагаемом агрегате обезвоживания формируются и растут уже в трубах нагрева за счет увеличения диаметра труб от секции к секции, то при попадании на лоток обезвоживания пар из вязкой жидкости легко выделяется, не приводя к ее активному вспениванию, что способствует сокращению времени обезвоживания.

Таким образом, применение агрегата обезвоживания вязких жидкостей позволяет существенно уменьшить расход сжигаемого топлива, сократить время обезвоживания, а также сохранить качество вязкой жидкости. Данный агрегат обезвоживания прост в эксплуатации и может быть полностью автоматизирован.