Механическое разделение смесей жидкостей

Две жидкости, не растворяющиеся друг в друге, при интенсивном преремешивании образуют эмульсию. Водонефтяная эмульсия- система из двух взаимно нерастворимых жидкостей, в которых одна распределена в другой во взвешенном состоянии в виде мельчайших капель.

Та жидкость, которая образует взвешенные капли, называется дисперсной фазой, а та, в которой взвешены капли, — дисперсионной средой.

Существуют два типа нефтяных эмульсий:

- нефть в воде, или гидрофильная эмульсия, нефтяные капли образуют дисперсную фазу внутри водной среды;

- - вода в нефти, или гидрофобная эмульсия, капли воды образуют дисперсную фазу в нефтяной среде.

 

 

Техническое разделение эмульсий осуществляется на физической основе двумя способами:

- путем осаждения (седиментация под действием силы тяжести или центробежных сил на основе разницы плотностей двух жидкостей,

- путем ультрафильтрации на основе разной проницаемости при прохождении через мембрану.

 

Разделение эмульсий посредством седиментации

При декантирование разделение эмульсии на составляющие ее жидкие компоненты производится путем автоматического расслоения (деэмульгирования) в силу разных плотностей жидкостей.

Притекающая эмульсия поступает в большую емкость с очень малой скоростью течения. При этом капли более легкой жидкости всплывают и сливаются, в то время как более плотная жидкость оседает и собирается внизу. Между более легкой и более тяжелой жидкостями возникает поверхность раздела. Более тяжелая жидкость удаляется через донный спуск, более легкая – через перепускные устройства.

 

 

 

С помощью декантирования можно разделить только жидкостные смеси, способные к быстрому разрушению.

 

Центрифугирование наиболее распространенный способ разделения эмульсий. При этом в результате действия разных по величине центробежных сил эмульсия разделяется на капли жидкости и непрерывную жидкую фазу.

Разные центробежные силы возникают по причине разных плотностей двух жидких компонентов.

Капли жидкости большей плотности под действием центробежной силы отжимаются к наружной стенке отстойной центрифуги и сливаются там друг с другом.

Жидкость с большей плотностью образует жидкостное кольцо на наружной стенке, жидкость меньшей плотности находится над ним и ближе к оси вращения. Через сифонные перепуски можно по отдельности отводить обе жидкости. Методом центрифугирования можно разделять высокодисперсные жидкостные смеси.

При разделении устойчивых и высокодисперсных эмульсий применяют тарельчаьую центрифугу (сепаратор). Ее внутренне пространство разделено наклонно установленными тарелкам на множество разделительных камер. Эмульсия притягивает через распределительную деку и по подъемным каналам в наклонных тарелках попадает в промежуточные пространства между ними. Там капли жидкости с более высоким удельным весом выносятся наружу, а более легкая жидкость собирается во внутренней зоне Разделительная линия между двумя жидкостями проходит по подъемным каналам. Разделенные жидкости покидают центрифугу через отдельные сифонные перепуски.

С помощью тарельчатой центрифуги разделение протекает весьма интенсивно.

 

При ультрафильтрации из загрязненной жидкости (например сточных вод) с помощью обладающей молекулярной пористостью мембраны отделяются мельчайшие капельки и отдельные молекулы примесных веществ.

При ультрафильтрации подлежащая очистке жидкость под давлением протекает через мембранные шланги, втянутые в перфорированные опорные трубы. Основная жидкость просачивается сквозь мембрану, а дисперсная фаза из-за более крупных молекул, не способна пройти через нее. При этом получают чистую основную жидкость в качестве фильтрата и насыщенную дисперсной фазой основную жидкость, которую далее разделяют в сепараторе.

 

Контрольные вопросы:

1 Какие смеси жидкостей можно разделять механическими способами?

2 Какие центрифуги особенно эффективны при разделении высокодисперсных эмульсий?