Petrol işlenmesi esnasında, vanalar ve pompalar gibi akış kontrol ünitelerindeki doğal türbülans, petrol fazlarını karıştırır ve emülsiyon haline getirir. Genel olarak türbülans, sudaki yağ damlacıklarını veya yağdaki su damlacıklarını kıran kesme kuvvetleri oluşturur. Damlacık boyutu, çökelme hızlarına önemli ölçüde etki ettiğinden, sonuç genellikle aşağı akışlı ayırma işlemlerinin verimliliğindeki azalmadır. Typhonix, 16 yıldır bu alanda araştırmalar yürütüyor ve şu anda çok fazlı akışı kontrol ederken damlacık kırılmasını önemli ölçüde azaltan valf ve pompa teknolojileriyle piyasada yerini alıyor. Son yıllarda, Typhonix bu araştırmayı yeni bir düzeye taşıdı: Petrol akışı kontrolü ile bağlantılı olarak kesme kuvvetlerini azaltmaya odaklanmak yerine şimdi amaç, aynı zamanda kesme kuvvetlerini de kontrol etmek, optimize etmek ve bunları yapıcı bir şekilde kullanmak olarak değişti. Typhonix artık kesme kuvvetlerinin büyüklüğünün kontrol edildiği ve akış aşağı ayırma proseslerinin yararına optimize edildiği valf ve pompa tasarım yeteneğine de sahip bulunuyor. Ayırma perspektifinde, damlacık kırılmasına yol açan kesme kuvvetleri, enerjinin yanlış kullanımıdır. Bununla birlikte, dağılmış yağ veya su damlacıklarının buluşup birleşmesini sağlamak için kesme kuvvetlerinin enerjisini kullanmak, yapıcı bir enerji kullanımıdır. Birkaç yıl önce Typhonix, yeni birleştirici pompayı piyasaya sürdü. Tam ölçeklerde yapılan testler, pompanın damlacık boyutunu %100’e kadar artırabileceğini gösterdi. Bu pompada üretilen suyun, hidrosiklonlarda aşağı akışta ayırmayı önemli ölçüde iyileştirdiğini belgelemiştir.

Birleştirici akış düzenleyici

Typhonix çığır açan akış kontrol teknolojisi olarak Birleştirici Akış Düzenleyici’yi (CFC) piyasaya sürüyor. CFC’de, akış hızını veya basıncı kontrol eden türbülanslı enerji, çok fazlı akışta damlacık kırılmasından ziyade damlacık büyümesini teşvik ediyor. Birleştirici akış düzenleyicide, akışkana belirli, arzu edilen ve özel hesaplanan duruş süresi sağlayan nispeten uzun akış kanalları uygulanır. Daha sonra, akış kanalları içinde türbülans seviyesi, optimal bir birleşme oranını destekler. Aşağıdaki şekil, CFC’nin bir resmini (solda) ve laboratuvardaki bir CFC test ünitesinin fotoğraflarını (sağda) göstermektedir.

Şekil 1. Birleştirici akış düzenleyicinin çizimi ve fotoğrafları.

CFC ile devrim niteliğindeki yenilik, kapasiteden bağımsız türbülans/kesme seviyesine sahip kısma cihazı tasarlama imkanıdır. Bu nedenle, standart bir valfin aksine, CFC’de iki ayrı tasarım kriteri vardır:

1. Kapasite (Cv)

2. Birim kütle başına enerji kayıp oranı (Kesme hızı)

Genel olarak, dağılmış fazın damlacıkları küçük olduğunda, damlacıkların büyük olduğu durumlara göre, optimum birleşme için sürekli fazda daha yüksek türbülans seviyeleri gerekir. Bu nedenle, CFC her yeni uygulamaya özel üretilecektir. Boyut ve ağırlık açısından, büyük dağılmış damlacıklar içeren akışı işlemini yapan CFC normalde küçük damlacıkları işleyen CFC’den daha büyük olmalıdır.

Su kesintilerinde yapılan testler

CFC, çeşitli su kesintileri, farklı gaz oranları, farklı valf basınç düşüşleri vb. bulunan akışlarda test edilir. Testlerde Exxsol ve tuzlu su (%3,5) kullanılmış ve sıvıların sıcaklığı 50 °C’dir. CFC, standart valf ile paralel kurulumla test edildi. Yağ ve su kalitelerinin incelenmesinde test ünitelerinin akış aşağısına yerleştirilmiş ayırıcı kullanıldı. Şekil 2’deki grafikler bu deneylerin sonuçlarının örnekleridir. Soldaki grafik, ayırıcı su çıkışındaki sudaki yağ konsantrasyonunu (OiW), sağdaki grafik ise yağ çıkışındaki yağdaki su konsantrasyonudur (WiO). Sonuçlar, birleştirici akış düzenleyici kullanıldığında atık yağ ve suyun kalitelerindeki iyileşmenin oldukça büyük olduğunu göstermektedir.

