AT518686B1 - Gravity separator, gravitational separation vessel and method for separating a mixed liquid - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Trennen einer durchmischten Flüssigkeit (2), ein Schwerkrafttrenneinrichtung (1) und eine Schwerkraftrennbehälter (3), bei dem über eine Zubringerleitung (12) die Flüssigkeit (2) in einen Phasentrennbehälter (3) zugeführt wird. Im Phasentrennbehälter (3) wird aufgrund der einwirkenden Schwerkraft die durchmischte Flüssigkeit (2) in eine schwerere Phase (6) und eine leichtere Phase (7) der Flüssigkeit (2) aufgetrennt, wobei die schwere Phase (6) der Flüssigkeit (2) im unteren Bereich (13) und die leichte Phase (7) im oberen Bereich (14) des Phasentrennbehälters (3) aufgefangen wird, wobei die Flüssigkeiten (2) der einzelnen Phasen (6,7) über Leitungen (4,5) abgeführt werden. Die Einbringung der zugeführten durchmischten Flüssigkeit erfolgt in etwa auf der Höhe (15) der Phasentrennfläche (16) der beiden Phasen (6,7) der Flüssigkeit (2), vorzugsweise kontinuierlich mit geringer Strömungsgeschwindigkeit, wobei sich die Phasentrennfläche (16) zwischen einer leichteren Phase (7) der Flüssigkeit (2) und einer schwereren Phase (6) der Flüssigkeit (2) ausbildet, wobei die Einbringung der durchmischten Flüssigkeit (2) zwischen zwei horizontalen Verteilerplatten (23,24) erfolgt.The invention relates to a method for separating a mixed liquid (2), a gravity separation device (1) and a gravity separation container (3) in which the liquid (2) is fed into a phase separation container (3) via a feed line (12). In the phase separation vessel (3), the mixed liquid (2) is separated into a heavier phase (6) and a lighter phase (7) of the liquid (2) due to the applied gravity, the heavy phase (6) of the liquid (2) in the lower region (13) and the light phase (7) in the upper region (14) of the phase separation container (3) is collected, wherein the liquids (2) of the individual phases (6,7) via lines (4,5) are discharged. The introduction of the supplied mixed liquid takes place approximately at the level (15) of the phase separation surface (16) of the two phases (6,7) of the liquid (2), preferably continuously with low flow velocity, wherein the phase separation surface (16) between a lighter Phase (7) of the liquid (2) and a heavier phase (6) of the liquid (2) is formed, wherein the introduction of the mixed liquid (2) between two horizontal distribution plates (23,24) takes place.
Description
Beschreibungdescription
SCHWERKRAFTTRENNEINRICHTUNG, SCHWERKRAFTRENNBEHÄLTER UND VERFAHREN ZUM TRENNEN EINER DURCHMISCHTEN FLÜSSIGKEIT [0001] Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Trennen einer durchmischten Flüssigkeit, eine Schwerkrafttrenneinrichtung und einen Schwerkraftrennbehälter, wie es in den Oberbegriffen der Ansprüchen 1, 6 und 16 beschrieben ist.GRAVITY SEPARATOR, GRAVITY SEPARATOR, AND METHOD FOR SEPARATING A MIXED LIQUID The invention describes a mixed liquid separation method, a gravity separator, and a gravity separator tank as described in the preambles of claims 1, 6 and 16.
[0002] Die Schwerkrafttrennung von Flüssigkeiten ist an sich bekannt und wird dabei in zwei unterschiedliche Trennmethoden unterschieden. Dazu zählen statische oder passive Systeme, wie Absetzbehälter oder Dekanter sowie dynamische Systeme unter dem Sammelbegriff Zentrifugen, wobei die erfindungsgemäße Lösung in die ersten Systeme, nämlich den statischen Systemen, zuzuordnen ist. Bei einem statischen System erfolgt eine Trennung von 2 Flüssigkeiten alleine durch die Wirkung der Schwerkraft. Die Flüssigkeiten dürfen dabei keine stabile Emulsion oder Lösung bilden, wiewohl sie unterhalb der Emulsionsgrenze beliebig fein durchmischt sein können. Dabei müssen die beiden Phasen der Flüssigkeit zumindest leicht unterschiedliche Dichten aufweisen, um eine Trennung über die Schwerkraft vollziehen zu können.Gravity separation of liquids is known per se and is differentiated into two different separation methods. These include static or passive systems such as settling tanks or decanters as well as dynamic systems under the collective term centrifuges, the solution according to the invention being assigned to the first systems, namely the static systems. In a static system, 2 liquids are separated solely by the action of gravity. The liquids must not form a stable emulsion or solution, although they can be mixed as finely as desired below the emulsion limit. The two phases of the liquid must have at least slightly different densities in order to be able to carry out a separation using gravity.
