چربی گیر CPI چیست؟
چربی گیر CPI (Corrugated Plate Interceptor) نوعی جدا کننده ثقلی روغن از آب است که با استفاده از مجموعه‌ای از صفحات موج‌دار موازی، راندمان جداسازی قطرات روغن آزاد از جریان آب و پساب صنعتی را افزایش می‌دهد. در این تجهیز، اختلاف چگالی فاز روغنی و آبی عامل اصلی جداسازی است و صفحات داخلی با کاهش فاصله حرکت قطرات تا سطح جداسازی، امکان حذف قطرات کوچک‌تر روغن را در حجم مشخصی از مخزن فراهم می‌کنند.
چربی گیر CPI عمدتاً برای تصفیه پساب‌های حاوی روغن‌های آزاد و غیرامولسیونی طراحی می‌شود و در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، پالایشگاه‌ها و واحدهای صنعتی دارای پساب روغنی کاربرد دارد.
نحوه عملکرد چربی گیر CPI
فرایند جداسازی در چربی گیر CPI بر اساس اختلاف چگالی دو فاز و قانون ته‌نشینی و صعود قطرات در سیال انجام می‌شود. جریان ورودی پس از ورود به محفظه توزیع، از میان صفحات موج‌دار شیب‌دار عبور می‌کند. این صفحات معمولاً با زاویه مشخصی نسبت به افق نصب می‌شوند تا شرایط مناسب برای حرکت قطرات روغن به سمت بالا و انتقال ذرات سنگین به سمت پایین فراهم شود.
مراحل عملکرد دستگاه عبارتند از:
- ورود و توزیع جریان: پساب روغنی وارد محفظه ورودی شده و جریان پیش از رسیدن به پک صفحات توزیع می‌شود.
- جداسازی در پک صفحات: قطرات روغن در مسیر عبور از کانال‌های بین صفحات به سطوح موج‌دار برخورد می‌کنند و با پیوستن به یکدیگر، قطرات بزرگ‌تری تشکیل می‌دهند.
- صعود و تجمع روغن: قطرات تجمیع‌شده به دلیل چگالی کمتر از آب به سمت سطح آزاد حرکت کرده و در محفظه جمع‌آوری روغن متمرکز می‌شوند.
- جداسازی ذرات سنگین: ذرات جامد و لجن با چگالی بیشتر به سمت پایین حرکت کرده و در بخش قیفی مخزن جمع می‌شوند.
- خروج آب تصفیه شده: آب پس از عبور از ناحیه جداسازی و سرریز خروجی از دستگاه خارج می‌شود.
اجزای اصلی چربی گیر CPI
ساختار چربی گیر CPI از یک مخزن اصلی و مجموعه‌ای از اجزای هیدرولیکی و مکانیکی تشکیل می‌شود که هرکدام در عملکرد جداسازی نقش مشخصی دارند.
- مخزن اصلی (Separator Shell): محفظه نگهدارنده جریان و محل انجام فرایند جداسازی که متناسب با دبی و شرایط عملیاتی طراحی می‌شود.
- پک صفحات موج‌دار (Corrugated Plate Pack): مهم‌ترین بخش دستگاه که با ایجاد کانال‌های موازی، سطح مؤثر جداسازی را افزایش داده و مسیر حرکت قطرات روغن را کوتاه می‌کند.
- صفحات هدایت جریان (Baffles): برای کنترل توزیع جریان، کاهش آشفتگی و جلوگیری از عبور نامناسب جریان از بخش‌های مختلف مخزن استفاده می‌شوند.
- محفظه جمع‌آوری روغن (Oil Sump): محل تجمع روغن جداشده از آب که امکان تخلیه کنترل شده آن را فراهم می‌کند.
- قیف جمع‌آوری لجن (Sludge Hopper): بخش تحتانی مخزن برای جمع‌آوری و تخلیه ذرات جامد و رسوبات.
- سرریز خروجی (Outlet Weir): برای تنظیم سطح عملیاتی و هدایت آب جدا شده به سمت خروجی استفاده می‌شود.
طراحی و مشخصات فنی چربی گیر CPI
طراحی چربی گیر CPI صرفاً بر اساس حجم مخزن یا ظرفیت اسمی جریان انجام نمی‌شود. پارامترهای هیدرولیکی و مشخصات فیزیکی روغن، تعیین کننده ابعاد مخزن، سطح مؤثر صفحات و راندمان جداسازی هستند.
