چربی گیر API

چربی گیر API

چربی گیر API (مخفف American Petroleum Institute) به عنوان یکی از تجهیزات بنیادین در تصفیه اولیه پساب‌های صنعتی، نقشی حیاتی در جداسازی مقادیر قابل توجهی از روغن‌های آزاد، گریس و ذرات جامد معلق از جریان‌های آبی ایفا می‌کند.

این تجهیزات به طور گسترده در صنایعی که با حجم زیادی از پساب‌های روغنی سروکار دارند، به ویژه در بخش نفت و گاز، پتروشیمی و صنایع شیمیایی، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این جداکننده‌ها نخستین بار در سال 1933 با همکاری موسسه نفت آمریکا و شرکت Rex Chain Belt (اکنون بخشی از Evoqua) طراحی و در پالایشگاه Atlantic Refining Company (ARCO) در فیلادلفیا نصب شدند.

از مهم‌ترین ویژگی‌های کلیدی این دستگاه، تاثیرگذاری بر روی قیمت چربی گیر بوده است.

کاربرد چربی گیر API

چربی گیرهای API به دلیل توانایی در جداسازی مقادیر عمده روغن و ذرات معلق، در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارند. حضور این آلاینده‌ها در پساب می‌تواند منجر به مشکلات عملیاتی برای تجهیزات پایین‌دستی، آلودگی محیط زیست و عدم انطباق با استانداردهای تخلیه پساب شود.

صنایع اصلی:

• پالایشگاه‌های نفت: به عنوان مرحله اول و ضروری در واحدهای تصفیه پساب برای حذف بخش عمده‌ای از روغن و ذرات جامد از آب‌های فرآیندی و رواناب‌های سطحی.
• واحدهای پتروشیمی: تصفیه پساب‌های ناشی از فرآیندهای مختلف مانند ذخیره‌سازی، انتقال و واکنش‌های شیمیایی شامل هیدروکربن‌ها.
• کارخانجات شیمیایی: مدیریت جریان‌های پساب روغنی حاصل از فرآیندهای متنوع تولید مواد شیمیایی.
• واحدهای فرآورش گاز طبیعی: جداسازی هیدروکربن‌ها از آب تولیدی در طی فرآورش گاز.

سایر کاربردهای صنعتی مهم:

• صنایع فولاد: تصفیه پساب حاوی روغن و گریس ناشی از نورد، سیستم‌های خنک‌کاری و سایر فرآیندها.
• نیروگاه‌ها: مدیریت آب‌های روغنی از سیستم‌های خنک‌کاری تجهیزات، سیستم‌های روانکاری و زهکش‌های کف.
• عملیات معدنی: جداسازی روغن و گریس از آب مورد استفاده در استخراج و فرآوری مواد معدنی.
• صنایع غذایی (چربی، روغن، گریس – FOG): حذف چربی‌ها و روغن‌های حیوانی و گیاهی از پساب.
• کشتارگاه‌ها: تصفیه پساب با محتوای بالای FOG.
• مراکز شستشوی تانکرها و کامیون‌ها: مدیریت پساب روغنی ناشی از شستشوی وسایل نقلیه حمل مواد.
• محل‌های شستشوی تجهیزات سنگین: جداسازی روغن و گریس از آب مورد استفاده برای تمیز کردن ماشین‌آلات.
• پست‌های برق: جمع‌آوری روغن نشت‌کرده از ترانسفورماتورهای خنک‌شونده با روغن که با آب باران مخلوط شده است. این کاربرد خاص، اهمیت چربی گیر API را نه تنها در تصفیه kontinuier فرآیندی، بلکه در حفاظت محیط زیست از نشت‌های اتفاقی نیز نشان می‌دهد.
• تعمیرگاه‌های خودرو و مراکز خدماتی: تصفیه آب شستشو و نشت‌های اتفاقی.
• کاربردهای دریایی (آب خن bilge water): جداسازی روغن از آب خن کشتی‌ها قبل از تخلیه به دریا.
• تأسیسات صنعتی عمومی: مدیریت پساب ناشی از فرآیندهای تولیدی شامل روانکارها یا خنک‌کننده‌های پایه روغنی.
• تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری (پیش‌تصفیه): حذف مقادیر عمده روغن از فاضلاب ورودی برای محافظت از فرآیندهای بیولوژیکی پایین‌دستی، هرچند که عمدتاً یک ابزار صنعتی محسوب می‌شود.

