Жидкостные фильтры-коалесцеры для отделения воды

Коалесцирующий материал не «растворяет» эмульсию, а создаёт поверхность для столкновения и слияния капель. После укрупнения дисперсную фазу нужно вывести из потока в отстойной или сепарационной зоне. Чем устойчивее эмульсия, тем важнее лабораторная проверка и точные исходные данные.

Принцип работы

1. Предварительный фильтр задерживает твёрдые частицы, способные закрыть поры коалесцирующего материала.
2. Поток равномерно проходит через последовательные слои элемента.
3. Мелкие капли удерживаются поверхностью, сталкиваются и объединяются.
4. Укрупнённые капли покидают элемент и движутся вверх или вниз в зависимости от соотношения плотностей.
5. Сепарационная зона либо гидрофобный или гидрофильный барьер ограничивает унос отделяемой фазы к выходу.

Какие системы можно рассматривать

Межфазное натяжение и устойчивость эмульсии

Снижение межфазного натяжения обычно затрудняет разделение: капли становятся мельче, а эмульсия устойчивее. Универсальный нижний предел без указания состава жидкостей, температуры, материала элемента и времени контакта публиковать некорректно. Для сложной эмульсии требуется испытание пробы либо подтверждённые данные производителя коалесцирующего материала.

Что ухудшает работу коалесцера

• поверхностно-активные вещества и деэмульгаторы с неподходящей дозировкой;
• высокая вязкость и низкая разность плотностей фаз;
• очень мелкие капли и высокая скорость потока;
• твёрдые частицы, закрывающие рабочую поверхность;
• резкие изменения состава, температуры или расхода;
• недостаточный объём зоны отделения укрупнённых капель.

Расчёт размеров и массы

Площадь элементов определяется расходом и допустимой скоростью. Сепарационная зона рассчитывается по скорости всплытия или осаждения укрупнённых капель. Корпус должен иметь объём для сбора отделённой фазы и систему контроля межфазного уровня.

Масса и габариты зависят от числа и длины элементов, диаметра отстойной зоны, расчётного давления и температуры, материалов, патрубков, затвора, опор и комплектности. Итоговые значения указываются в чертеже общего вида.

Контроль и обслуживание

Контролируют перепад давления и уровень отделённой фазы. Рост перепада может быть вызван загрязнением предварительного или коалесцирующего слоя. Возможность промывки определяется материалом элемента; одноразовый картридж заменяют по установленному критерию.

Исходные данные

• состав обеих жидких фаз и их взаимная растворимость;
• плотность, вязкость и межфазное натяжение при рабочей температуре;
• расход, давление и температура;
• исходное и требуемое содержание дисперсной фазы;
• распределение капель по размерам;
• содержание твёрдых частиц и применяемые реагенты;
• допустимый перепад давления и требуемый межсервисный интервал;
• материалы, присоединения, КИПиА и комплектность.

Для расчёта направьте опросный лист и, при сложной эмульсии, результаты анализа или пробу среды. Общие принципы выбора приведены на странице фильтров-коалесцеров.