سیستم API در واقع یک جداکننده ی روغن از آب می باشد که تحت استانداردهای API طراحی شده باشد. این سیستم بطور وسیعی در تصفیه خانه ها و بسیاری از واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. برای طراحی مخازن دایره ای و مستطیلی استانداردهایی وجود دارد ولی در عمل واحدهای مستطیل شکل سازگاری بیشتری داشته و به میزان وسیعتری به کار می روند. اغلب واحدها بنا به دلایل متعددی به طور محافظه کارانه طراحی می شوند.
در این واحدها علاوه بر حذف روغن و چربی، ذرات جامدی نظیر پیچ و مهره، ورقه های پلاستیکی، قطعات بزرگتر فلزی و غیره که غالبا در فاضلابروها ملاحظه می شوند به وسیله ی جداکننده ها حذف می شوند. در نتیجه در این نوع جداکننده ها به لجن روب های قویتری نیاز خواهیم داشت.
طراحی انواع مختلف جداکننده های آب – روغن بر اساس اختلاف دانسیته استوار می باشد. قابلیت و توانایی جداکننده در بهبود بخشیدن به عملکرد جداسازی روغن از پساب تابع عوامل متعددی می باشد که عبارتند از:
– نوع و حالت روغن و چربی در جریان پساب
– خواص جریان حاصل
– طراحی و اندازه ی واحد
– زمان ماند پساب
رابطه ی اصلی حذف روغن در این گونه واحدها همانند واحدهای ته نشینی بوده و به قرار زیر می باشد:
Vr=g/18×(ρw-ρο)/μ×d
در این فرمول:
Vr= سرعت صعود ( برحسب Cm/Sec )
ρw= دانسیته ی آب
ρo= دانسیته ی روغن
µ= ویسکوزیته ی دینامیکی یا مطلق آب
d= قطر ذرات ( برحسب cm)
g= شتاب ثقل (9/18)
این رابطه برای همه جداکننده های ثقلی روغن از آب بکار می رود. همانند ته نشینی فرمول بر مبنای قانون استوکس (Stokes Law) استوار بوده و برای اعداد رینولدز کمتر از یک صادق است. همچنین باید توجه داشت که این فرمول فقط برای آزاد روغن می تواند به کار رود و برای روغن های امولسیونی قابل استفاده نمی باشد.
جداکننده های نوع API و CPI برای حذف و کاهش روغن های امولسیون طراحی نمی شوند بلکه فقط برای روغن های آزاد مورد استفاده قرار می گیرند. اندازه استاندارد قطر ذرات روغن برای حذف روغن 150 میکرون می باشد.
در شکل های زیر، برش شماتیک تانک API به همراه زنجیر و لجنروب و لوله جمع آوری روغن (Oil Skimmer) مربوطه نشان داده شده است.
جنس پکیج چربی گیر API
چربی گیر API معمولا با توجه به ابعاد بزرگ و نیاز به استقرار پل کف روب و لجن روب بر روی آن از جنس بتن مسلح ساخته می شوند اما در ظرفیت های پایین تر اگر لازم باشد به صورت پکیج اجرا شود اصولا از جنس فلزی ساخته خواهد شد.
کاربرد پکیج چربی گیری API
این نوع از چربیگیرها عموما به منظور حذف روغن آزاد و به خصوص نفت و همچنین جداسازی ذرات جامد از فاضلاب های پالایشگاه ها ، پتروشیمی ها ، پایانهها و بنادر نفتی و کارخانه های شیمیایی و سایر صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.
مزایای پکیج API
سادگی طراحی و عملکرد سیستم
سهولت ساخت ، نصب و بهره برداری
تخلیه به نسبت آسان چربی و لجن
امکان مدولار بودن
کم بودن میزان مصرف انرژی
از معایب چربی گیر API می توان به قابلیت ضعیف تر در جداسازی روغن و چربی و نیاز به فضای نسبتا زیاد اشاره نمود.
نحوه عملکرد پکیج چربی گیری API
چربی گیر API بر اساس قانون ته نشینی ذرات با توجه به وزن مخصوص آن ها طراحی می شود. ذرات با وزن مخصوص کمتر مانند روغن و چربی بر اثر گذشت زمان و تحت تاثیر جاذبه زمین و ایجاد نیروی شناوری به سمت بالا صعود می کنند و پس از شناور شدن در سطح سیال از روی سطح جمع آوری می شوند. ذرات با وزن مخصوص بیشتر مانند ذرات شن و ماسه و فلزات بر اثر گذشت زمان و تحت تاثیر جاذبه زمین به سمت پایین حرکت نموده و پس از ته نشین شدن به خارج از سیستم منتقل می شوند.