Şekil 2. Su kesintili akışlarda Birleştirici akış düzenleyicisnin test sonuçları. Sol: Ayırıcı su çıkışında su içinde yağ. Sağ: Ayırıcı su çıkışında yağda su.

Su üretimi ile yapılan testler

CFC ayrıca sentetik olarak üretilen su akışları üzerinde test edildi. Şekil 3’ün sonuçları, tuzlu suda sırasıyla 250, 500 ve 1000 ppm konsantrasyonlarda Exxsol kullanılmış testten örneklerdir. Üretilen su akışı, 5-20 bar aralığındaki basınç düşüşlerinde CFC veya standart bir valf aracılığıyla yönlendirildi. Soldaki grafik, giriş damlacık boyutu yaklaşık 115 µm olduğunda test cihazlarının çıkışındaki yağ damlacık boyutunu göstermektedir. Sağdaki grafikte giriş damlacık boyutu yaklaşık 15 um’dir.

Şekil 3. Birleştirici Akış düzenleyicisnin iki fazlı üretimde su akışı üzerindeki test sonuçları. Sol: 115 µm giriş damlacık boyutu. Sağ: 15 µm giriş damlacık boyutu.

CFC’nin kesme kuvvetleri (türbülans seviyesi) kapasite ile birlikte bir tasarım faktörü olduğundan, Şekil 3’ün sonuçları belirli bir tasarımda CVC’nin performansını temsil eder. Damlacıklar çok büyük olduğunda (115 µm, soldaki grafik), CVC’nin damlacık boyutunda meydana gelen azalmanın standart valfe göre önemli ölçüde daha düşük olduğu görülmektedir (10 faktör). Sağdaki grafik, besleme damlacıkları küçük (15 µm) olduğu durumdaki sonuçları gösterir. Burada standart valf damlacıkları kırmaya devam ederken, CVC onları yağ konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak önemli ölçüde büyütür. Genel olarak CFC, müşterilerin ham özelliklerine göre performans gösterecek şekilde tasarlanmıştır. Şekil 4’teki grafikler, API 22 ham petrolü üzerinde CFC testinin sonuçlarını göstermektedir. Bu örnekte, valf üniteleri boyunca basınç düşüşü yaklaşık 8 Bar’dır. Soldaki grafik gerçek damlacık boyutlarını gösterirken, sağdaki grafik test ünitesinin girişinden çıkışına damlacık boyutundaki nispi değişimi gösterir. En küçük giriş damlasında, CFC çıkış damlacık boyutunun iki katından fazladır (%125). Bunun aksine, standart valf her zaman damlacıkları kırar.

Şekil 4. Ham petrol ile iki fazlı su üretim akışı üzerinde birleştirici akış düzenleyicisinin test sonuçları. Sol: Mutlak damlacık boyutu. Sağ: Girişten çıkışa damlacık boyutundaki nispi değişim.

Uygulamalar
CFC, bir petrol prosesinde birçok farklı uygulama bulabilir. İlk olarak, mantıksal olanlar, birleştirme etkisinden yararlanan aşağı akış ayırma işlemlerine sahip iki veya üç fazlı akış kontrol cihazlarıdır. Şekil 5, iki olası uygulamayı göstermektedir. Solda, CFC, yukarı akıştaki üç fazlı ayırıcıdaki su seviyesini kontrol etmek için kullanılır, burada akış aşağı hidrosiklonların birleştirme etkisinden dolayı verimlilik artıracaktır (Ref. Şekil 3 ve 4). Sağda, CFC jikle olarak uygulanır, böylece ayırma koşullarındaki iyileşme nedeniyle normalden daha küçük ve daha kompakt bir aşağı akış ayırıcıyı mümkün kılar (ref. Şekil 2).

Şekil 5. Birleştirici akış Düzenleyicinin imkan tanıdığı uygulamalar. Sol: Seviye kontrol ünitesi yukarı akışta üretilen su hidrosiklonları. Sağ: Jikle ünitesi yukarı akış bağlama ayırıcısı.

Global pompa uzmanı Sulzer, tuzdan arıtma sektörü için yüksek performanslı ürün portföyünü genişletti. MSN-RO yüksek basınç pompası serisi, sermaye ve işletme maliyetlerini optimize etmede Sulzer’in mevcut kanıtlanmış özelliklerini birçok yönden geliştirdi. Buna ek olarak AHLSTAR şarj pompaları serisi, modern büyük ölçekli tuz arıtma projelerine uygun olarak artırılmış kapasitelerle genişletildi. 

Dünya nüfusunun yarısına yakınının yaşamını sürdürdüğü bölgelerde önemli derecede su kıtlığı yaşanıyor. Talep arttıkça, Ters Ozmoz (RO) teknolojisi kullanılarak yapılan tuzdan arındırma, tarımsal, evsel ve endüstriyel uygulamalarda içme suyu tedarikinde her zamankinden daha önemli bir role sahip hale geliyor. Üretimin arttırılmaya, kullanılabilirliğin iyileştirilmesine ve işletme maliyetlerinin düşürülmeye çalışılması sonucu, RO tesislerinin tasarımı son yıllarda önemli ölçüde ilerledi.

