API유수분리기

API oil–water separator
일반적인 중량계 API 분리기

API 오일-물 분리기는 정유 공장, 석유 화학 공장, 화학 공장, 천연 가스 처리 공장 및 기타 산업용 기름 공급원에서 생산되는 산업 폐수에서 총 양의 오일 및 부유 고형물을 분리하도록 설계된 장치입니다. API 분리기는 밀도와 크기에 따라 기름방울의 상승 속도를 정의하기 위해 스톡스 법칙을 사용하여 설계된 중력 분리 장치입니다. 부유물과 물의 비중 차이보다 그 차이가 훨씬 작기 때문에 오일과 폐수의 비중 차이를 기준으로 설계합니다. 부유된 고체는 침전층으로 분리기 바닥에 침전되고 기름은 분리기 위로 올라가고 정화된 폐수는 기름층과 고체 사이의 중간층입니다.[1]

이러한 분리막이 미국석유연구소(API)에서 발표한 표준에 따라 설계되었다는 점에서 이름이 유래되었습니다.[1][2]

설계 및 운영에 대한 설명

API 분리기는 밀도, 크기 및 물의 특성에 따라 기름방울의 상승 속도를 정의하는 스톡스의 법칙 원리를 사용하여 설계된 중력 분리 장치입니다. 분리기의 설계는 부유물과 물의 비중 차이보다 그 차이가 훨씬 작기 때문에 오일과 폐수의 비중 차이를 기반으로 합니다. 그 설계 기준에 따라 부유물은 대부분 분리기 바닥에 침전층으로 침전되고 기름은 분리기 위로 올라가고 폐수는 위의 기름과 아래의 고체 사이의 중간층이 됩니다.[3] API 설계 표준은 올바르게 적용되면 단순한 스톡스 법칙 원칙을 넘어 분리기의 기하학적 구조, 설계 및 크기를 조정합니다. 여기에는 기타 요인뿐만 아니라 물 흐름 입구 및 출구 난류 손실에 대한 허용치가 포함됩니다. API 사양 421은 최소 길이 대 너비 비율 5:1 및 최소 깊이 대 너비 비율 0.3:0.5를 요구합니다.[4]

일반적으로, 오일 층은 탈지되고, 후속적으로 재가공 또는 폐기되고, 바닥 퇴적층은 체인 및 플라이트 스크레이퍼(또는 유사한 장치) 및 슬러지 펌프에 의해 제거됩니다. 물 층은 잔류 오일의 추가 제거를 위해 추가 처리로 보내진 다음, 바람직하지 않은 용해된 화학 화합물의 제거를 위해 일부 유형의 생물학적 처리 장치로 보내집니다.[citation needed]

많은 오일은 스키밍 장치를 통해 개방된 수면에서 회수할 수 있습니다. 기름, 기름 및 기타 탄화수소를 물에서 제거하는 신뢰할 수 있고 저렴한 방법으로 간주되는 오일 스키머는 때때로 원하는 수준의 물 순도를 달성할 수 있습니다. 다른 때에는, 탈지는 멤브레인 필터와 화학 공정을 사용하기 전에 대부분의 오일을 제거하는 비용 효율적인 방법이기도 합니다. 스키머는 필터가 조기에 눈을 가리는 것을 방지하고 가공할 기름이 적기 때문에 화학 비용을 줄일 수 있습니다.[citation needed]

그리스 스키밍은 높은 점도의 탄화수소를 포함하기 때문에 스키머는 배출을 위해 그리스 유체를 유지할 수 있을 정도로 강력한 히터를 장착해야 합니다. 부유 그리스가 고체 덩어리 또는 매트로 형성되는 경우 스프레이 바, 에어레이터 또는 기계 장치를 사용하여 제거를 용이하게 할 수 있습니다.[5]

그러나 어느 정도까지 분해된 유압 오일 및 대부분의 오일에는 용해성 또는 유화성 성분이 포함되어 있어 제거를 위해 추가적인 처리가 필요합니다. 보통 기름을 계면활성제나 용매를 사용해서 용해시키거나 유화시키면 문제가 해결되기보다는 악화되어 처리하기 어려운 폐수가 발생하게 됩니다.

설계 제한 사항

API 설계 분리기 및 유사한 중력 탱크는 다음 조건 중 하나가 사료 조건에 적용될 때 효과를 발휘하도록 의도되지 않습니다.[citation needed]

  • 평균 급유의 기름방울 크기가 150 마이크론 미만임
  • 오일 밀도가 925kg/m3 이상임
  • 부유 고형물이 오일에 달라붙고 있다는 것은 '유효' 오일 밀도가 925kg/m3 이상임을 의미합니다.
  • 수온이 5 °C 미만인 경우
  • 높은 수준의 용해된 탄화수소가 있습니다.

