Necesitatea separrii reziduurilor petroliereConform conveniei
MARPOL 73/78 toate navele peste 400 TRB sunt obligate s foloseasc
instalaii separatoare de reziduuri petroliere, astfel nct n apa
evacuate peste bord coninutul de hidrocarburi s se menin sub
anumite valori limit.n apa de santin i n cea de splare a tancurilor
de marf (cazul navelor petroliere) se afl reziduuri formate din
motorin, pcur, uleiuri de ungere i alte hidrocarburi petroliere are
caror densitati variaza intre limitele r =(0,80...0,98) t/m3.
Pentru densitati ale apei de mare w=(1,020 1,025) t/m3 ntre cei doi
componeni rezult o diferen de densitate t/m3. Aceast diferen
constituie baza funcionrii separatoarelor.Procese de aglomerare i
separare din ap a hidrocarburilorProcedee: separare gravitaional;
separare prin aglomerare; separare prin flotare; separare prin
filtrare separare prin centrifugare (hidrociclonare).Din motive de
sigurann funcionare nu este admis utilizarea substanelor chimice
pentru separarea din ap a hidrocarburilor. Separarea
gravitaionalDatorit diferenei de densitate dintre hidrocarburi i ap
se produce o separare pe straturi, adic hidrocarburile care sunt
mai uoare se vor dispune ntotdeauna la partea superioar, de unde
pot fi colectate;Asupra picaturii din interiorul separa-torului vor
aciona urmtoarele fore: Fa fora ascendent, ce apare ca diferena
dintre greutatea particulei i fora arhimedic; Ff fora de frecare
dintre particul i ap, ca urmare a deplasrii acesteia.
Separarea gravitaional ObservaiiDiametrul separatorului
gravitaional poate fi cu att mai mic cu ct diametrul particulei
este mai mare. Aceasta nseamn, c este preferabil ca particulele s
fie preluate dintr-un spaiu de decantare sau n prealabil s-i mreasc
diametrul prin procedeul de aglomerare. Se interzice a particulele
sa fie emulsionate nainte de intrarea in separator. Pentru aceasta
pompa separatorului de santin trebuie s fie o pomp de tip volumic
ce realizeaz o emulsionare minim a amestecului ap-reziduuri
petroliere. Acest lucru este realizat prin folosirea pompelor cu
uruburi, cu lamele, cu roi dinate sau cu piston.Pentru a evita
emulsionarea (defragmentarea particulei de hidrocarbur i
amestecarea ei cu apa), n unele situaii pompa se monteaz dup
separator, astfel nct acesta (separatorul) se afl amplasat pe
aspiraia pompei. Apa i combustibilul n acest caz nu vor fi
emulsionate i procesul devine mult mai eficient la utilizarea
procedeului de separare gravitaional.Separarea prin aglomerareSe
urmrete mrirea dimensiunii particulei de hidrocarbur n scopul
asigurrii unei fore arhimedice mai mari (particula mai mare
dizlocuiete un volum de lichid mai mare) i a unei separri rapide;
Aceasta operatiune se efectueaza prin montarea inaintea
separatorului gravitational a unui recipient prezavut cu talere ce
realizeaza aceasta actiune de marire a diametrului particulei. In
timpul curgerii, particulele de hidrocarburi adera una la cealalta
si astfel se obtine marirea diametrului, ceea ce mareste mult
capacitatea de separare a hidrocarburilor din apa. Separarea prin
flotareProcedeul presupune insuflarea aerului comprimat prin partea
inferioara a recipientului (separatorului), in care sunt introduce
apele reziduale. Astfel particulele de combustibil vor adera la
bulele de aer si vor urca la suprafata odata cu acestea. Este o
solutie eficienta atunci cand particulele de combustibil au
densitatea apropiata de cea a apei.Separarea prin
centrifugareSeparare prin centrifugare (hidrociclonare) apa
contaminat cu hidrocarburi se introduce cu vitez mare ntr-un sistem
