Коалесценция. Коалесцирующие фильтры
Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в США, Канаде и Японии, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию коалесцирующие фильтры.
Коалесценция – процесс слияния частиц дисперсной фазы в эмульсиях, пенах или туманах. Следствием этого явления становится укрупнение дисперсной фазы вплоть до полного расслоения. Коалесценция происходит самопроизвольно и объясняется стремлением системы достичь минимума свободной энергии. В данном случае это происходит путем уменьшения свободной поверхностной энергии, которая в свою очередь снижается за счет уменьшения поверхности раздела фаз. Сам процесс можно разделить на два основных этапа: транспортный и кинетический. Во время транспортного этапа происходит сближение капель дисперсной фазы до момента соприкосновения их поверхностей. Далее наступает кинетический этап, при котором происходит объединение поверхностей раздела фаз сблизившихся капель и последующее их слияние. Причем лимитирующим, то есть наиболее долгим и определяющим скорость процесса в целом, является первый этап.
Сама по себе коалесценция протекает достаточно медленно, но она может быть интенсифицирована с помощью химических и физических воздействий, направленных на разрушение межфазных пленок и увеличение количества столкновений дисперсных частиц. Так широкое распространение получило использование деэмульгаторов – составных реагентов, включающих поверхностно-активные вещества (ПАВ), растворители и т.д. Такие вещества локализуются в области раздела фаз эмульсии и уменьшают прочность поверхностной пленки, облегчая тем самым слияние отдельных капель. Деэмульгаторы подразделяются на ионогенные и неионогенные в зависимости от того, диссоциируют они на ионы или нет. В свою очередь иногенные делятся на анионоактивные и катионоактивные в зависимости от того, ионы какого знака у них являются поверхностно-активными, а неионогенные разделяют на гидрофильные и гидрофобные, то есть смачиваемые и не смачиваемые водой.
Другим способом интенсификации процесса коалесценции может быть воздействие внешнего электрического поля. При этом дисперсные частицы эмульсии подвергаются поляризации, то есть, оставаясь в целом электронейтральными, они приобретают положительно и отрицательно заряженные полюса, положение которых зависит от направления действия электрического поля. Между каплями возникает сила взаимного притяжения, увеличивающаяся по мере их сближения, что и приводит к ускорению их слипания. Такой метод распространен при деэмульгировании нефтяных эмульсий.
Фильтровальные перегородки таких фильтров обычно изготавливают из полимеров специально подобранного состава, а также стекловолокна и фторопласта. Чтобы предотвратить повреждения основной перегородки фильтр снабжают дополнительным слоем, в задачи которого входит не интенсификация коалесценции капель, а удержание других относительных крупных твердых частиц. После коалесцирующего слоя может идти дренажный слой материала, обладающего крупными порами, позволяющими укрупненным каплям стекать вниз. Фильтровальная перегородка может поддерживаться с обеих сторон дополнительной металлической сеткой, обеспечивающей прочность всей конструкции при повышенном давлении или его скачкообразных изменений.
Устройства, основанные на описанном методе, получили широкое распространение в тех случаях, когда требуется очистить стойкие эмульсии и туманы, плохо подверженные расслоению. Из наиболее показательных примеров можно привести очистку нефтепродуктов от водяных включений, либо наоборот очистку сточных вод от маслянистых и тому подобных загрязнителей. Помимо этого коалесценция используется при раскислении рафинировании расплавов металлов, а также в пищевой промышленности при производстве масел и других продуктов.
Коалесцентные фильтры для обезвоживания нефти нефтепродуктов, осушки газов
Дата публикации: 11.04.2016
Кроме того, качество сырой нефти и нефтепродуктов определяется содержанием солей, которое может достигать нескольких граммов на литр.
Наличие в нефти (нефтепродуктах) воды и солей (органических, неорганических) вызывает целый ряд трудностей в процессе их переработки и транспортировки.
Для обезвоживания нефти и нефтепродуктов разработано большое количество аппаратов и устройств, использующих различные физико-химические процессы в зависимости от требований к качеству продукта и состава исходного продукта.
Одним из наиболее эффективных методов обезвоживания нефтепродуктов является использование фильтрующих материалов обладающих коалесцентными свойствами, и аппаратов на их основе – коалесцентных фильтров.
