Gaz, suyuqlik va suspenziya aralashmalarini tozalash va ajratish usullari

GAZ, SUYUQLIK VA SUSPENZIYA ARALASHMALARINI TOZALASH VA AJRATISH USULLARI
Reja

1. 
   Elektr usulida gaz aralashmalarini tozalash. Elektrofiltrlar
   
2. 
   suspenziya va emulsiyalarni ajratish qurilmalari. Sentrifugalar.
   
3. 
   Suyuqlik aralashmalarini ajratish. Aralashtirgichlar va ularni turlari
   

Xozirgi vaktda gaz aralashmalarini to‘liq ajratish uchun elektrofiltrlar ishlatiladi. Elektrofiltrlarning ishlash prinsipi, gaz aralashmalarini yuqori kuchlanishli tok ta’sirida 2 ta elektrod maydonidan o‘tkazib, ularni ionizatsiya kilishga asoslangan. Gaz aralashamalari to‘la ionizatsiyaga uchragandan so‘ng elektrodlarning birida uchqun hosil bo‘lib, charsillagan ovoz eshitiladi. Bu elektrod nurlanuvchi, ikkinchisi esa cho‘ktiruvchi elektrod deyiladi. CHo‘ktiruvchi elektrodninig tayyorlanishiga qarab trubali va plastinali bo‘ladi. Nurlanuvchi elektrodlar oddiy simdan tayyorlanadi. Elektrodlarning o‘rnatilishiga qarab, elektrofiltr gorizontal va vertikal bo‘ladi.

1 - tok manbai; 2 - transformator; 3 - o‘zgaruvchan tokni o‘zgarmas tokka aylantirib beruvchi qurilma; 4 - nurlanuvchi elektrod; 5 - cho‘ktiruvchi elektrod; 6 - elektrofiltr; 7, 8 - gaz aralashmasi boradigan va toza gaz chiqadigan shtutserlar; 9 - izolyator.
Har qanday elektrofiltr tok manbaidan, kuchli transformatordan, o‘zgaruvchan tokni o‘zgarmas tokka aylantiruvchi qurilmadan, elektrofiltrda joylashgan elektrodlar to‘plamidan iborat bo‘ladi. YUqoridagi rasmda tasvirlangan.
Ishlash prinsipi.
Gaz arashamasi elektrofiltrni pastki qismidan beriladi. Gazlar ionlashgandan so‘ng musbat va manfiy ionlarga ajraladi. Manfiy zaryadlangan chang zarrachalari cho‘ktiruvchi elektrodga qarab harakat qilib, harkat yo‘lida uchragan zarrachalarga o‘zining ma’lum zaryadini berib, cho‘ktiruvchi elektrodga o‘zining hamma zaryadini berib zaryadsizlanadi va neytral holda og‘irlik kuchi ta’sirida pastga cho‘kib tushadi. Tozalangan gaz qurilmaning yuqori qismidan chiqarib yuboriladi. Elektrofiltrlar o‘zgarmas tok ostida ishlaydi, SHuning uchun zarrachalar faqat cho‘ktiruvchi elektrodga qarab tartibli harakat qiladi. Agar o‘zgaruvchan tok ta’sirida ishlasa, zarrachalar tartibsiz harakat qilib va o‘z yo‘nalishini o‘zgartirib, tozalanmasdan gaz bilan chiqib ketishi mumkin edi.
