Сепаратор что это: Принцип работы сепаратора: Как работает сепаратор?

Posted on 15.06.202319.03.2023 by alexxlab

Содержание

Принцип работы сепаратора: Как работает сепаратор?

Wiki
Технология разделения
Принцип работы сепаратора

Технологии разделения

Сепаратор, или тарельчатая центрифуга, представляет собой центрифугу вертикальной компоновки. Он используется для разделения и осветления жидкостей. Принцип тарельчатого сепаратора позволяет разделить твердые и жидкие фазы или смешанные жидкие фазы под воздействием центробежной силы. По сравнению с декантерной центрифугой сепаратор существенно отличается по своей технической конструкции и вариантам применения.

Как работает сепаратор?

В основу функционирования тарельчатого сепаратора положен принцип осаждения. В смесях с твердой и жидкой фазами тяжелые твердые вещества накапливаются на дне емкости. Они опускаются под воздействием силы тяжести. (1) В непрерывно работающей системе для разделения твердой и жидкой фаз не все частицы твердого вещества успевают осесть на дно. Они снова покидают систему вместе с жидкой фазой. Разделение выполнено не полностью. Для предотвращения этого используется конструкция в виде ламелей или дисков. (2) Сам процесс сепарации происходит в пространстве между дисками. Чем больше количество пластин или дисков, тем больше площадь осветления. Конусообразная форма пластин или дисков предотвращает их закупорку, в следствие чего частицы твердого вещества просто соскальзывают с них. (3)

Принцип сепаратора позволяет отделять жидкости различной плотности, например, капельки масла в воде или капельки воды в масле.

Разделение, основанное на принципе силы тяжести (1 G), выполняется медленно и не эффективно для многих вариантов промышленного применения.

Тарельчатые сепараторы значительно ускоряют процесс разделения. Смесь из твердой и жидкой фаз они разделяют с помощью центробежной силы. «Эквивалентная площадь осветления», которая является измерением эффективности сепаратора, определяется на основании геометрической поверхности (площадь осветления) и центробежного ускорения.

Благодаря высоким силам инерции сепаратор достигает высокой эффективности разделения. По сравнению с декантером, сепаратор работает на более высоких скоростях и отделяет из жидкости более мелкие твердые вещества (частицы до 5 мкм).

Конструкция тарельчатого сепаратора

Разделяемая смесь поступает через стационарную впускную трубу (1) (подача) в распределитель вращающегося барабана (2) (емкость, в которой находится смесь). Там она ускоряется до окружной скорости барабана сепаратора. Важно, чтобы при распределении смеси не возникали ненужные срезывающие усилия, разрушающие мелкие частицы или создающие эмульсии. На внешней стороне основания распределителя предусмотрены прорези или отверстия, через которые отделяемый продукт поступает в пространство с дисками.

Разделение выполняется во внутреннем пространства между дисками сепаратора (3). Твердое вещество под действием центробежной силы стремится наружу и накапливается в так называемой камере твердого вещества (4). Жидкие фазы проходят через пространство между дисками и также под действием центробежной силы стремятся в противоположную сторону к оси барабана, а далее вытекают через диск разделения фаз (грейфер) или водослив(5). Используемая конструкция зависит от области применения.

Конструкция и принцип работы: линия подачи, барабан, пространство с дисками, линия выгрузки твердой фазы

Собранное твердое вещество выходит по отдельной выпускной линии (выгрузка твердой фазы). При этом имеются тарельчатые сепараторы с самоочищающимся барабаном (сепараторы непрерывного действия) и ручные сепараторы. В сепараторах с самоочищающимся барабаном последний имеет механизм открывания, через который с равным временным интервалом выполняется выгрузка отделенных твердых веществ (6).

В этом случае барабан состоит из нижней части барабана, в котором расположен гидравлический механизм опорожнения, а также крышки барабана.

Гидравлический разгрузочный механизм открывает барабан сепаратора в самой выступающей части корпуса центрифуги, где собираются твердые вещества. После выхода твердой фазы барабан сепаратора снова закрывается. Это происходит за несколько десятых долей секунды.

Сепаратор, как правило, приводится в движение с помощью поликлинового или плоскоременного привода. Это зависит от конструктивного размера сепаратора. Управление приводным двигателем осуществляется с помощью преобразователя частоты.