مهم‌ترین پارامترهای طراحی عبارتند از:
| پارامتر طراحی | تأثیر در عملکرد |
|---|---|
| دبی ورودی (Flow Rate) | تعیین ظرفیت هیدرولیکی دستگاه |
| قطر قطرات روغن | تعیین قابلیت جداسازی قطرات |
| اختلاف چگالی روغن و آب | تعیین سرعت صعود قطرات |
| ویسکوزیته سیال | تأثیر بر سرعت حرکت و جداسازی قطرات |
| سطح مؤثر صفحات | تعیین ظرفیت جداسازی پک |
| فاصله صفحات | کنترل ابعاد کانال‌های عبور جریان |
| زاویه نصب صفحات | تأثیر بر حرکت روغن و رسوبات |
| زمان ماند هیدرولیکی | تعیین شرایط مناسب برای جداسازی |
در طراحی این تجهیزات، قانون استوکس مبنای محاسبه سرعت صعود قطرات روغن در شرایط جریان آرام قرار می‌گیرد. با این حال، محاسبات نهایی باید اثر دما، ویسکوزیته، توزیع اندازه قطرات، آشفتگی جریان و شرایط واقعی بهره‌برداری را نیز در نظر بگیرند.
جنس بدنه و صفحات چربی گیر CPI
انتخاب متریال در ساخت CPI به ترکیب شیمیایی پساب، دمای عملیاتی، شرایط خوردگی و الزامات مکانیکی پروژه وابسته است.
- بدنه فولادی: استفاده از فولاد کربنی مانند ST37 یا S235JR همراه با سیستم پوشش ضد خوردگی اپوکسی، یکی از گزینه‌های متداول برای ساخت مخزن است.
- صفحات GRP: صفحات کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه به دلیل مقاومت مناسب در برابر خوردگی و وزن نسبتاً کم، برای ساخت پک صفحات مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- اتصالات و تجهیزات جانبی: جنس اتصالات، پیچ‌ها، فلنج‌ها و قطعات در تماس با سیال باید متناسب با شرایط شیمیایی محیط انتخاب شود.
تفاوت چربی گیر CPI و DAF
CPI و DAF هر دو برای جداسازی روغن و مواد شناور از آب و پساب صنعتی استفاده می‌شوند؛ اما مکانیسم عملکرد آنها متفاوت است.
| معیار مقایسه | CPI | DAF |
|---|---|---|
| فناوری جداسازی | صفحات موج‌دار و نیروی شناوری | شناورسازی با هوای محلول |
| عامل اصلی جداسازی | اختلاف چگالی فازها | اتصال حباب‌های ریز هوا به آلاینده‌ها |
| نیاز به سیستم هوای فشرده یا اشباع‌سازی | خیر | بله |
| تجهیزات اصلی | پک صفحات و مخزن جداسازی | سیستم اشباع‌سازی، پمپ و نازل یا رهاساز |
| کاربرد شاخص | روغن آزاد و قطرات قابل جداسازی ثقلی | روغن، چربی و ذرات معلق قابل شناورسازی |
انتخاب بین این دو فناوری جداسازی روغن از آب به ماهیت آلاینده، اندازه قطرات روغن، میزان امولسیون، غلظت مواد معلق و کیفیت پساب خروجی مورد انتظار بستگی دارد.
کاربردهای چربی گیر CPI
چربی گیر CPI بیشتر در واحدهایی استفاده می‌شود که جریان پساب آنها حاوی روغن‌های آزاد و قابل جداسازی ثقلی است.
- پالایشگاه‌های نفت و واحدهای فرآورش هیدروکربن
- صنایع پتروشیمی و شیمیایی
- واحدهای بهره‌برداری نفت و گاز
- تصفیه پساب‌های روغنی صنایع فلزی و ماشین‌کاری
- واحدهای جمع‌آوری و تصفیه آب‌های آلوده به روغن و سوخت
راهنمای انتخاب و سفارش چربی گیر CPI
برای طراحی و ساخت چربی گیر CPI، ارائه اطلاعات واقعی جریان ورودی اهمیت زیادی دارد. ظرفیت اسمی دستگاه به تنهایی معیار مناسبی برای تعیین عملکرد آن نیست و ممکن است دو پروژه با دبی یکسان، به دلیل تفاوت در مشخصات روغن و کیفیت خروجی مورد انتظار، به طراحی کاملاً متفاوتی نیاز داشته باشند.
اطلاعات مورد نیاز برای طراحی عبارتند از:
- دبی متوسط و حداکثر جریان ورودی بر حسب مترمکعب بر ساعت
- چگالی و ویسکوزیته روغن در دمای عملیاتی
- حداقل اندازه قطرات روغن مورد انتظار برای جداسازی
- غلظت روغن و چربی ورودی و استاندارد خروجی مورد نیاز
- میزان مواد جامد معلق و احتمال تجمع رسوبات
- دمای جریان و مشخصات شیمیایی پساب
- محدودیت‌های ابعادی و شرایط نصب دستگاه
بر اساس این اطلاعات، ابعاد مخزن، سطح مؤثر پک صفحات، فاصله و زاویه نصب صفحات و ظرفیت محفظه‌های جمع‌آوری روغن و لجن تعیین می‌شود.
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.