[0003] Üblicherweise arbeiten die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme von statischen Schwerkrafttrenneinrichtungen derart, dass zuerst die durchmischte Flüssigkeit über die gesamte Höhe eines meist zylindrischen oder quaderförmigen Behälters verteilen. In Folge müssen die Mischungströpfchen der durchmischten Flüssigkeit vergleichsweise weite Wege bis zur Vereinigung mit ihrer homogenen Phase zurück legen, wobei dies bis zu mehreren tausend Tröpfchendurchmesser betragen kann, sodass dies bei feiner Verteilung im Extremfall viele Stunden oder Tage dauern kann. Dadurch werden bei industriellen Systemen sehr große Apparate, insbesondere Behälter, von vielen m3 Volumen benötigt.Usually known from the prior art systems of static gravity separators work in such a way that first distribute the mixed liquid over the entire height of a mostly cylindrical or cuboid container. As a result, the mixture droplets of the mixed liquid have to travel comparatively long distances until they combine with their homogeneous phase, which can be up to several thousand droplet diameters, so that in extreme cases this can take many hours or days with fine distribution. As a result, very large apparatus, in particular containers, of many m 3 volume are required in industrial systems.
[0004] Aus der WO 2014/131874 A ist eine Vorrichtung zur Schwerkrafttrennung von nicht mischbaren Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Dichten aus einer Emulsion bekannt, wobei die vermischte Flüssigkeit in einem Behälter über einen Einlass fließt, so dass die Flüssigkeiten durch die Wirkung der Schwerkraft getrennt wird, indem eine leichter Phase der Flüssigkeit oben extrahiert und die schwerste Flüssigkeit unterhalb absetzt, wobei die beiden Phasen über entsprechende Auslässe (14, 18) durch Überläufe aus dem Tank strömt. Der Tank weist eine Trennwand auf, wobei in einer erste Kammer der Einlass angeordnet ist und die Trennwand einen unteren Verbindungskanal zwischen den Kammern aufweist, so dass die schwerste Flüssigkeit durch den Verbindungskanal in die zweite Kammer fließen kann.From WO 2014/131874 A a device for gravity separation of immiscible liquids with different densities from an emulsion is known, the mixed liquid flowing in a container through an inlet, so that the liquids are separated by the action of gravity by extracting a light phase of the liquid at the top and settling the heaviest liquid below, the two phases flowing out of the tank via corresponding outlets (14, 18). The tank has a partition, the inlet being arranged in a first chamber and the partition having a lower connecting channel between the chambers, so that the heaviest liquid can flow through the connecting channel into the second chamber.
[0005] Nachteilig ist hierbei, dass keinerlei Anpassungsmöglichkeiten für die Ausbildung der Phasentrennfläche möglich ist.The disadvantage here is that no adjustment options for the formation of the phase separation surface is possible.
[0006] Aus der WO 2014/131874 A1, der US 3362791 A, der US 4 876 079 A, der US 3 553 940 A und der US 2005/121375 A1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zum Trennen zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten bekannt, bei denen die zu trennenden Flüssigkeiten in etwa der Höhe der Phasentrennfläche eingebracht werden.From WO 2014/131874 A1, US 3362791 A, US 4 876 079 A, US 3 553 940 A and US 2005/121375 A1 a method and a device for separating two immiscible liquids are known, in which the liquids to be separated are introduced at approximately the height of the phase separation surface.
[0007] Nachteilig ist hierbei, dass jedoch die zu trennende Flüssigkeit ungeschützt in den Behälter einströmt, sodass es zu Vermischungen bzw. Verwirbelungen der bereits getrennten Flüssigkeiten kommen kann.The disadvantage here is that, however, the liquid to be separated flows unprotected into the container, so that mixing or swirling of the already separated liquids can occur.