Области применения технологии сепарации

Сепараторы предназначены для решения задач разделения, при которых необходима высокая точность разделения или при которых требуется отделение тончайших частиц. Они используются также для разделения твердой и жидкой фаз с небольшой разницей в плотности. Тарельчатые сепараторы обладают очень многообразными вариантами применения и используются в различных отраслях промышленности, в том числе:

в пищевой промышленности и производстве напитков
в масложировой промышленности
в химической, фармацевтической промышленности и биотехнологии
в нефтяной промышленности и энергетике
в сфере защиты окружающей среды

Сепараторы используются главным образом для трех различных методов разделения:

в качестве кларификатора/осветлителя для осветления жидкостей. Осветление — это выделение тонкоизмельченных частиц твердого вещества из жидкости. Сепаратор используется для смесей с низким содержанием твердого вещества. Если очищаемая смесь содержит большое количество твердого вещества, то правильным выбором является декантер. Типичным примером применения сепаратора является осветление фруктового сока путем удаления веществ, обуславливающих помутнение.
В качестве очистителя / разделительного сепаратора для разделения жидкостей. Разделение — это отделение жидкости с более низкой плотностью от жидкости с более высокой плотностью. Примером использования сепаратора является отделение капель воды от минерального масла. При этом можно отделять твердые вещества.
Для сгущения жидкостей. Концентрирование — это выделение (концентрация) легкой жидкой фазы из тяжелой жидкой фазы. Примером является извлечение эфирного масла из воды с использованием сепаратора. Одновременно возможно отделение твердых веществ.

Источник

Технология производства пищевых продуктов и биотехнологии, Х. Г. Кесслер (Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik, H.G. Kessler)

Category Технологии разделения

Наверх

для чего он нужен, как работает и какие существуют виды

Сепаратор – почти универсальная машина, которая предназначена для очистки и разделения жидкостей, а также твердых тел. Сепаратор может быть задействован для сбора, утилизации и переработки отходов и мусора. Понять детально, что такое сепаратор, просто: конструкция и принцип действия не являются сложными.

Содержание статьи

1 Сепаратор – что это такое
2 Из чего состоит сепаратор, принцип работы
3 Для чего нужен сепаратор
- 3.1 Где используется в уборке, утилизации, переработке
- 3.2 Сепараторы в химии и пищевой промышленности
4 Какие существуют виды сепараторов
- 4.1 По способам сепарации
- 4.2 По принципу действия
- 4. 3 По сфере применения
5 Схема сепаратора

Сепаратор – что это такое

Сепаратор – это аппарат для разделения веществ. Работа сепаратора (от англ. separate – разделять) заключается в разделении жидкостей или их смесей. При этом жидкости на выходе не станут абсолютно чистыми, а будут иметь содержание изначальных компонентов или определенных фракций. Такой аппарат способен снизить количество твердых примесей в жидкости или отделить друг от друга жидкости с разной плотностью – масло и воду.

Конструкция изготавливается чаще всего в виде центрифуги, имеет размеры в широком диапазоне в зависимости от мощности и снабжается приводом, измерительными устройствами и органами управления.

Из чего состоит сепаратор, принцип работы

Почти всегда вне зависимости от того, для чего нужен сепаратор, материальная часть примерно одинакова:

Станина – основа аппарата, на нее устанавливаются остальные части.
Барабан, являющийся корпусом с заключенными в нем распределительными тарелками.
Механизм привода, состоящий из электрического двигателя, вала и при необходимости – зубчатых колес, приводит в движение рабочий орган (барабан).
Устройство для приема и вывода делает подвод рабочей жидкости в барабан и раздельный отвод из него получаемых жидкостей с отличающимися характеристиками.

Принцип работы сепаратора состоит в создании быстрого вращения, в результате чего под действием ряда сил выполняется разделение на составляющие.

Важно! Новых веществ при этом не образуется. На выходе получается та же жидкость, но с различным содержанием определенной фазы или с различной плотностью.

В принципе действия сепаратора отсутствуют большие сложности. Подготовленная при необходимости среда подается в приемное устройство. Из него поступает в барабан. В результате работы двигателя барабан вращается. Под действием центробежной и центростремительной сил образуются фазы жидкости. Обладая различными характеристиками, они подаются в разных направлениях по конструктивным элементам барабана – в сторону выводного устройства.