Tozalanish darajasi juda ham yuqori 99,4 % ga teng. 1000 m³ gaz aralashmalarini tozalash uchun 0,8 kV elektroenergiya sarf bo‘ladi.
Kamchiligi: Elektrodlarning orasidagi masofa 2-3 mm, shuning uchun ishdan chiqqan vaqtda elektrodlarni tuzatib, o‘rniga qo‘yish qiyin. Elektrofiltrda nam va quruq holdagi gaz aralashmalarini tozalash mumkin.
Agar gaz aralashmalariga katta o‘lchamdagi qattiq zarrachalar aralashgan bo‘lsa bu holda siklonlar ishlatiladi. Siklonlarning diametri 150-1000 mm gacha bo‘ladi. Siklonlarning diametri ularning unumdorligini belgilaydi. Siklonlarning ishlash prinsipi markazdan qochma kuchlarninig hosil bo‘lishi ta’sirida ishlaydi. Markazdan qochma kuch gaz oqimining tezligi birdan kamayishi natijasida hosil bo‘ladi. Agar gaz aralashmasining miqdori ko‘p bo‘lsa, bu vaqtda batareyali siklonlar ishlatiladi. Batareyali siklonda bitta korpusda bir nechta siklon korpuslari o‘rnatiladi. Tozalanish darajasi berilayotgan gaz aralashmasining tezligiga va qattiq zarrachalarning o‘lcham kattaligiga bog‘liq bo‘ladi.
Suspenziya, emulsiya juda mayda zarrachalarni ajratish uchun sentrifugalar, markazdan qochma separatorlar ishlatiladi. Qattiq zarrachalar markazdan qochma kuch ta’sirida cho‘kmaga tushadi.
Sentrifugalar 2 xil bo‘ladi: cho‘ktiruvchi va filtrlovchi. CHo‘ktiruvchi sentrifuga qurilmasi barabandan iborat bo‘lib, u rotor yordamida aylanma harakat qiladi. Suspenziya barabanning yuzasiga tushishi bilan baraban bilan aylanma harakat hosil qilib, barabanning devorlariga siqiladi. Baraban turli shaklda, silindr, konus holatida bo‘lishi mumkin. Katta zarrachalar barabanning devoriga yopisha boshlaydi va ularning mayda-mayda zarrachalari o‘rnashib, suyuqliklarni siqib chiqaradi va barabanning devorida cho‘kmalar hosil bo‘ladi. Tindirilgan suyuqlik aylanish o‘qiga qarab harakat qilib, sentrifugaga berilayotgan suspenziya bilan barabanning yon tomonidan chiqarib yuboriladi.