Основой коалесцентных фильтров являются коалесцентные фильтрующие материалы и фильтроэлементы. В зависимости от требований к разделению дисперсной среды и дисперсной фазы, требований к размерам аэрозольных примесей, агрессивности разделяемых сред применяется широкий спектр коалесцентных материалов.
НПП «ЭкоЭнергоМаш» разработано большое количество коалесцентных фильтров на основе фильтрующих коалесцентных материалов собственной разработки КПЯМ (Ф), КПЯМ (М) (металлических, фторопластовых, полимерных и комбинированных материалов).
Основным достоинством применяемых материалов является высокая обменная поверхность коалесцентно-фильтрующих устройств (КФУ), низкое гидравлическое сопротивление, высокая устойчивость в различных агрессивных средах, высокая гидрофобность и гидрофильность применяемых материалов, что позволяет достичь превосходных результатов в процессах разделения многофазных сред.
Основные преимущества коалесцентных фильтров:
Эффективность коалесцентных фильтров на основе пористо-ячеистых материалов НПП «Экоэнергомаш» по сравнению с традиционной адсорбционной технологией очистки заключается в следующем:
Многолетняя эксплуатация пористо-ячеистых КФУ показала: материал фильтра не поддается разрушительному действию агрессивных сред и коррозии, устойчив в интенсивных процессах с высокими температурами, аварийных ситуаций не возникало.
Безусловно, положительным качеством фазо-разделительных пакетов из пористо-ячеистых КФУ является их способность к самоочищению, отделению не только влаги, но и меркаптанов. Устройство практически не создает сопротивления пропускаемому потоку. При отсутствии у нефтяников и газовиков других возможностей модернизации неэффективного, исчерпавшего свой потенциал оборудования, предложение установки недорогого, производительного и экологически безопасного аппарата представляется весьма привлекательным.
Как показывает опыт использования комбинированных пористо-ячеистых КФУ, модернизация существующих транспортных систем углеводородов, позволит увеличить срок службы транспортной системы трубопроводов в результате снижения коррозийной активности среды, усовершенствует технологическую схему подготовки нефти, максимально сократит затраты на вторичную переработку продуктов, повысив качество и выход товарной продукции при сокращении потерь.
При включении КФУ необходимой производительности (от 50 до 400 м3/час) в систему гидростатических отстойников значительно сокращается путь и время транспортировки продукции от установок да емкостей товарно-сырьевых парков.
Среди многочисленных преимуществ, позволяющих говорить о приоритетности использования пористо-ячеистых КФУ, в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности нельзя упускать и экологический аспект. Включив фильтр на линии отвода на факел попутных нефтесодержащих газов, тем самым можно защитить воздушный бассейн от углеводородных выбросов и продуктов их неполного сгорания.
НПП «Экоэнергомаш» предлагает рассмотреть любые формы сотрудничества, разработать техпроект реконструкции или изготовление новых аппаратов, провести предварительные исследования на образцах Заказчика с выездом на действующие объекты, изготовить и поставить КФУ для ваших условий эксплуатации.
Что такое коалесценция?
Главная страница » Что такое коалесценция?
Коалесценция – в прямом смысле слова, слияние. Термин обычно применим к жидким веществам, находящимся в состоянии капельной «агломерации». Принцип коалесценции построен на контакте одних капель с другими, что сопровождается образованием капельных форм большего размера.
Традиционным явлением индустриального сектора видится применение сжатого воздуха, который зачастую должен быть тщательно отфильтрован. Именно за счет использования фильтра коалесцирующего нисходящего потока или серии подобных фильтров достигается нужный эффект.
Существует распространенное заблуждение, что «безмасляным» воздушным компрессорам не требуется фильтрация по принципу коалесценции. Атмосферный воздух содержит значительное количество воды, масляных паров и прочие виды загрязнений, особенно в районах промышленных зон. Поэтому любой тип компрессора требует защиты.
Эффект коалесценции на практике
К примеру, если в масловодяной смеси имеются две малых капли масла, обе могут контактировать одна с другой, но не объединяются по причине существования разделительной водной пленки между ними.