Через выводное устройство выполняется их съем независимо друг от друга.

В зависимости от назначения и размера целого аппарата размер и состав отдельных частей может изменяться. Барабан может отсутствовать, будучи замененным чашей в малых моделях либо состоять из десятков элементов в промышленных моделях под тысячи литров, а двигателя может не быть – может присутствовать ручной привод. Как выглядит сепаратор, не так важно.

После начала подачи вводимой жидкости устанавливается режим ее выхода. Чем сильнее крутится барабан, тем сильнее напор и тем глубже происходит очистка.

Устройство сепаратора интересно также особой опорой барабана. При любой скорости вращения барабана возникает ситуация, когда в разных участках полости образуется несимметричная в своем расположении масса. Это создает эксцентриситет прилагаемой нагрузки и может повлиять на конструктивную целостность барабана, особенно – промышленных моделей.

Проблема заключается в возникновении негативных колебаний барабана в опорных точках. Усиливающий фактор – погрешности при производстве, потому как при серийном выпуске сложно совместить оси инерции и вращения. В целом это приводит к появлению разрушающего резонанса. Следует его устранить, для чего сепаратор оснащается упругой опорой барабана: при вращении на любой скорости и любой загрузке барабан автоматически займет пространственное положение, в котором разрушающее действие от вращения отсутствует.

Размер и мощность диктует сложность конструкции. В домашнем хозяйстве используются аппараты с барабаном-чашей и слабым мотором, для промышленных нужд применяются тарельчатые модели с дизельными двигателями и собственной системой управления в отдельном шкафу. Именно цель и вещество определяют, как устроен сепаратор.

Для чего нужен сепаратор

Сферы применения – там, где требуется разделение на фазы с разными плотностями или очистка с высокой точностью по критерию размера частиц.

Где используется в уборке, утилизации, переработке

Для уборки помещений широко применяются моющие пылесосы сепараторного типа.

В утилизации задействуются сепараторы, основа действия которых основывается на характеристиках разделяемых частей:

Магнитные свойства: притягивание железосодержащих элементов к электромагниту от конвейера.
Смачиваемость: несмачиваемые и плавающие таким образом частицы собираются в отличие от смачиваемых и тонущих.
Плотность: введение в смесь твердых веществ жидкости с промежуточной плотностью, что разделяет в центробежном поле или под действием гравитации.

Сепаратор также подходит для переработки различных продуктов и сред. Он успешно справляется с разделением на фракции отходов ферм, с сепарированием отходов на виды для дальнейшей глубокой обработки, трудится на очистке и переработке опилок и стружки (мебельная промышленность).

Сепараторы в химии и пищевой промышленности

Сепаратор в химии и пищевой промышленности:

получает более насыщенную жидкость – сливки к кофе;
стратифицирует в отдельные фракции – добыча плазмы из донорской крови;
убирает примеси – осуществляется очистка от взвешенных частиц.

Какие существуют виды сепараторов

Для чего предназначен сепаратор, можно понять после отнесения к той или иной категории, потому как в производственных условиях рядом могут располагаться несколько разных моделей.

По способам сепарации

По способу сепарации существует такая классификация сепараторов:

Работающие с линейными характеристиками: размерами, массой и формой выделяющихся частиц.
По характеристикам поверхностей твердых частиц, на которые рассчитан процесс: шероховатость, упругость, коэффициент трения, смачиваемость.
По токопроводным и иным характеристикам – электропроводность, намагничиваемость, радиоактивность и т. д.

По принципу действия

Виды сепараторов по принципу действия бывают следующие:

Центробежные и центробежно-вихревые: разделение происходит без фильтрующих элементов за счет направления жидкости таким образом, при котором более тяжелые компоненты отводятся от центра вращения.
Шнековые и прессо-шнековые: вращающийся шнек проталкивает через ячейки частицы только с определенным размером.
Отстойные: выделяют осаждающуюся взвесь из суспензии и скатывают ее по наклонной поверхности.
Вибрационные: создание воздействия на сыпучие тела для их отсеивания и сортировки.
По типу обработки жидкости выделяют такие назначения сепаратора:
Разделяющий или очищающий жидкость: выделение жидкостей с более высокой и более низкой плотностями, возможно выделение твердых веществ.
Сгущающий жидкость: суть в выводе более легкой или тяжелой фазы из жидкости; например, концентрирование эфирных масел; возможно выделить твердые вещества.
Осветляющий жидкость: процесс выделения частиц с малым размером из жидкости; например – классификация фруктовых соков является удалением веществ, которые придают мутность.