وسعت کاربردهای چربی گیر API نشان می‌دهد که آلودگی روغنی در پساب یک مشکل فراگیر در بسیاری از بخش‌های صنعتی است و تنها به صنایع مرتبط با نفت محدود نمی‌شود.

اغلب، چربی گیرهای API به عنوان “اولین مرحله اصلی” یا “پیش‌تصفیه” در نظر گرفته می‌شوند. این موقعیت‌یابی بدین معناست که چربی گیر API بخشی از یک زنجیره بزرگتر تصفیه پساب است و عملکرد آن مستقیماً بر کارایی و هزینه مراحل بعدی، که اغلب پیچیده‌تر و گران‌تر هستند (مانند شناورسازی با هوای محلول (DAF)، شناورسازی با گاز القایی (IGF) یا تصفیه بیولوژیکی)، تأثیر می‌گذارد.

بنابراین، یک چربی گیر API کارآمد می‌تواند بار آلودگی (و در نتیجه هزینه‌های عملیاتی و پیچیدگی) را بر روی این فناوری‌های پیشرفته‌تر کاهش دهد.

جهت اطلاع از سایر مدل‌ها نظیر چربی گیر فایبرگلاس کلیک کنید.

ویژگی‌های چربی گیر API

چربی گیرهای API دارای مجموعه‌ای از ویژگی‌های عملکردی، ساختاری و طراحی هستند که آن‌ها را برای کاربردهای خاص مناسب می‌سازد.

مشخصات عملکردی:

• اندازه ذرات روغن قابل حذف: اصولاً برای حذف ذرات روغن آزاد با قطر بزرگتر از 150 میکرون (0.015 سانتی‌متر) طراحی شده‌اند. با این حال، برخی طراحی‌های بهبود یافته با استفاده از صفحات جداکننده (پک‌های صفحه‌ای) می‌توانند راندمان حذف را برای ذرات کوچکتر تا حدود 50-60 میکرون نیز افزایش دهند.
• کیفیت پساب خروجی: معمولاً غلظت روغن در پساب خروجی را به 50-200 ppm (میلی‌گرم بر لیتر) می‌رسانند، هرچند برخی منابع به کمتر از 100 ppm یا حتی 10-15 ppm در شرایط ایده‌آل یا با استفاده از بهبوددهنده‌ها اشاره دارند.
• دبی جریان: قادر به مدیریت طیف وسیعی از دبی‌های جریان هستند، از مقادیر کم (مثلاً 1 یا 5 متر مکعب بر ساعت) تا بسیار زیاد (مثلاً 1000 یا 7500 متر مکعب بر ساعت).
• حذف جامدات: به طور مؤثری ذرات جامد معلق قابل ته‌نشینی را جدا می‌کنند و می‌توانند غلظت‌های بالای TSS (کل جامدات معلق) را مدیریت کنند (به عنوان مثال، تا 20,000 PPM طبق ).
• کنترل ترکیبات آلی فرار (VOC): طراحی‌های مدرن اغلب شامل پوشش‌های ثابت یا شناور برای کنترل ترکیبات آلی فرار هستند که غالباً توسط مقررات الزامی شده‌اند.

بهبوددهنده‌های اختیاری:

• پک‌های صفحه‌ای (جداکننده‌های صفحه‌ای موج‌دار/مایل – CPI/TPI): سطح مؤثر را افزایش داده، جداسازی ذرات کوچکتر (تا 50-60 میکرون) را بهبود بخشیده و ابعاد کلی دستگاه را کاهش می‌دهند.
• گرمکن‌ها (هیتر): برای روغن‌های ویسکوز یا دماهای پایین جهت کاهش ویسکوزیته و جلوگیری از جامد شدن.
• طراحی‌های متنوع چربی گیر و لجن‌روب: متناسب با مشخصات خاص روغن و جامدات (در بخش “اجزا” بیشتر مورد بحث قرار می‌گیرد).

نحوه عملکرد چربی گیر API

عملکرد چربی گیر API بر پایه اصول فیزیکی ساده اما مؤثری استوار است که درک آن‌ها برای بهره‌برداری بهینه از این تجهیزات ضروری است.