Коалесценция приводит к сращиванию мелких капель с последующим образованием более крупных, которые легче отфильтровывать в системах очистки воздуха
Если же капли масла удерживаются в контакте в течение достаточного промежутка времени, водная пленка в конечном итоге разрывается, и капли масла сольются. На практике подобный эффект часто сопровождают побочные факторы:
Присутствие сторонних веществ осложняет процесс коалесценции. В этом случае наблюдается состояние так называемой эмульсии.
Если в содержимом присутствует достаточное количество ингибиторов, образуется стабильная эмульсия и процесс отделения затормаживается на неопределённое время.
Примерами стабильной эмульсии являются растворимые масла или хорошо известный пищевой майонез. Единственный практический способ разделения химически стабилизированных эмульсий – это применение эмульгатора.
Пример состояния эмульсии на привычном для всех пищевом наборе. Майонез — идеальная форма эмульсии
Однако механические коалесценты (сепараторы) эффективны только для механически индуцированных эмульсий.
Инструменты процесса коалесценции
Процесс коалесценции поддаётся усилению и блокировке. Увеличением силы, удерживающей капли в контакте (центрифуга, фибролит) эффект коалесценции повышается. Улучшается контакт капель с поверхностью, смачиваемой маслом, но не водой.
Большая часть масла, а также образующаяся за счёт конденсации влага, увлекаемые потоком сжатого воздуха, содержатся в виде распылений. Будучи в такой форме, эти вещества способны проникать сквозь материалы стандартных воздушных фильтров.
Сжатый воздух используется для разных целей:
Подобная хозяйственная деятельность зачастую требует максимального удаления масляных (водяных) капельных образований из системы сжатого воздуха. Специальные коалесцирующие фильтры успешно выполняют такую работу.
Конструкция фильтра: 1 — вход воздуха; 2 — свод; 3 — коалесцирующий элемент; 4 — резервуар; 5 — сток; 6 — собранная жидкость; 7 — разбивочный установочный стержень
Качество обработки распылённых веществ через фильтры с коалесценцией обычно характеризуется уровнем концентрации в процентах или промилле (ppm) по отношению к массе воздуха. Диапазон допустимых концентраций составляет от 1 до 0,01% (ppm).
О воздушных фильтрах с эффектом коалесценции
Фильтры коалесцирующие часто рассчитаны на удаление аэрозолей, где содержимое которых, существенно меньше номинального размера мельчайших захватываемых твердых частиц. Поэтому эффективные устройства часто поддерживают двухступенчатую фильтрацию.
Первая ступень удаляет твердые частицы и тем самым обеспечивает защиту коалесцирующего элемента, действующего на второй стадии фильтрации.
Поскольку все фильтры с коалесценцией создают большее ограничение для воздушного потока, потери давления в них существенно выше, чем в конструкциях обычных фильтров сжатого воздуха.
Работа коалесцирующих фильтров сопровождается начальным (сухим) падением давления и рабочим (насыщенным) падением давления. Оба значения зависят от давления и скорости воздушного потока.
Компрессорная установка производства сжатого воздуха, где применяется четырёх-ступенчатая система фильтрации. Устройство с эффектом коалесценции используется в качестве 4 ступени
Эффективный коэффициент очистки такими фильтрами сильно зависит от скорости воздуха, проходящей через фильтрующий узел.
Поэтому выбор фильтра с эффектом коалесценции осуществляется с учётом приемлемых параметров очистки масла, расхода воздуха и подводимых трубопроводов.
Так, фильтры с эффектом коалесценции, рассчитанные на концентрацию масла 0,1% (pmm) от объёмной составляющей воздуха, дают потери давления от 2 до 5.
Фильтры с коалесценцией, поддерживающие более тонкую очистку, рассчитанные на концентрацию 0,01% (pmm), могут давать падение до 10, при условии полной насыщенности.
Эффективные коалесцирующие устройства
По-настоящему эффективные машины, использующие принцип коалесценции, для разделения смеси масла с водой оснащаются мешочным фильтром (диффузором). Это своего рода первичная ступень коалесценции.