Осветление применяется для жидкостей с небольшим количеством взвешенного твердого вещества, а для более насыщенного раствора используется декантер. Как сепаратор — это устройство также используется, но со своей спецификой.

По сфере применения

По назначению выделяются несколько категорий сепараторов:

Пищевая промышленность: получение сливок и молока различной жирности, обезжиривание творога, удаление посторонних примесей, производство спирта и пива.
Сельское хозяйство – переработка отходов бойни, сортировка зерна и семян, обработка помета отжимом, сушкой и разделением на фазы жидкую, для применения в качестве удобрения, и твердую, которую можно гранулировать для реализации.
Химическая промышленность: разделение эмульсий, очистка взвесей, выделение растворенных в жидкостях газов, производство топлива.
Фармацевтика и биотехнологии: очистка препаратов и реагентов от примесей, задействование при производстве антибиотиков, разделение крови на компоненты, сортировка сырья на особой тарельчатой конструкции.
Топливно-энергетический комплекс и промышленность: очистка нефти и нефтепродуктов от примесей, отделение масла от охлаждающей жидкости в масляных хозяйствах энергетических объектов, очистка топлива перед подачей в двигатель.
Горнодобывающая отрасль: обогащение и очистка рудных и нерудных материалов.
Сфера защиты окружающей среды: разделение пищевых и бытовых отходов, очистка сточных вод на предприятиях и льяльных вод на водном транспорте от нефтяных продуктов, масел, гидравлических жидкостей, антифризов и чистящих химикатов.
Транспорт: очистка топлива для автомобиля и ДВС — бензин, дизель.

Схема сепаратора

Как работают сепараторы молочные, видно по схеме:

Схема строения: 1 – выходные насосы; 2 – крышка барабана; 3 – отверстие распределения; 4 – набор тарелок; 5 – затяжное кольцо; 6 – держатель тарелок; 7 – днище барабана; 8 -корпус барабана; 9 – веретено.

То, из чего сделан сепаратор, может меняться в зависимости от рабочего вещества.

Что такое разделитель? – Croft Productions Systems

Нефтегазовый сепаратор используется для удаления и сбора жидкостей из природного газа. Правильно спроектированный сепаратор также обеспечит выделение унесенных газов из скопившихся углеводородных жидкостей. У этих сепараторов может быть много названий или разных целей, таких как сепараторы жидкости, сепараторы масла, сепараторы воды и масла и т. д., но наиболее распространенные сепараторы являются двухфазными; отделяет газ от жидкости или трех фаз; разделяет газ, нефть и воду. Все сепараторы используют гравитацию для разделения.

Сепаратор скважинного потока должен выполнять следующие функции:

Секция первичной сепарации: впускной дефлектор заставляет жидкость менять направление к корпусу сосуда, где она растекается тонкой пленкой, позволяя газу-раствору вырваться наружу . Эта секция удаляет и отделяет в основном жидкие углеводороды от газа.
Секция вторичной сепарации: скорость газа и жидкости снижается, поскольку они входят в большее пространство. Это позволяет жидким частицам начать падать к секции накопления жидкости под действием силы тяжести и удаляет из газа большую часть захваченного жидкого тумана.
Секция сбора жидкости: Все сепараторы должны иметь место для сбора жидкости. Время удерживания жидкости обычно составляет одну минуту для двухфазного разделения. Это дает время для того, чтобы любой газ вырвался из скопившейся жидкости и достиг измеримого уровня. См. части раздела о накоплении жидкости.
Секция вытяжки тумана: в этой секции используется вытяжка тумана для удаления любого тумана, выносимого с газом. Они предназначены для того, чтобы направить газ по извилистому пути, чтобы туман скапливался на устройстве и стекал в секцию жидкости.