spiralat, unde se produce separarea ca urmare a diferenei de
densitate pus n eviden prin cmpurile de fore centrifuge.SEPARAREA
CELOR DOU MEDII CU AJUTORUL ICANELORicanele sunt elemente
constructive ce provoac devierea particulelor pe o traiectorie
curbilinie, unde se manifest cmpuri de fore centrifugale de
separare. icanele pot fi de dou tipuri:
Separator cu icane de tip sus - jos - sus
Separator cu icane de tip jos - sus - jos
Sunt utilizate numai icanele sus - jos - sus, care realizeaz
separarea eficient a celor dou medii. La icanele jos-sus-jos dup
separare, are loc o nou intersecie a celor dou medii, care face ca
utilizarea acestora s nu fie eficient.Hidrocicloanele sunt aparate
care realizeaz centrifugarea amestecului care urmeaz a fi separat,
cu ajutorul presiunii dinamice a acestuia. Ele au trei racorduri:
un record de intrare a amestecului (w+r) i dou racorduri de ieire w
i r a celor doi componeni. Dei n concentraii constante au
eficacitate ridicat, n cazul instalaiilor navale, unde amestecul de
santin are concentraii variabile, nu sunt larg utilizate.Separarea
reziduurilor petroliere prin filtrareIn cazul separatoarelor de
santina filtrarea este operatia de separare a sistemului eterogen
lichid-apa-reziduuri petroliere in cele doua faze constituente, cu
ajutorul unui mediu de filtrare.Procesul hidromecanic complex al
filtrrii depinde de caracteristicile mediului de filtrare (viteza,
diferena de presiune, temperatura) i de condiiile de regenerare a
filtrelor. Filtrele utilizate la separatoare pot fi de suprafa
(site) sau volumice (baterii). Filtrele volumice sunt caracterizate
prin forma particulelor i porozitate.Construcia instalaiilor
separatoare de reziduuri petroliereCONSIDERAII GENERALEPrivind
procedeele dinamice de aglomerare i separare s-a reuit s se obin
ape purificate la nivelul de concentraie 100 p.p.m, seciunea A.
Pentru a se atinge nivelul de concentraie n hidrocarburi de
15p.p.m. este unanim acceptat necesitatea utilizrii filtrrii, n
general ntr-o seciune secundar, pentru a putea fi uor curat atunci
cnd filtrul se colmateaz, seciunea BSistem complex de tratare a
reziduurilor petroliere
A - stadiul de prelucrare grosier - separarea gravitaional;B -
stadiul de prelucrare fin -fenomene de separare prin
filtrare/membran;
1 - tanc de reziduuri de hidrocarburi; 2 - tanc de santin/ tanc
de colectare; 3 - sistem de reinere a hidrocarburilor cu talere
plane; 4 - distribuia elementului filtrant; 5 - alimentare cu ap
curat; 6 - sit; 7 - pomp de alimentare; 8 - tanc de curare; 9 -
tanc de emulsionare; 10 - pomp volumic; 11 - sistem tip membran; 12
- tanc de transfer; 13 - pomp de transfer; 14 - sistem de
monitorizare a descrcrii (ODME); 15 - sistem de nregistrare
(poziia, data, ora);16 - recirculare la tancul de santin; 17 -
valvul cu 3 ci; 18 - descrcare peste bord.Separatorul cu
hidrocicloaneSeparatorulasigurperformane notabile n exploatare.
1. racord de intrare amestec;2. robinei de prelevare probe
pentru evacuare hidrocarburi i aerisire;3. alimentare electric; 4.
bloc traductori de nivel;5. servovalvula;6. valvula pneumatic
future;7. tor de aglomerare pe inele;8. filtru volumic;9.
hidrocicloane;10. racord evacuare hidrocarburi separate;11. record
de alimentare cu aer comprimat;12. racord de evacuare ap tratat;13.
coloana de sedimentare.Separatorul folosete aglomerarea
hidrocarburilor n hidrocicloanele 9, sedimentarea gravicentrifugal
n coloana 13, aglomerarea pe inele n torul 7 i filtrarea volumic n
elementele 8