Мешочный фильтр применяется для отделения твердых частиц. Наличие этого элемента сводит на нет турбулентность потока внутри резервуара. Отсутствие турбулентности потока является важным для процесса разделения.
Схема эффективного масляного фильтра: 1 — дефлектор; 2 — отфильтрованное масло; 3 — матерчатый фильтр (флис); 4 — отражающий конус; 5 — канал вывода масла; А — вход воздуха; В — выход воздуха
Практически ту же функцию выполняет диффузор потока масла, являющийся альтернативой фильтра-мешка. Диффузор даёт эффект коалесценции с повышением скорости разделения. За счёт диффузора потока также минимизируется турбулентность внутри резервуара.
Фильтры с коалесценцией — это самый эффективный и простой способ избежать загрязнения дорогостоящего оборудования. Фильтры с эффектом коалесценции обеспечивают высокий уровень чистоты сжатого воздуха при умеренных потерях энергии (давления).
Благодаря выбору фильтра соответствующего класса, действующего на принципах коалесценции, конструкция которого поддерживает:
удаётся создавать оптимальные условия для системы воздушного компрессора, обеспечивать правильную долгосрочную работу при минимальном техническом обслуживании.
Как отделить влагу от сжатого воздуха?
Видеоролик ниже показывает наглядно, как изготовить эффективный отделитель влаги от воздуха своими руками. Для этого используется бывший в употреблении широко распространённый воздушный фильтр:
КРАТКИЙ БРИФИНГ
ФИЛЬТР КОАЛЕСЦЕР
Фильтр коалесцер ЮГАЗ.ФК применяется на технологических установках нефтегазодобывающих, нефтегазоперерабатывающих, химических и иных смежных производствах и предназначен для высокоэффективной тонкой очистки технического газа от капельно-аэрозольной жидкости и механических твердотельных загрязнений.
Технологический и гидравлический расчет, а также проектирование аппарата выполняются в соответствии с методическими указаниями по расчету сепарационной техники, разработанными ООО «ЮГАЗ-Инжиниринг», с учетом нормативно-технической документации, действующей на территории Таможенного Союза.
Работоспособность и надежность фильтр коалесцера ЮГАЗ.ФК подтверждена положительными заключениями экспериментальных стендовых испытаний и опытно-промышленных испытаний на действующих объектах.
Технологическая эффективность и надежность оборудования полностью соответствует требованиям СТО ГАЗПРОМ 2-2.1-588-2011 «Типовые технические требования к технологическому оборудованию для объектов добычи газа».
Аппарат разрабатывается и производится в соответствии с техническими условиями ТУ 3615-001-27654267-2015, которые предусматривают изготовление сосудов из широкого спектра сталей, включая: ст20, сталь 09Г2С, сталь 20ЮЧ, сталь 12Х18Н10Т и любых конфигураций.
конструкция фильтр коалесцера
Аппарат представляет собой единый вертикально ориентированный разъемный цилиндрический сосуд с необходимым набором технологических и вспомогательных штуцеров, а также с элементами внутреннего обустройства, обеспечивающих двухступенчатую подготовку углеводородного газа:
Двухступенчатая очистка газа позволило продлить срок службы сменных фильтрующих элементов в 3-5 раз, что значительно снижает эксплуатационные и регламентные затраты.
Замена фильтрующего элемента осуществляется через корпусное фланцевое соединение, расположенного в верхней части аппарата. В отдельных случаях, корпусное фланцевое соединение может быть заменено на быстросъемное байонетное соединение, позволяющее оперативно организовывать доступ по внутреннюю полость сосуда.
Для контроля над гидравлическим сопротивлением аппарата, его конструкцией предусмотрены соответствующие отборные устройства для подключения дифференциального манометра или преобразователя дифференциального давления (датчика перепада давления).
Запатентованная технология очистки газа в предусматривает следующие технические результаты:
Конструкцией сосуда при проектировании предусматривается штатное место под установку предохранительного устройства для защиты от механического разрушения аппарата избыточным давлением, путем автоматического выпуска избытка газообразной среды сверх установленного установленного.