Для выполнения этих функций конструкция сепаратора должна:

Определять и рассеивать энергию скважинного потока на входе в сепаратор.
Убедитесь, что скорости потока газа и жидкости достаточно низки, чтобы могла произойти гравитационная сегрегация и парожидкостное равновесие.
Свести к минимуму движение в газовой секции сепаратора и снизить скорость.
Исключить всасывание и транспорт отделенной жидкости в газ.
Накопление и контроль пенообразования в сосуде.
Обеспечьте выпускные отверстия для газов и жидкостей и поддерживайте заданное рабочее давление и уровни жидкости.
Предохранительный клапан PSV для сброса избыточного давления на случай закупорки выпускных отверстий для газа или жидкости или неисправности клапанов.
Предоставить оборудование (манометры, термометры и датчики уровня жидкости) для визуальной проверки правильности работы сепаратора.
Обеспечьте прочистное отверстие в точках, где будут скапливаться твердые частицы, если они присутствуют во входящем потоке.

Основные соображения

Целью идеального выбора сепаратора и его конструкции является разделение потока скважины на газ, не содержащий жидкости, и жидкость, не содержащую газа. В идеале газ и жидкости достигают состояния равновесия при существующих условиях давления и температуры внутри сосуда. Поскольку разделение до состояния истинного равновесия, как правило, экономически нецелесообразно, были установлены отраслевые согласованные стандарты в отношении времени удерживания жидкости для прорыва растворенного газа и уноса жидкости в газ. Рекомендации по коэффициенту удержания могут варьироваться в зависимости от пользователя, но большинство из них остаются в пределах 1–3 минут, особенно в горизонтальных разделителях. В некоторых случаях технологическое оборудование и условия после сепаратора будут определять необходимую степень разделения и фактическую конструкцию. Чтобы узнать, как работает сепаратор при разделении нефти и газа, читайте в другом нашем блоге Как работает сепаратор в нефтегазовой отрасли?

Характеристики скважинного потока

Следующие характеристики влияют на выбор сосуда, в дополнение к очевидным количествам разделяемых жидкостей и газа:

Пропорции газа и жидкостей, составляющих входной поток газ и жидкости
Различия между вязкостью газа и жидкостей
Температура и давление, при которых должно производиться разделение
Размеры частиц жидкостей в газовой фазе или газа в жидкой фазе
Идентификация примесей или особых условий, таких как H3S, CO2, трубная окалина, пыль, пена, туманы и т. д.
Мгновенные скорости потока, также известные как пробки или под заголовком

Сепараторы чаще всего производятся двух основных форм — вертикального и горизонтального . Каждый из них имеет определенные преимущества, и выбор обычно основан на том, что позволит достичь желаемых результатов с наименьшими затратами.

Вертикальные сепараторы:

Вертикальные сепараторы способны обрабатывать большие порции жидкости и поэтому чаще всего используются на потоках скважин с низким и средним газовым отношением. Они идеально подходят в качестве сепараторов на входе в технологическое оборудование, поскольку могут сглаживать пульсирующие потоки жидкости. Специальные вертикальные сепараторы, называемые сепараторами песка, когда ожидается чрезмерное образование песка. Вертикальные сепараторы занимают меньше места, чем другие типы сравнимых размеров. Это важное соображение, когда площадь пола может быть очень дорогой, например, на морской платформе. Однако, поскольку естественный восходящий поток газа противодействует падающим каплям жидкости, вертикальный сепаратор может быть больше и дороже горизонтального сепаратора при той же производительности по газу.

Применение вертикальных сепараторов

Потоки скважин с большим отношением жидкости к газу
Потоки скважин со значительным количеством песка, ила или других родственных веществ
Области с ограниченным горизонтальным пространством, но небольшими или отсутствующими ограничениями по вертикальной высоте
Скважина потоки или технологические потоки, характеризующиеся большими мгновенными объемами жидкости
Перед другим технологическим оборудованием, допускающим практически полное отсутствие уноса капель жидкости в газе
После оборудования, вызывающего образование жидкости

Горизонтальные сепараторы

Горизонтальные сепараторы идеально подходят для скважинных потоков с высоким газовым отношением, постоянным потоком и небольшими характеристиками пульсации жидкости. Горизонтальные сепараторы меньше по размеру и дешевле вертикальных сепараторов при той же производительности по газу. Частицы жидкости в потоке скважины движутся горизонтально и вниз одновременно в результате действия на них двух сил — горизонтальной силы газового потока и направленной вниз силы тяжести. Следовательно, в горизонтальных сепараторах можно допускать более высокие скорости газа и при этом получать ту же степень разделения, что и в вертикальных сепараторах. Горизонтальная конфигурация лучше всего подходит для разделения жидкость-жидкость-газ или трехфазного разделения из-за большой площади поверхности раздела между двумя жидкими фазами.