1 - Qobiq; 2 - Rotor; 3 - Suspenziya beriladigan moslama 4 - Taqsimlovchi konus, 5 - Tindirilgan suyuqlik chiqadigan moslama
CHo‘ktiruvchi sentrfugalar qattiq zarrachalarning o‘lcham kattaligi 5-100 mm bo‘lgan vaqtda ishlatiladi. CHo‘ktiruvchi sentrfugalarda hosil bo‘lgan cho‘kmani quritish qiyin.

Filtrlovchi sentrfuga

Filtrlovchi sentrfuga sim to‘rli barabandan iborat bo‘lib, uning ustki qismi material bilan qoplangan bo‘ladi. Filtrlarga o‘xshab filtr to‘qimalarining ustki yuzalarida qattiq zarrachalar ushlanib qolinadi va cho‘kma hosil bo‘ladi. Filtrlangan suspenziya cho‘kma qatlamidan o‘tib sentrfugadan chiqib ketadi.
Filtrlovchi sentrfugalar doim qattiq zarrachalarning diametri 100 mk bo‘lganda suspenziyalarni filtrlash uchun ishlatiladi. Hosil bo‘lgan cho‘kmani quritish va yuvish qulay. Barabanning tuzilishiga qarab cho‘ktiruvchi yoki filtrlovchi sentrfuga sifatida ishlatish mumkin.
1 - Qobiq; 2 - Rotor; 3 - Drenajli setka; 4 - Filtr to‘qima; 5 - CHo‘kma; 6 - Suspenziya; 7 - Fugat.
Suspenziyalar va emulsiyalardan bir jinsli eritmalar olish uchun neftni qayta ishlash zavodlarida aralashtirish jarayoni keng miqyosda qo‘llaniladi. Aralashtirish jarayoni uchun uch xildagi aralashtirgichlar ishlatiladi.
1. Pnevmatik 2. Gidravlik, 3. Mexanik
Gaz, bug‘ va havoni tegishli trubalar orqali suyuqlik qatlamiga berilganda, pnevmatik aralashtirish hosil bo‘ladi.
Mayda teshikli trubalar (barbatyorlar) qurilmaning tag qismiga o‘rnatiladi.
Barbatyorlar zmeeviksimon, spiral halqasimon, chorrahali shaklda bo‘ladi. Barbatyorlar agressiv suyuqliklar aralashtirilganda ishdan chiqmasligi uchun zanglamaydigan po‘latdan tayyorlanadi.
Gidravlik aralashtirgichlar pnevmatik aralashtirgichlarga nisbatan neftni qayta ishlash zavodlarida keng miqyosda ishlatiladi. Gidravlik arashatirgichlar neftdan olingan tayyor mahsulotlarni aralashtirish uchun ishlatiladi. Gidravlik aralashtirish nasos orqali amalga oshiriladi. Bu vaqtda nasos bir idish ichidagi suyuqlikni o‘sha idishga qayta haydaydi. Gidravlik aralashtirish injektor va drossel qurilmalari vositasida amalga oshiriladi. Benzin bilan NaOH ni aralashtirish jarayoni injektor aralashtirish orqali amalga oshiriladi. Benzin soplo orqali o‘tganda kam bosim hosil qilib, natriy ishqorini aralashish kamerasiga so‘rish muhitini yaratib, u benzin bilan aralashadi. Aralashma diffuzorga tushib, u kerakli idishga haydaladi. Soplo va diffuzorlar korroziyaga chidamli materiallardan tayyorlanadi. Drossel usuli bilan aralashtirilganda suyuqlik oqimininng turbulentligini (to‘lqinsimon harkatini) oshirib amalga oshiriladi. Drossellash suyuqliklar ko‘ndalang kesimlari birdan toraygan yoki birdan kengaygan trubalardan suyuqlikni o‘tkazib suyuqliklarni harakat tezliklarining o‘zgarishi natijasida amalga oshiriladi. Bu xildagi aralashtirgichlar tiniq neft mahsulotlarini tozalashda ishlatiladi.
Mexanik aralashtirish neft mahsulotlarini aralashtirishda keng miqyosda qo‘llaniladi. Aralashtirish uchun kurakchali, qanotli, ramali, yakorli, turbinali aralashtirgichlar ishlatiladi.
Kurakchali aralashtirgichlar qattiq zarrachalarni maydalash va eritish uchun ishlatiladi. Ular bir va ko‘p kurakchali bo‘lib, valga o‘rnatilgan bo‘ladi. Kurakchalar diametri qurilmaning 0,5-0,7 diametriga teng bo‘ladi. Ularning aylanma harakat tezligi aralashmaning yopishqoqligiga bog‘liq bo‘lib, 1-3 m/s ga teng bo‘ladi.