принцип работы фильтр коалесцера
Газ, содержащий капельно-аэрозольную жидкость и механические твердотельные загрязнения, подводится в фильтр сепаратор газовый ЮГАЗ.ФС, в котором ему придается вращательное движение. Под действием центробежной силы, капельно-аэрозольная жидкость и механические твердотельные загрязнения, обладающие значительно большой плотностью, чем газ, двигаются к периферии внутренней поверхности корпуса аппарата и осаждаются на ней, образуя жидкостную пленку, стекающую в нижнюю часть фильтр сепаратора по нисходящей спирали.
Остатки взвешенной влаги и примесей, уносимых газовым потоком, улавливается на фильтрующих элементах проходя через их разнопористые слои. Дренирование уловленной жидкости осуществляется через дренажный слой фильтрующих элементов.
Контроль над уровнем накопленной жидкости в аппарате осуществляется с помощью уровнемеров и сигнализаторов различного типа.
технические характеристики фильтр коалесцера
| Номинальное давление: | до 350 атм (35 МПа) |
| Рабочая температура: | от минус 70 до плюс 200 оС |
| Рабочая среда: | углеводородный газ |
| Производительность: | без ограничений |
| Эффективность сепарации: | не менее 99,99% |
| Максимальный размер примесей в очищенном газе: | не более 0,3 мкм |
| Номинальный объем: | без ограничений |
| Климатическое исполнение по ГОСТ 15150: | У, ХЛ, УХЛ |
| Срок службы: | не менее 20 лет |
особенности фильтр коалесцера
комплектация фильтр коалесцера
В стандартном исполнении фильтр сепаратор газовый ЮГАЗ.ФС комплектуется следующими элементами:
По требованию Заказчика аппарат дополнительно комплектуется следующими опциями:
Площадка обслуживания в обязательном порядке покрывается антикоррозионным покрытием для защиты от атмосферных воздействий и состоит из: системы поручней, пешеходного настила и лестниц.
закажите фильтр коалесцер заполнив
опросный лист
Error: No connected account.
Please go to the Instagram Feed settings page to connect an account.
Коалесцеры (коалесцирующие фильтры)
В процессах и системах, требующих разделения жидких и газообразных аэрозолей, частиц жидкостей, применяются коалесцирующие фильтры.
Коалесцирующие (коалесцентные) фильтры или коалесцеры представляет собой специальный фильтроэлемент, принцип действия которого основан на явлении коалесценции.
К основным характеристикам коалесцирующих фильтров можно отнести:
Фильтровальное полотно, в зависимости от применения, может быть изготовлено, например, из пенопласта, стекловолокна, пенополиуретана, волокон PTFE с нетканой основой из полипропилена и т. д.
Общее описание принципа работы коалесцера
Коалесцеры работают по принципу интеграции мелких капель в более крупные по мере прохождения потока через несколько слоев материала фильтра с последовательно увеличивающимися порами. Мелкие капли, попадая в открытые поры, сливаются в более крупные. Большие капли опускаются с основания фильтрующего элемента в зону отстойника корпуса фильтра и в итоге, в автоматический поплавковый слив, где жидкость выводится из системы.
Существует три механизма коалесцирования жидкости:
Область применения коалесцеров
Коалесцеры применяются в таких отраслях промышленности как нефтегазовая, нефтехимическая, химическая, в пищевой промышленности и в энергетике. Также коалесцеры нашли широкое применение во многих технологических процессах. И в зависимости от технологических условий могут использоваться для:
Типы коалесцирующих фильтроэлементов
Размер коалесцирующего фильтра и его тип устанавливаются различными условиями использования, такими как размер аппарата, разделяемая среда и ее химическая активность, рабочие условия эксплуатации и многие другие.
Коалесцирующие фильтроэлементы конструктивно представлены тремя типами:
Преимущества:
При всех достоинствах фильтров-коалесцеров главным недостатком является то, что в поступающей жидкости практически всегда содержится определенное количество газов, которые выделяются в виде микропузырьков. Коалесцируя между собой, они частично закупоривают поровое пространство волокна, что в свою очередь снижает эффективность разделения, уменьшает активную площадь фильтрации, увеличивает сопротивляемость прохождения фильтруемой среды.
Мы предлагаем свои решения в области коалесцирующих фильтров, а именно:
Наши специалисты готовы ответить на ваши вопросы.