Применение в горизонтальном сепараторе

Области, где есть ограничения по высоте по вертикали
Производство пены, где большая доступная площадь поверхности жидкости позволяет увеличить выделение газа и разрушение пены
Применение трехфазного разделения для эффективного разделения жидкость-жидкость
Перед технологическим оборудованием, которое не допускает попадания капель жидкости в газ
После оборудования, вызывающего образование жидкости
Потоки скважин с высоким отношением газа к нефти и постоянным потоком с небольшим выбросом жидкости или без него
Применения, требующие конструкции ковша и водослива для трехфазной работы

Купить новые детали для сепаратора.

Продайте бывшие в употреблении сепараторы.

Узнайте больше о предлагаемых нами подержанных сепараторах.

Узнайте больше о наших новых вариантах производства сепараторов.

Опубликовано 9 октября 2019 г. Кэмерон П. Крофт

Определение и значение разделителя

— Merriam-Webster

сеп·а·ра·тор ˈse-pə-ˌrā-tər

ˈse-ˌprā-tər

: тот, который отделяет

особенно : устройство для разделения жидкостей с разным удельным весом (например, сливок от молока) или жидкостей от твердых веществ

Синонимы

делитель
отдел
раздел
разделение

Посмотреть все синонимы и антонимы в тезаурусе

Примеры предложений

малыш настоял на обеденной тарелке с разделителями , чтобы разные продукты никогда не соприкасались друг с другом

Недавние примеры в Интернете У других команд была такая же проблема, хотя у разделитель , возможно, для «Рейнджерс» — это то, насколько радикальным было изменение состава. — Dallas News , 21 июня 2022 г. Литий-ионные аккумуляторы состоят из анода, катода, электролита и сепаратора . — Даррен Орф, Popular Mechanics , 7 февраля 2023 г. Ковбои считают Хендершот своим лучшим сепаратором 9 для прохождения маршрута .0010 их трудных концов. — Dallas News , 25 сентября 2022 г. Некоторые из тех же транспортных средств, на которые распространяются меры безопасности, также были отозваны прошлой весной из-за потенциально неисправного сепаратора моторного масла , который может привести к утечке масла и потенциальному возгоранию под капотом. — Майк Колиас, WSJ , 25 ноября 2022 г. Чтобы изолировать интересные или новые изотопы от остальных, 9Разделитель 0009 находится между целью и датчиками. — Артемис Спайроу, Разговор , 14 ноября 2022 г. Компании будут работать над разработкой новой технологии сепаратора , которая может помочь улучшить безопасность электромобилей, зарядку и срок службы батареи. — Джейми Л. Ларо, Detroit Free Press , 3 ноября 2022 г. Частицы с нужным импульсом и электрическим зарядом будут проходить через разделитель а остальные поглощаются. — Артемис Спайроу, Разговор , 14 ноября 2022 г. В результате Китай стал основным добытчиком в мире и сепаратором редкоземельных элементов. — New York Times , 22 августа 2022 г. Узнать больше

Эти примеры предложений автоматически выбираются из различных онлайн-источников новостей, чтобы отразить текущее использование слова «разделитель». Мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв.

История слов

Первое известное использование

1607, в значении, определенном выше

Путешественник во времени

Первое известное использование разделитель был в 1607 г.

Посмотреть другие слова того же года

Словарные статьи Рядом с разделителем

разделительный

разделитель

разделитель человек

Посмотреть другие записи поблизости

Процитировать эту запись

Стиль

MLAChicagoAPAMMerriam-Webster

«Разделитель. » Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/separator. По состоянию на 19 марта 2023 г.

Копировать цитирование

Детское определение