اصل بنیادی: جداسازی گرانشی؛ مکانیزم اصلی عملکرد چربی گیر API، تفاوت در وزن مخصوص (چگالی) بین روغن، آب و ذرات جامد معلق است. روغن، که چگالی کمتری نسبت به آب دارد، به سمت بالا حرکت کرده و بر روی سطح آب شناور می‌شود. در مقابل، ذرات جامد که چگالی بیشتری از آب دارند، ته‌نشین شده و در کف جداکننده جمع می‌شوند.

قانون استوکس (Stokes’ Law)

قانون استوکس سرعت صعود ذرات روغن و سرعت ته‌نشینی ذرات جامد را توصیف می‌کند. متغیرهای کلیدی در قانون استوکس عبارتند از: قطر ذره روغن، اختلاف چگالی بین روغن و آب، و ویسکوزیته آب (که خود به دما وابسته است).
فرمول قانون استوکس برای سرعت قائم ذره (Vt) به صورت زیر بیان می‌شود:

Vt​=18⋅μg⋅D2⋅(ρw​−ρo​)​

• Vt​: سرعت صعود یا ته‌نشینی ذره (متر بر ثانیه)
• g: شتاب گرانش (متر بر مجذور ثانیه)
• D: قطر ذره (متر)
• ρw: چگالی آب (کیلوگرم بر متر مکعب)
• ρo: چگالی روغن (کیلوگرم بر متر مکعب)
• μ: ویسکوزیته دینامیکی آب (پاسکال-ثانیه)

مفروضات قانون استوکس شامل کروی بودن ذرات، یکنواختی اندازه آن‌ها و جریان آرام (لامینار) سیال است. اتکا به قانون استوکس با مفروضات جریان آرام و ذرات کروی، بدین معناست که عملکرد واقعی چربی گیر API می‌تواند از محاسبات نظری منحرف شود.

مراحل عملیاتی گام به گام:

1.  ورود و توزیع پساب: پساب از طریق یک بخش ورودی، که اغلب مجهز به دیفیوزرها یا بافل‌ها است، وارد جداکننده می‌شود. این بخش سرعت جریان را کاهش داده، تلاطم را به حداقل می‌رساند، جریان را به طور یکنواخت در عرض و عمق جداکننده توزیع می‌کند و باعث ته‌نشینی اولیه ذرات جامد درشت و روغن‌های توده‌ای می‌شود.
2. محفظه جداسازی: پساب به صورت افقی از طریق محفظه اصلی جداسازی جریان می‌یابد. شرایط آرام و زمان ماند کافی در این محفظه، به ذرات روغن با چگالی کمتر اجازه می‌دهد تا به سطح آب صعود کرده و ذرات جامد سنگین‌تر به کف محفظه ته‌نشین شوند. حفظ جریان آرام در این مرحله بسیار حیاتی است.
3. تشکیل لایه روغن و جمع‌آوری آن: یک لایه روغن بر روی سطح آب تشکیل می‌شود. این لایه توسط مکانیزم‌های مختلف جمع‌آوری روغن (اسکیمرها) مانند اسکیمرهای لوله‌ای شکاف‌دار، تسمه‌ای، درامی یا رولی، از سطح آب جدا می‌شود.
4. تشکیل لایه لجن و حذف آن: ذرات جامد ته‌نشین شده، لایه‌ای از لجن را در کف جداکننده تشکیل می‌دهند. این لجن معمولاً توسط لجن‌روب‌ها (مانند سیستم زنجیر و پارو یا نوار نقاله پیچی) به سمت یک هاپر جمع‌آوری شده و از آنجا خارج می‌شود.
5. تخلیه پساب تصفیه‌شده: آب تصفیه‌شده (لایه میانی)، که تا حد زیادی از روغن و جامدات درشت پاک شده است، از روی یک سرریز خروجی یا از طریق یک آرایش خروجی مناسب، برای تصفیه بیشتر یا تخلیه، از جداکننده خارج می‌شود.