سرعت حرکت و حذف ذرات روغن از آب با توجه به فرمول زیر محاسبه می شود.
فرمول قانون ته نشینی ذرات – قانون استوکس
Vp: سرعت صعود ذرات (cm/sec)
G: ثابت شتاب گرانش(cm/sec2 980)
µ: ویسکوزیته مطلق سیال (آب)
dp : دانسیته ذره (g/cm3)
dc : دانسیته سیال (g/cm3)
D: قطر ذره (cm)
این رابطه جهت کلیه چربی گیر های ثقلی حذف روغن از آب به کار میرود. شایان ذکر است این فرمول فقط جهت روغن آزاد می تواند استفاده شود و برای روغن های امولسیونی قابل کاربرد نیست.
پارامترهای طراحی پکیج API
نسبت طول به عرض مخزن چربی گیر
زمان ماند و بار سطحی مخزن چربی گیر
مقدار ، ابعاد و چگالی ذره های چربی و روغن
در طراحی پکیج چربی گیری API در صورتی که با موارد زیر مواجه باشیم معمولا راندمان مناسبی را نخواهیم داشت:
دمای آب یا پساب از ۵ درجه سانتیگراد کمتر باشد.
اندازه متوسط ذرات چربی و روغن در آب یا پساب ورودی از ۱۵۰ میکرون کمتر باشد.
چگالی روغن از Kg/m3 925 بیشتر باشد.
در جریان ورودی مقدار هیدروکربن زیاد باشد.
مهمترین معیارهای طراحی شده برای جداساز API عبارتند از:
- نسبت طول به عرض: حداقل نسبت طول به عرض ۵: ۱ برای تمامی طرح های جداساز API توصیه می شود تا شرایط کار را تا حد امکان نزدیک به جریان پلاگین نگه داشته و پتانسیل اتصال کوتاه به حداقل رسانده شود.
- عمق به نسبت عرض: حداقل نسبت عمق به عرض ۰٫۳ تا ۰٫۵ توصیه می شود تا واحدهای جداسازی بیش از حد عمیق نباشند، مقدار زمان لازم برای رسیدن ذرات روغن به سطح به حداقل رسانده شود.
- حداکثر عرض و عمق کانال: حداکثر عرض کانال جدا کننده API برابر ۶٫۱ متر و حداکثر عمق ۲٫۴۴ متر است.
- سرعت افقی: سرعت افقی کمتر از ۰٫۹۱ متر بر ثانیه برای به حداقل رساندن آشفتگی و تأثیر آن بر دخالت جداسازی روغن از فاضلاب، به صورت ثابت درنظر گرفته می شود.
- توزیع ورودی: برای به حداقل رساندن اثر سرعت ورودی فاضلاب به جداساز API و ایجاد اتصال کوتاه ممکن است به همراه این سرعت های بالا، جریان های جریان نفوذی در عرض عرض و عمق جداساز API توصیه می شود.
- اندازه ذرات روغن: اکثر ذرات روغن در بسیاری از فاضلاب ها ۱۵۰ میکرون یا بزرگتر هستند. بنابراین، استانداردهای طراحی برای جداساز API برای حذف ذرات روغن از این اندازه طراحی شده است. ذرات کوچکتر از ۱۵۰ میکرون به طور معمول از API استفاده نشده و از روش های جایگزین مانند DAF استفاده می شود. مگر اینکه در محاسبات جداساز API ، این محاسبات برای ذرات کوچکتر ساخته شود
مهمترین اجزاء دستگاه چربی گیر API
مخزن اصلی چربی گیر
پل کف روب و لجن روب
کانال هدایت چربی
سیستم پمپاژ لجن و چربی
ابعاد و ظرفیت سیستم چربی گیر API
پکیج جداسازی روغن و چربی API به نسبت سایر روش ها جداسازی و حذف روغن از ابعاد و سطح اشغالی بیشتری برخوردار می باشد.
نصب پکیج API
چربی گیر API دارای قطعه ها و تجهیزهای الکترومکانیکی محدودی می باشد و لذا نصب و راه اندازی آن از سهولت و سرعت نسبتا زیادی برخوردار می باشد.
بهره برداری از سیستم چربی گیر API
اصلی ترین مورد در بهره برداری از چربی گیر API عموما نظارت بر جمع آوری روغن و لجن و درستی کارکرد پل کف روب و لجن روب می باشد.
قیمت پکیج چربی گیر API
عوامل موثر در قیمت پکیج چربی گیر API شامل چنین مواردی است:
استاندارد آب خروجی
میزان ورودی آب یا پساب
میزان ، دانسیته و بزرگی ذره های چربی
نحوه اجرای پل کف روب و لجن روب