separatoare navale

Download Separatoare navale

Post on 08-Nov-2015

17 views

Category:

Documents

7 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Separatoare navale

TRANSCRIPT

Una din cele mai importante etape din domeniul exploatrii navelor sete accea de separare sau purificarea produilor finali sa

II.3. MECANISME I INSTALAII AUXILIARE SPECIFICE MAINILOR DE PROPULSIE NAVALEII.3.1. Separatoare navaleII.3.1.1. Noiuni introductive: definiii, principii i mrimi constructive i funcionaleUna din cele mai importante etape din domeniul exploatrii navelor este aceea de separare sau de purificare a produilor finali sau intermediari. Aceast necesitate rezult din nsi natura proceselor tehnologice care conduc frecvent la obinerea unor amestecuri avnd n principiu caracteristicile unor sisteme eterogene formate din faze diferite, de tip lichid-gaz, solid-gas, lichid-solid, etc..

Toate aceste varieti de amestecuri sunt caracterizate de faptul c faza continu (dispersant) este un fluid (foarte frecvent, un lichid), iar faza dispers (avnd de cele mai multe ori un caracter polidispers), este alctuit din particule solide, bule de gaze, etc.. Condiionat de natura sistemelor eterogene, de proprietile fizico-chimice ale fazelor componente, se pot realiza prin una din urmtoarele tipuri de operaii:

a) separri fizico-mecanice, bazate ca principiu pe legiti derivate din mecanica fluidelor;

b) separri termice, bazate pe operaii de transfer termic i de transport al fluidelor;

c) separri prin difuziune, datorate diferenelor de concentraie i temperatur ntre particulele sistemelor aflate n contact.

Separarea sistemelor eterogene de tip lichid-solid (Tab.1) este perceput adesea ca un ansamblu de diverse procese fizico-mecanice de separare.

Tab.1 Prezentare general a principalelor procedee i echipamente de separare mecanic a mediilor eterogene lichid-solid:n cmp gravitaionaln cmp centrifugal

Cu o circulaie

mpiedicatCu circulaie

nempiedicatn aparate rotativen aparate fixe

-site fixe de sortare-decantoare continue orizontale-centrifuge; sedimentare cu tambur cilindric-hidrocicloane

-site mobile-decantoare verticale-centrifuge;

sedimentare cu camere cilindrice-limpezitoare cu tub central

-limpezitor cu flotoare -decantoare cu conuri-centrifuge; sedimentare cu cuit de descrcare-limpezitoare cu difuzor

-separator lamelar n plci-decantoare semicontinue cu icane-centrifuge;

separatoare cu talere i duze-

--decantoare n contra curent-centrifuge;

separatoare cu talere i supap-

---centrifuge;

decantoare cu nec transportor-

---centrifuge;

decantoare-extractoare-

---centrifuge tubulare-

Frecvent pentru a asigura selectivitatea separrii se apeleaz la pretratarea chimic a acestor amestecuri eterogene fr a afecta ns caracterul fizico-mecanic al procesului de separare.

O separare eficient (cu randament ridicat) i economic la bordul navei cu aceste separatoare se realizeaz dac se asigura urmtorul complex minimal de factori:

a) decantat sau filtrat limpede,

b) sediment omogen cu umiditate relativ sczut,

c) evacuare uoar att a sedimentului ct si a decantatului (filtratului),

d) regenerri rapide, pretratri simple sau chiar, lipsa acestora,

e) consumuri materiale i energetice sczute i, de cele mai multe ori productivitate ridicat a procesului.

Pentru ca agregatul de la bord s respecte aceti factori se impune o scurt prezentare a operaiilor de filtrare i sedimentare utilizate cel mai frecvent n separarea fizico-mecanic a sistemelor disperse lichid-solid. Prezentarea va fi nsoit de enumerarea i precizarea modalitilor tehnice i tehnologice de baz pentru realizarea acestor operaii.

Filtrarea

Filtrarea se poate defini ca operaia unitar de separare a unor sisteme eterogene fluide tip dispersie sau soluie in fazele componente, cu meniunea c operaia nu depinde de diferena de densitate dintre faze.

Separarea se realizeaz prin intermediul unui strat filtrant considerat ca poros care este permeabil n general, doar pentru faza fluid i impermeabil pentru toate celelalte sau, pentru majoritatea fazelor solide.

n tabelul urmtor sunt redate criteriile fundamentale de realizare a operaiei de filtrare specific separatoarelor.

Tab.2 Criterii tehnologice de realizare a operaiei de filtrare.

Criteriul Tipul filtrriiCaracteristici

Fora motric

Structura i configuraia stratului filtrant, f- simplex funcional, definit ca raportul dintre diametru porilor i grosimea stratului filtrant)n cmp gravitaional

n cmp centrifugal

Sub presiune (+p)

Sub depresiune (vid)

(-p)

De suprafaa

De adncime

MixtSe realizeaz sub presiunea hidrostatica a fazei eterogene.

Se realizeaz n cmpul de fore centrifuge ale fazei eterogene.

Se realizeaz n suprapresiunea creat deasupra stratului filtrant.

Se realizeaz n depresiunea (vidul) creat deasupra stratului filtrant.