عوامل مؤثر بر راندمان:

•  ندازه ذرات روغن
• اختلاف چگالی (روغن در مقابل آب)
• ویسکوزیته آب (دما)
• دبی جریان و زمان ماند
• تلاطم
• حضور عوامل امولسیون‌کننده/روغن امولسیون‌شده

مزایای چربی گیر API

چربی گیرهای API علی‌رغم برخی محدودیت‌ها، مزایای قابل توجهی دارند که استفاده گسترده از آن‌ها را در صنایع مختلف توجیه می‌کند:

• کارایی در جداسازی مقادیر عمده روغن و جامدات
• سادگی طراحی و بهره‌برداری
• مقرون‌به‌صرفه بودن (هزینه اولیه و عملیاتی)
• استحکام و قابلیت اطمینان
• مقاومت در برابر گرفتگی (با جامدات)
• بازیابی منابع
• حفاظت از محیط زیست
• انعطاف‌پذیری در اندازه و سفارشی‌سازی

معایب چربی گیر API

در کنار مزایای متعدد، چربی گیرهای API دارای محدودیت‌هایی نیز هستند که آگاهی از آن‌ها برای انتخاب صحیح سیستم تصفیه و مدیریت انتظارات عملکردی ضروری است:

• راندمان محدود برای ذرات کوچک
• عدم کارایی برای روغن‌های امولسیون‌شده یا محلول
• حساسیت به دما: عملکرد آن‌ها در دماهای پایین آب (مثلاً زیر 5 درجه سانتی‌گراد) به دلیل افزایش ویسکوزیته آب، به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد، مگر اینکه از گرمکن استفاده شود.
• محدودیت‌های چگالی روغن
• نیاز به فضای زیاد (Footprint)
• محدودیت‌های کیفیت پساب خروجی
• نگهداری زیاد برای حذف لجن در واحدهای بزرگ
• احتمال وجود مناطق مرده (Dead Zones)
• حساسیت به نوسانات جریان

جهت اطلاع از سایر مدل‌ها نظیر چربی گیر پلی اتیلن کلیک کنید.

قطعات و اجزای چربی گیر API

• منطقه ورودی/پیش‌محفظه (Inlet Zone/Forebay)
• محفظه/کانال جداسازی (Separation Chamber/Channel)
• سیستم جمع‌آوری روغن (Oil Collection System)
• سیستم جمع‌آوری و حذف لجن (جامدات)
• (Sludge Collection and Removal System)
• منطقه خروجی/پس‌محفظه (Outlet Zone/Afterbay)
• اجزای جانبی (Ancillary Components)

جدول 1: مقایسه مواد رایج ساخت اجزای چربی گیر API

جزء (Component)	گزینه‌های مواد (Material Options)	ویژگی‌های کلیدی/ملاحظات (Key Properties/Considerations)	مزایا (Advantages)	معایب (Disadvantages)
مخزن (Tank)	فولاد کربنی با پوشش، فولاد ضد زنگ، بتن، FRP (فایبرگلاس)	مقاومت در برابر خوردگی، استحکام ساختاری، هزینه، طول عمر، نیاز به نگهداری	فولاد ضد زنگ و FRP: مقاومت عالی در برابر خوردگی. بتن: هزینه اولیه کمتر برای ساخت در محل.	فولاد کربنی: نیاز به پوشش و بازرسی منظم. بتن: سنگین، احتمال نشت در صورت عدم اجرای صحیح. FRP: هزینه اولیه بالاتر.
پک‌های صفحه‌ای (Plate Packs)	GRP (پلی‌استر تقویت‌شده با الیاف شیشه)، پلاستیک‌های مهندسی، فولاد ضد زنگ	صافی سطح، مقاومت شیمیایی، فاصله بین صفحات، زاویه نصب	افزایش سطح جداسازی، کاهش ابعاد دستگاه	احتمال گرفتگی با جامدات در صورت طراحی نامناسب، هزینه اضافی
اسکیمر روغن (Oil Skimmer)	فولاد ضد زنگ، فولاد پوشش‌داده‌شده، پلیمرهای مهندسی (برای تسمه‌ها)	مقاومت در برابر خوردگی، سایش، سازگاری با نوع روغن، کارایی جمع‌آوری	دوام بالا، عملکرد قابل اطمینان در شرایط مختلف	قطعات متحرک ممکن است نیاز به نگهداری و تعویض داشته باشند.
جمع‌آوری‌کننده لجن (Sludge Collector)	فولاد ضد زنگ، پلیمرهای غیرفلزی (UHMWPE، FRP برای پاروها)، زنجیرهای پلیمری یا فولادی	مقاومت در برابر سایش و خوردگی، استحکام، نیاز به روانکاری (برای قطعات فلزی)	پلیمرها: مقاومت خوب در برابر خوردگی، وزن کمتر. فولاد ضد زنگ: استحکام بالا.	زنجیرها و پاروها در معرض سایش و شکستگی هستند، نیاز به بازرسی و نگهداری منظم.