스톡스의 법칙에 따르면 무거운 오일은 더 많은 유지 시간을 필요로 합니다. 정유 공장이 더 무거운 원유 슬레이트로 전환한 많은 경우 API 분리기의 효율성이 떨어졌습니다.[4]

API 물 배출에 대한 추가 처리

API 타입 분리기에서 배출되는 물은 성능 제한 때문에 처리된 물을 배출하거나 재사용하기 전에 일반적으로 몇 번의 추가 처리 단계가 필요합니다. 추가적인 물 처리는 API에 의해 제거되지 않은 150 마이크론보다 작은 오일 방울, 용해된 물질 및 탄화수소, 더 무거운 오일 또는 기타 오염 물질을 제거하도록 설계되었습니다. 2차 처리 기술에는 용존 공기 부유식(DAF), 혐기성 및 호기성 생물학적 처리, 평행판 분리기, 하이드로사이클론, 호두 껍질 필터 및 미디어 필터가 포함됩니다.[citation needed]

대체기술

일반적인 평행판 분리기[6]

플레이트 분리기 또는 Coalesing Plate 분리기는 Stokes Law 원칙을 기반으로 하지만 경사 플레이트 어셈블리(병렬 팩이라고도 함)를 포함한다는 점에서 API 분리기와 유사합니다.[3] 각 평행 플레이트의 하부는 부유된 오일 방울이 더 큰 구형으로 합쳐질 수 있는 더 많은 표면을 제공합니다. 물 화학 물질이나 부유 고형물이 기름 방울의 응집을 제한하거나 방지하는 상황에서는 응집판 분리기가 효과적이지 않을 수 있습니다. 작동 시 침전물이 각 평행 플레이트의 상단을 따라 미끄러져 내려갈 수 있지만, 많은 실제 상황에서는 침전물이 주기적으로 제거 및 세척이 필요한 플레이트에 부착될 수 있습니다. 이러한 분리기는 여전히 부유유와 물 사이의 비중에 의존합니다. 그러나 평행 플레이트는 크기가 50 마이크론 이상인 기름 방울에 대한 유수 분리 정도를 향상시킬 수 있습니다. 대안적으로 병렬 플레이트 분리기는 API 분리기의 설계에 추가되며, 유사한 정도의 분리를 달성하기 위해 기존의 API 분리기보다 적은 공간을 필요로 합니다.

병렬 플레이트 분리기는 API 분리기와 유사하지만 기울어진 병렬 플레이트 어셈블리(병렬 팩이라고도 함)가 포함됩니다. 평행한 판은 부유된 기름 방울이 더 큰 덩어리로 합쳐질 수 있는 더 많은 표면을 제공합니다. 이러한 분리기는 여전히 부유유와 물 사이의 비중에 의존합니다. 그러나 평행한 플레이트는 유수 분리 정도를 향상시킵니다. 결과적으로 평행판 분리기는 동일한 정도의 분리를 달성하기 위해 기존의 API 분리기보다 훨씬 적은 공간을 필요로 합니다.[6]

역사

API 분리기는 API와 Rex Chain Belt Company(현재의 Evoqua)에 의해 개발되었습니다. 최초의 API 분리기는 1933년 필라델피아의 Atlantic Refining Company(ARCO) 정유 공장에 설치되었습니다.[4] 그 이후로 전 세계 거의 모든 정유사가 기름진 폐수 처리 공장의 첫 번째 1차 단계로 API 분리기를 설치했습니다. 대부분의 정유사는 오일과 물의 비중 차이를 기반으로 한 원래 설계를 사용하여 API 분리기를 설치했습니다. 그러나 현재 많은 정유 공장에서는 중력 분리를 강화하기 위해 플라스틱 평행판 패킹을 사용합니다.[7][3] 오늘날 규제는 휘발성 유기 화합물(VOC) 제어를 위해 고정 또는 부동 커버가 있는 API 분리기를 필요로 하는 경우가 많습니다.[4] 또한 유출 감지를 위해서는 대부분의 API 분리기가 지상에 있어야 합니다.[4]

기타 유수분리 적용

유수 분리가 필요한 다른 응용 프로그램이 있습니다. 예:

  • 국제 MARPOL 협약에서 요구하는 선박에 축적된 빌지수에서 오일을 분리하기 위한 오일 분리기(OLS).[8][9]
  • 오일 및 물 분리기는 일반적으로 전기 변전소에 사용됩니다. 변전소에서 발견되는 변압기는 냉각 목적으로 많은 양의 오일을 사용합니다. 해자는 누출된 기름을 잡기 위해 밀폐되지 않은 변전소를 둘러싸고 있지만, 이들은 빗물도 잡을 수 있습니다. 따라서 오일 및 물 분리기는 오일 누출을 더 빠르고 쉽게 청소할 수 있습니다.[10]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ a b Beychok, Milton R. (1967). Aqueous Wastes from Petroleum and Petrochemical Plants (1st ed.). John Wiley & Sons. LCCN 67019834.
  2. ^ American Petroleum Institute (API) (February 1990). Management of Water Discharges: Design and Operations of Oil-Water Separators (1st ed.). American Petroleum Institute.
  3. ^ a b c Beychok, Milton R. (1967). Aqueous Wastes from Petroleum and Petrochemical Plants (1st ed.). John Wiley & Sons. LCCN 67019834.
  4. ^ a b c d e "슐츠, 토마스. "API 구분자를 최대한 활용하십시오." 화공. 2005년 7월.
  5. ^ Hobson, Tom (May 2004). "The Scoop on Oil Skimmers". Environmental Protection. Dallas, TX: 1105 Media, Inc.
  6. ^ a b Beychok, Milton R. (December 1971). "Wastewater treatment". Hydrocarbon Processing: 109–112. ISSN 0887-0284.
  7. ^ American Petroleum Institute (API) (February 1990). Management of Water Discharges: Design and Operations of Oil-Water Separators (1st ed.). American Petroleum Institute.
  8. ^ 선박 오염 방지를 위한 국제 협약, 1973년(및 이후 개정) 2009년 10월 14일 포르투갈 웹 아카이브에서 보관
  9. ^ 유성수분리기
  10. ^ Leonard L.Grigsby (2001). The Electrical Power Engineering Handbook. CRC Press. ISBN 0-8493-8578-4.

외부 링크