Valoare sczut pentru fValoare sczut pentru fValori medii pentru f.

Reprezentative n acest sens sunt urmtoarele variante de filtrare (pe baza crora dealtfel a fost structurat i tabelul anterior);

1. filtrarea de suprafa; se realizeaz la suprafaa stratului filtrant i se utilizeaz n special pentru sistemele fluide eterogene cu o ncrcare medie de faz solid. Stratul filtrant iniial are o grosime cuprins ntre 80 600 m la o suprafa liber de trecere ntre 1 75 %. Constituirea acestui strat filtrant este simpl, n form monostrat sau monofilar.

2. filtrarea de adncime; se realizeaz in adncimea stratului filtrant si se utilizeaz pentru sisteme fluide eterogene cu o ncrcare mic de solid sau pentru sisteme coloidale. Se asigur astfel posibilitatea unor filtrri selective cu o capacitate de reinere foarte avansat de pn la 99%.

Constituirea stratului filtrant este de regul sub forma unei structuri plane groase sau avnd alte forme. La o porozitate a stratului filtrant cuprins intre 1-1000m se asigur o suprafa liber de trecere de aproximativ 90%.3. filtrarea mixt; are loc att la suprafaa stratului filtrant ct i-n profunzimea acestuia, fiind frecvent ntlnit la sistemele fluide eterogene cu ncrcare variabil de faz solid. Este specific pentru straturile filtrante avnd grosimea cuprins intre 1-6000 m. Suprafaa liber de trecere are limite foarte largi cuprinse ntre 1-70%.

Filtrarea n cmp centrifugal a fazelor eterogene lichid-solid, se impune ca un procedeu deosebit de eficient. Fora motrice a procesului sub aciunea creia se realizeaz modificarea concentraiei este presiunea centrifugal rezultat din rotirea suspensiei. Filtrarea n cmp centrifugal este dependent de muli factori dintre care cel mai important este intensitatea cmpului de fore centrifugale, ce depinde de:a) numrul de talere filtrante;b) distana dintre talere;

c) structura si natura suprafeelor filtrante, etc.

Pentru obinerea unui grad de separare comparabil cu cel caracteristic altor tehnici de filtrare, la filtrarea n cmp centrifugal se recomand ca n suspensia de alimentare s existe o concentraie a solidului mai mare ca cea caracteristic altor tehnici de filtrare.

Uzual filtrrile n cmp centrifugal la bordul navelor sunt recomandate pentru:a) separarea motorinei si a uleiului necesare pentru propulsie i generarea energiei electrice,

b) separarea reziduurilor existente in santina navei,

c) separarea altor fluide.

Principalii parametri constructivi i funcionali uzuali, ai separatoarelor centrifugale sunt cuprini n tabelul urmtor:Tab.3

ParametriiValori caracteristice

Poziia axei tamburuluiVerticalOrizontal

Direcia de evacuare a sedimentuluiFrontal superioarFrontal inferioarLateral

Diametrul tamburului (m)0,6-1,60,8-1,60,3-2

Capacitatea de umplere (kg)80-650120-100015-1500

Volumul nominal al tamburului (m3)0,05-0,50,1-0,80,1-0,8

Suprafaa efectiv de separare (m2) 0,8-2,51-80,25-6

Turaie tambur (rot/min)750-2400750-1500750-3600

Not:

ntruct aproximativ (30 80) % din presiunea de separare se pierde pentru a nvinge rezistena hidraulic a sedimentului format pe suprafaa filtrant, grosimea optim a acestui strat se recomand a fi inferioar valorii de 60 mm.

Principii funcionale generale ale separatoarelor navale

Procesul de filtrare se realizeaz de regul n condiiile unui gradient de presiune p = ct i vitez variabil, n care componenta lichid a fazei eterogene trece prin elementul activ de separare si se scurge prin orificiile din corpul tamburului rotitor.

Rotorul separatorului ca principal organ constructiv si funcional, capt in acest context funciuni diverse ca:a) organ generator de presiune;

b) organ de distribuie pentru suspensie, faza separat (motorin, ulei, ap) sau pentru lichidul de splare;

c) spaiu de depozitare pentru sediment sau de montaj pentru diverse armturi sau accesorii.

Exist separatoare care au dispunerea tamburului n plan vertical sau orizontal. Cu privire la acest aspect ct i consecinele amplasrii, dar i asupra condiiilor de utilizare a acestor mecanisme, trebuie menionat c separatoarele cu tambur vertical asigur de regul, suprafee efective de separare i capacitate de umplere nominale mai mari si mai uor realizabile constructiv dect la cele cu tambur orizontal.

Separarea prin sedimentare n cmp centrifugal are loc datorit aciunii forelor externe asupra constituenilor fazei eterogene cu diferene de densiti (greuti specifice). Este specific separatoarelor care nu admit n funcionare pierderi de lichid n sediment si care asigur att randament ridicat de separare (80- 90) % ct i debite ridicate de alimentare (de pn la 1500 m/h), iar dimensiunile critice pentru faza solid egale cu 0,1-500 m.

Un alt principiu funcional important al procesului de separare este acela c n pofida numeroaselor perfecionri, flexibilitatea procesului este sczut n primul rnd