طراحی چربی گیر API

طراحی یک چربی گیر API فرآیندی مهندسی است که بر اساس اصول علمی و استانداردهای صنعتی، به ویژه API Publication 421، انجام می‌شود.

هدف از این طراحی، ایجاد شرایط بهینه برای جداسازی گرانشی روغن و جامدات از پساب با در نظر گرفتن مشخصات پساب ورودی و الزامات کیفیت پساب خروجی است.

این فرآیند یک انتخاب ساده از کاتالوگ نیست، بلکه نیازمند محاسبات دقیق و مشاوره تخصصی برای اطمینان از عملکرد صحیح و کارآمد جداکننده است.

جدول 2: پارامترهای کلیدی طراحی طبق استاندارد API 421

پارامتر (Parameter)	نماد (Symbol)	مقدار/محدوده توصیه شده (Recommended Value/Range)	اهمیت و توضیح مختصر (Significance and Brief Description)
سرعت افقی (Horizontal Velocity)	Vh​	≤0.9144m/min (یا 15×Vt​، هر کدام کمتر است)	به حداقل رساندن تلاطم، جلوگیری از اختلاط مجدد روغن جداشده.
نسبت عمق به عرض (Depth-to-Width Ratio)	d/B	0.3–0.5	تضمین عمق مناسب برای صعود مؤثر ذرات روغن به سطح.
نسبت طول به عرض (Length-to-Width Ratio)	L/B	≥5:1	ایجاد جریان پیستونی، جلوگیری از مسیر کوتاه جریان، فراهم کردن زمان ماند کافی.
عمق جداکننده (Separator Depth)	d	0.9–2.4m (3–8ft)	عمق کافی برای ته‌نشینی و صعود ذرات بدون ایجاد عمق بیش از حد.
عرض جداکننده (Separator Width)	B	1.8–6.1m (6–20ft)	عرض مناسب برای توزیع جریان و تطابق با ابعاد استاندارد تجهیزات جمع‌آوری لجن.
قطر ذرات روغن مبنای طراحی (Design Oil Droplet Diameter)	Dp​	150 microns (0.015cm)	مبنای محاسبات سرعت صعود روغن طبق قانون استوکس برای جداسازی روغن آزاد.

ساخت چربی گیر

فرآیند ساخت چربی گیر API یک عملیات مهندسی پیچیده است که نیازمند تخصص در کار با مواد مختلف، تکنیک‌های دقیق ساخت و کنترل کیفیت جامع برای تضمین عملکرد، دوام و ایمنی محصول نهایی است. شرکت دموکریس با بهره‌گیری از دانش فنی و تجربه خود، انواع چربی گیرهای API را با رعایت بالاترین استانداردها تولید می‌کند.

ساخت چربی گیر API، به ویژه واحدهای بزرگ فولادی یا بتنی، شامل تخصص قابل توجهی در مهندسی عمران و مکانیک است و صرفاً یک مونتاژ ساده نیست.

این پیچیدگی، یک مانع ورود برای تولیدکنندگان کمتر توانمند و یک نقطه قوت برای شرکت‌های معتبری مانند دموکریس است که دارای دپارتمان‌های مهندسی قوی و تیم‌های ساخت ماهر هستند.

قیمت چربی گیر API

قیمت چربی گیر API یک آیتم ثابت نیست و تحت تأثیر عوامل متعددی قرار می‌گیرد. درک این عوامل به مشتریان کمک می‌کند تا انتخاب آگاهانه‌تری داشته باشند و ارزش واقعی سرمایه‌گذاری خود را ارزیابی کنند. قیمت این تجهیزات صرفاً یک قیمت کالایی نیست، بلکه بازتابی از ترکیبی پیچیده از مهندسی، علم مواد و تلاش تولیدی است.