Ramali aralashtirgichlar ko‘p miqdordagi, yopishqoqligi yuqori bo‘lgan neft mahsulotlarini aralashtirish uchun qo‘llaniladi.
Ramali aralashtirgichlar bir-biriga gorizontal, vertikal, qiya holda bir-biriga mahkam biriktirilgan kurakchalardan iborat bo‘ladi.
Quyuq va yopishqoqligi katta bo‘lgan eritmalarni aralashtirish uchun yakorli aralashtirgichlar ishlatiladi. Eritmalarning yopishqoqligi 20 spz gacha bo‘lishi mumkin. Bu aralashtirgichlar qo‘llanilganda aralashtirgich qurilmasi bilan idish devorlari orasidagi oraliq masofa 0,05  D idish diametriga teng bo‘ladi.
Propellerli aralashtirgichlar yopishqoqligi uncha katta bo‘lmagan suyuqliklarni aralashtirish uchun ishlatiladi. Aralashtirish suyuqlikning propeller bilan tez to‘lqinsimon aylanishi natijasida sodir bo‘ladi. Propellerli aralashtirgichning asosiy ishchi organi o‘qqa o‘rnatilgan propeller (yoki vint) dan iborat. O‘q gorizontal, vertikal yoki qiya o‘rnatilgan bo‘lishi mumkin. Vintli aralashtirgich quyidagi kattaliklarga ega d = 0,25  0,33D,  = 0,5  1, n = 150  1000 ayl/min. Vint qiya joylashtirilsa varalashtirishning samaradorligi oshadi.
Turbinali aralashtirgichning asosiy ishchi organi turbina g‘ildiragi bo‘lib, u vertikal o‘qqa joylashtirilgan bo‘ladi. Suyuqlik aralashtirgichning markaziy teshiklaridan kirib, u erda markazdan qochma kuch ta’sirida tezlanish olgan holda g‘ildirakdan radial yo‘nalishda chiqib ketadi. G‘ildirakda suyuqlik vertikal yo‘nalishdan gorizontal yunalishga o‘tib katta tezlik bilan chiqadi.
Bunday aralashtirgich qovushoqligi kam va katta bo‘lgan ( < 500 Pas) suyuqliklarni aralashtirish uchun ishlatiladi. Turbinali aralashtirish uchun d=(0,15  0,6)D va n = 200  2000 ayl/min. ga teng.
Turbinali aralashtirgichning g‘ildiragi ochiq va yopiq holda bo‘lishi mumkin.
Bulardan tashqari shnekli, lentali, planetar vibratsion va boshqa aralashtirgichlardan ham foydalaniladi. Nyuton va pastasimon suyuqliklarni aralashtirish uchun shnekli va lentali aralashtirgichlar ishlatiladi.
Vibratsion va planetar aralashtirgichlar katta xajmdagi (100 m³  1000 m³), yopishqoqligi katta suyuqliklarni aralashtirish uchun ishlatiladi.
Nazorat uchun tayanch so‘z va iboralar
Ionizatsiya - gaz aralashmalarini yuqori kuchlanishli elektr toki ta’sirida ionlarga ajralishi.
Nurlanuvchi elektrod - gaz aralashmalari to‘la ionlarga ajralagandan so‘ng elektrodda uchqun hosil bulishi.
CHo‘ktiruvchi elektrod - chang zarrachalarini zaryadsizlantirib, og‘irlik kuchi vositasida va cho‘ktiruvchi qurilma.
Siklon - gaz va suyuklik aralashmalaridagi qattiq mayda zarrachalarni markazdan qochma kuch ta’sirida ajratib beradigan kurilma.
Sentrifuga - suyuklik aralashmalaridagi og‘irroq fraksiyalarni markazdan qochma kuch ta’sirida ajratib beradigan qurilma.
Pnevmatik aralashtirish - havo yordamida gaz va suyuqlik aralashmalarini aralashtish.
Gidravlik aralashtirish - suyuqlik yordamida aralashtirish.

Nazorat uchun savollar

1. 
   Elektr toki yordamida gaz aralashmalarini tozalash.
   
2. 
   Elektrofiltrning tuzilishi va ishlashi.
   
3. 
   CHo‘ktiruvchi va filtrlovchi sentrfuga.
   
4. 
   Gidravlik va pnevmatik aralashtirish.
   
5. 
   Aralashtirgichlarning turlari.
   
6. 
   Sentrfuganning ishlash prinsipi.
   
7. 
   Elektrofiltrda qanday tok ishlatiladi.
   
8. 
   Siklonlar va ularning ishlash prinsipi.
   
9. 
   Gidravlik aralashtirgichlarning tuzilishi va ishlash prinsipi.
   
10. 
    Mexanik aralashtirgichlarning ishlash jarayonlari.