Separatoare de Combustibil

Prevenirea degradării prin navigaţie a mediului marin, acţiune care se încadrează în ansamblul măsurilor de protejare a naturii, constituie obiectul Convenţiei internaţionale pentru prevenirea poluării de către nave, încheiată la Londra în 1973. Conform acestei convenţii [1] şi documentelor semnate ulterior în legătură cu ea, toate navele de peste 400 TRB sunt obligate să folosească instalaţii separatoare de reziduuri petroliere astfel încât, în apa evacuată peste bord, conţinutul de hidrocarburi să se menţină sub anumite valori limită.

Pentru purificarea uleiurilor şi combustibililor, la bordul navelor se utilizează separatoare centrifugale cu paleţi, ale căror debite nu depăşesc (1...10) t/h, acestea fiind în concordanţă cu consumurile instalaţiei de forţă. Separatoarele de reziduuri care trebuie să purifice cantităţi mari de apă colectată în santină, funcţionează cu debite de (5...25) t/h, ajungând chiar la 300 t/h în cazul petrolierelor. Pentru aceste debite mari, în scopul limitării dimensiunilor de gabarit şi a măririi siguranţei de funcţionare, se utilizează separatoare fără piese mobile, care folosesc pentru separare energiile cinetică şi potenţială a amestecului. Soluţiile constructive pentru separatoarele de santină sunt total diferite de cele utilizate la separatoarele centrifugale cu paleţi.

În figură este reprezentată schema de funcţionare a unei instalaţii separatoare de reziduuri petroliere.

Semnificaţia notaţiilor din figură este următoarea: 1 – tanc de colectare amestec apă şi hidrocarburi petroliere; 2 – sorb; 3 – pompă; 4 – separator de reziduuri petroliere; 5 – armătură cu clapet; 6 – armătură acţionată manual; 7 – ventil electromagnetic; 8 – tablou electric; 9 – tanc reziduuri petroliere; 10 – traductoare rezistive de nivel.

Amestecul de apă şi hidrocarburi petroliere colectat în tancul 1 este aspirat prin sorbul 2 de către pompa 3 şi trimis în separatorul de reziduuri petroliere 4. Apa curăţată de hidrocarburi este evacuată peste bord prin armătura cu clapet 5. Întrucât concentraţia de reziduuri petroliere din apa aspirată nu este constantă, debitul de hidrocarburi poate varia între zero şi debitul maxim al pompei, deci evacuarea reziduurilor din separator nu se va face continuu, ci intermitent, pe măsura acumulării lor în partea superioară a separatorului. Evacuarea reziduurilor din separator se realizează prin acţionarea armăturii manuale 6 sau a ventilului electromagnetic 7, montate pe tubulatura de legătură cu tancul de reziduuri petroliere 9. Ventilul electromagnetic este deschis atunci când suprafaţa de separaţie ulei-apă ajunge la traductorul inferior şi este închis când această suprafaţă ajunge la traductorul superior. Pentru comandă se poate folosi un singur traductor capacitiv sau doi traductori rezistivi.

Purificare. Clarificare

Separarea centrifugală se realizează prin intermediul unui câmp de forţe create la nivelul camerei de separare a separatorului. Aceasta are forma unui vas florentin, folosit la decantarea gravitaţională continuă, dar rabatat la 900 şi care se află în mişcare de rotaţie în jurul axei verticale X-X.

Semnificaţia notaţiilor din figură este următoarea: 1 – intrare amestec eterogen; 2 – fază uşoară separată; 3 – fază grea (apă, impurităţi); 4 – evacuare fază uşoară (combustibil separat); 5 – evacuare fază grea; 6 – diafragmă de reglare (disc gravitaţional).

Separarea amestecului eterogen în fazele sale componente apare ca urmare a diferenţelor de greutăţi specifice sau în baza forţelor de frecare apărute la nive

lul spaţiilor interstiţiale dintre talerele separatorului.

Suprafaţa de separaţie dintre fazele componente aflate la distanţa r faţă de axa X-X va oscila apropiindu-se sau depărtându-se de aceasta, după cum raportul dintre greutatea specifică a fazei grele (apa) şi a fazei uşoare (combustibil separat) creşte sau se micşorează. De aceea, pentru o mai bună separare, trebuie ca valoarea z0 să corespundă liniei de demarcaţie dintre cele două componente.

Pentru asigurarea unei bune separări în cazul combustibilului greu, sunt aplicate două operaţii distincte şi anume: purificarea şi clarificarea.

Purificarea este operaţia ce constă în separarea integrală a apei şi a particulelor de impurităţi mecanice grosiere ce se separă în baza diferenţelor de greutăţi specifice a amestecului eterogen introdus sub acţiunea forţelor centrifugale.

Clarificarea este operaţia de purificare a restului de impurităţi (a celor de dimensiuni reduse) aflate în câmp centrifugal, în baza forţelor de frecare ce apar între talere.

Purificarea şi clarificarea constituie două operaţii ale procesului unic de separare centrifugală şi pentru aceasta se folosesc de regulă două separatoare cuplate în serie. După ce combustibilul greu a fost supus operaţiei de separare, el este introdus într-un al doilea separator având rol de clarificator.

Se poate realiza şi numai operaţia de purificare, fără o clarificare ulterioară, dar rezultatele sunt calitativ inferioare, în combustibilul separat aflându-se acele impurităţi de dimensiuni reduse care nu s-au desprins în baza diferenţelor de greutăţi specifice.

Functionarea Separatoarelor Fara Autodescarcare

Procesul de purificare. După ce separatorul a fost pornit şi a ajuns la turaţia de regim, tamburul de separare este umplut cu apă. Acest aport de apă, la începutul separării, este necesar deoarece funcţionarea corectă a tamburului în procesul de purificare necesită existenţa unui lichid de etanşare în spaţiul de reziduuri, înainte de admisia combustibilului de tratat. Dacă nu s-ar introduce apă în interiorul cupei, combustibilul admis ar fi refulat în exterior prin spaţiile prevăzute pentru evacuarea apei murdare.

După ce tamburul s-a umplut cu apă, preferabil la aceeaşi temperatură cu cea a combustibilului, se începe operaţiunea de introducere a combustibilului prin partea superioară a tamburului.