رشد فعالیت‌های صنعتی در سطح جهان و افزایش آگاهی در مورد مقررات زیست‌محیطی ، از جمله محرک‌های اصلی بازار هستند که احتمالاً تقاضا را پایدار نگه داشته و بر روندهای قیمت‌گذاری تأثیر می‌گذارند.

افزایش تقاضا و الزامات سختگیرانه‌تر می‌تواند منجر به افزایش قیمت سیستم‌های پیشرفته‌تر یا سازگارتر با مقررات شود. همچنین، هزینه‌های عملیاتی مانند مصرف انرژی برخی سیستم‌های OWS و “لجن‌روب‌های گران‌قیمت و نیازمند نگهداری زیاد” برای انواع CPI/TPI ، عواملی هستند که مشتریان باید در کنار قیمت خرید اولیه در نظر بگیرند.

سفارش خرید چربی گیر API

فرآیند سفارش و خرید چربی گیر API از شرکت دموکریس به گونه‌ای طراحی شده است که اطمینان حاصل شود محصول نهایی دقیقاً با نیازهای فنی و عملیاتی مشتری مطابقت دارد.

این فرآیند شامل جمع‌آوری اطلاعات دقیق و مشاوره تخصصی است، زیرا چربی گیر API یک تجهیز مهندسی‌شده و اغلب سفارشی است، نه یک محصول آماده.

اطلاعات مورد نیاز شرکت دموکریس برای ارائه قیمت دقیق و طراحی:

برای اینکه کارشناسان دموکریس بتوانند بهترین و مناسب‌ترین چربی گیر API را پیشنهاد دهند، ارائه اطلاعات زیر از سوی مشتری ضروری است:

مشخصات پساب ورودی:

• دبی جریان: حداقل، متوسط و حداکثر دبی پساب ورودی (Qm​).
• نوع و مشخصات روغن/هیدروکربن: به عنوان مثال، نفت خام، روانکار، روغن گیاهی، چربی حیوانی؛ و وزن مخصوص آن (So​).
• غلظت روغن در پساب ورودی (Ci​).
• حضور و غلظت جامدات معلق (TSS).
• دمای آب: حداقل، متوسط و حداکثر دمای پساب (T)
• pH پساب.
• حضور امولسیفایرها، مواد شوینده، حلال‌ها: این مواد می‌توانند عملکرد چربی گیر API استاندارد را مختل کنند و شناسایی آن‌ها برای ارائه راه‌حل مناسب (که ممکن است شامل تغییرات فرآیندی در بالادست یا تصفیه تکمیلی در پایین‌دست باشد) حیاتی است
• الزامات کیفیت پساب خروجی: غلظت روغن هدف در پساب خروجی (Co​) و سایر محدودیت‌های تخلیه.

سوالات متداول چربی گیر API

در چه صنایعی چربی گیر API بیشترین کاربرد را دارد؟

چربی گیر API به طور گسترده در صنایعی که با حجم زیادی پساب روغنی مواجه هستند، کاربرد دارند. صنایع کلیدی شامل پالایشگاه‌های نفت، واحدهای پتروشیمی، کارخانجات شیمیایی، واحدهای فرآورش گاز طبیعی، کارخانجات فولاد و نیروگاه‌ها می‌باشند

چه عواملی بر راندمان چربی گیر API تأثیر می گذارد؟

راندمان چربی گیر API تحت تأثیر عوامل متعددی قرار دارد، از جمله: اندازه ذرات روغن (ذرات کوچکتر سخت‌تر جدا می‌شوند)، اختلاف چگالی بین روغن و آب (اختلاف کمتر، جداسازی کندتر)، دمای آب (که بر ویسکوزیته آب تأثیر می‌گذارد

آیا چربی گیر API می تواند روغن های امولسیون شده را جدا کند؟

چربی گیرهای API استاندارد برای جداسازی امولسیون‌های پایدار شیمیایی طراحی نشده‌اند و در این زمینه کارایی ندارند.

حداقل اندازه ذرات روغنی که چربی گیر API قادر به جداسازی آن است چقدر است؟

واحدهای استاندارد چربی گیر API معمولاً برای جداسازی ذرات روغن با قطر 150 میکرون و بزرگتر طراحی شده‌اند.