Pompalar, tuz arıtma sahası için kritik öneme sahip bir ekipman kategorisidir. Tesislerin sermaye yatırımının önemli bir bölümünü oluştururlar, tükettikleri enerji ise üretilen suyun nihai maliyetinin yüzde 60 ila 70’ine karşılık gelir. Ayrıca, artan enerji maliyetleri, pompa verimliliğini odak noktası haline getirmektedir. Sulzer, daha az enerji tüketen, maliyetleri düşüren ve sürdürülebilirliği artıran pompalar tasarlayarak pazar gereksinimlerini karşılamaya devam ediyor.

MSN-RO ile yeni kuşak verimlilik

MSN-RO yüksek verimli pompa, 35.000 m3/d’ye kadar çıkan kapasiteye sahip büyük, bağımsız RO ile modern, büyük ölçekli tuz arıtması uygulamaları için tasarlandı. Çok kademeli eksenel ayrık gövdeli pompa, sektörde kendini kanıtlamış Sulzer tasarımlarını esas alır. Hidrolik bölümü, yağlama sistemi ve dengeleme cihazları MBN-RO pompasından gelir. Bakımı kolaylaştırmak için tasarlanmış eksenel ayrık muhafazası, MSD-RO serisi baz alınarak türetildi. MSN-RO ayrıca, sermaye maliyetlerini düşürürken işletme verimliliğini artırmak için tasarlanmış ve geliştirilmiş yönler içerir. Difüzör ve deşarj kıvrımı, kapsamlı hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizi ile optimize edilmiş yeni yüksek verimli tasarımlara sahip. Pompa içindeki yenilenebilir sabit aşınma parçaları, en yüksek verimlilik için minimum boşluklarla polietereterketon (PEEK) mühendislik polimerinden üretildi. MSN-RO’nun birincil yatakları da PEEK’ten yapılmıştır ve suyla yağlanmıştır. Bu yaklaşım, cebri yağlama ve soğutma sistemi gereksinimini ortadan kaldırarak pompanın çalışmasını ve bakımını önemli ölçüde basitleştirir ve bu da potansiyel yağlayıcıların proses suyunu kirletme riskini de ortadan kaldırır.

 A-RO ile kapasitede artış

Sulzer’in AHLSTAR uçtan emişli tek kademeli santrifüj pompaları, tuzdan arındırma endüstrisi tarafından hem birinci kademe yüksek basınçlı besleme pompaları için ara pompalar olarak hem de ikinci geçiş hizmetleri için birincil tedarik olarak halihazırda yaygın olarak kullanılıyor. Tasarım, yüksek verimliliği ve geniş bir çalışma aralığında performansı koruma yeteneği ile tanınıyor. Sulzer, tüm basınç aralığı boyunca yüksek verimlilik ihtiyaçlarını karşılamak için AHLSTAR serisini daha yüksek akış hızlarına ve biraz daha yüksek kafalara genişletti. Bu ek boyutlar, geniş bir uygulama yelpazesi için uygun maliyetli çözümler sunan büyük modern tesislere yönelik.

Hem A-RO hem de MSN-RO pompaları, Sulzer’in yüksek düzeyde yapılandırılabilir, modüler bir tasarım sunma ilkesini takip ediyor. Küresel üretim ve mühendislik destek yetenekleriyle birlikte bu, Sulzer’in tuzdan arındırma sektörünün pompa gereksinimlerinin tamamı için özel çözümler sunmasına imkan tanıyor.

Partikül içeren atık suların transferi için tasarlanmış Lowara DOMO GRI Serisi pompalar, özel tasarlanmış AISI 316 paslanmaz çelik parçalayıcı bıçak sistemi sayesinde tıkanmaz ve güvenli bir sistem sağlıyor.

1,1 kW ve 1,5 kW motor gücüne sahip modelleri bulunan serinin trifaze ve monofaze opsiyonları mevcuttur. Monofaze modeller, üzerinden flatörlü olarak teslim edilmektedir. 

Katı partikül içeren atık suların pompalanması, septik tankların ve konut haznelerinin boşaltılması, su baskını tahliyesi, kanalizasyon şebekesine su temini gibi uygulamalarda kullanılan Lowara DOMO GRI Serisi pompalar, 5 m’ye kadar daldırma derinliğine sahiptir. Bu pompaların izolasyon sınıfı F ve koruma sınıfı IP68’dir.

DOMO GRI serisi pompalar, sahip oldukları özelliklerle tam bir fiyat-performans ürünü olarak atık su sistemlerinde Lowara güvencesiyle verimli bir kullanım sağlamaktadır.