[0008] Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Trennen einer durchmischten Flüssigkeit, eine Schwerkrafttrenneinrichtung und einen Schwerkraftrennbehälter zu schaffen, bei dem ohne großen technischen Steueraufwand eine rasche und sichere Trennung von durchmischter Flüssigkeit alleine über die Wirkung der Schwerkraft erfolgt.The object of the invention is to provide a method for separating a mixed liquid, a gravity separating device and a gravity separating container, in which a rapid and safe separation of mixed liquid takes place solely via the effect of gravity without great technical control effort.
[0009] Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Trennen einer durchmischten Flüssigkeit gelöst, bei dem die Einbringung der zugeführten durchmischten Flüssigkeit in etwa auf der Höhe der Phasentrennfläche der beiden Phasen der Flüssigkeit, vorzugsweise kontinuierlich mit geringer Strömungsgeschwindigkeit, erfolgt, wobei sich die Phasentrennfläche zwi1 /14The object of the invention is achieved by a method for separating a mixed liquid, in which the introduction of the mixed liquid supplied is approximately at the level of the phase separating surface of the two phases of the liquid, preferably continuously at a low flow rate, the Phase separation area between 1/14
AT518 686 B1 2018-03-15 österreichisches patentamt sehen einer leichteren Phase der Flüssigkeit und einer schwereren Phase der Flüssigkeit ausbildet, wobei die Einbringung der durchmischten Flüssigkeit zwischen zwei horizontalen Verteilerplatten erfolgt.AT518 686 B1 2018-03-15 Austrian Patent Office see a lighter phase of the liquid and a heavier phase of the liquid, whereby the mixed liquid is introduced between two horizontal distributor plates.
[0010] Vorteilhaft ist hierbei, dass die einzelnen Tröpfchen der leichteren und schweren Phasen in unmittelbarer Nähe der Phasentrennfläche eingebracht werden, sodass diese nur kurze Wege zur Ablagerung in den einzelnen Bereichen zurücklegen müssen, wogegen beim Stand der Technik die durchmischte Flüssigkeit zuerst über die gesamte oder einen großen Teil der Höhe des Phasentrennbehälters verteilt wird, sodass beispielsweise die Tröpfchen der schweren Phase im oberen Bereich einen sehr weiten Weg bis zum unten Ablagerungsbereich der schweren Phase zurücklegen müssen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, dass durch das Einbringen der durchmischten Flüssigkeit im Bereich der Phasentrennfläche keine weitere Durchmischung der bereits aufgetrennten Phasen erfolgt, wobei die Einbringung bevorzugt durch eine langsame, horizontale Einströmgeschwindigkeit erfolgt, d.h., dass die Einbringung auf einer horizontalen Ebene erfolgt, sodass bereits beim Einströmen aufgrund der Schwerkrafteinwirkung eine Auftrennung der Flüssigkeit bewirkt und gleichzeitig eine Durchmischung der Phasen nur in horizontaler Ebene in einem sehr kleinen Bereich um die Phasentrennfläche entsteht. Von Vorteil ist dabei auch, dass durch geeignete horizontale Verteilplatten eine flächenmäßige horizontalen Verteilung der einströmenden Flüssigkeit im Phasentrennbehälter bewirkt wird, sodass beispielsweise die einströmende Flüssigkeit über den gesamten horizontalen Querschnitt des Phasentrennbehälters verteilt wird.It is advantageous here that the individual droplets of the lighter and heavy phases are introduced in the immediate vicinity of the phase separation surface, so that they only have to travel short distances for deposition in the individual areas, whereas in the prior art the mixed liquid first over the entire area or a large part of the height of the phase separation container is distributed, so that, for example, the droplets of the heavy phase have to travel a very long way in the upper region to the lower deposition region of the heavy phase. Another significant advantage is that the introduction of the mixed liquid in the area of the phase separation area means that the phases which have already been separated are not further mixed, the introduction preferably taking place by a slow, horizontal inflow speed, ie the introduction takes place on a horizontal plane, so that as soon as it flows in due to the action of gravity, the liquid is separated and at the same time the phases are only mixed in the horizontal plane in a very small area around the phase separation surface. It is also advantageous here that suitable horizontal distribution plates effect horizontal horizontal distribution of the inflowing liquid in the phase separation container, so that, for example, the inflowing liquid is distributed over the entire horizontal cross section of the phase separation container.
[0011] Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch die Einbringung der durchmischten Flüssigkeit zwischen zwei horizontalen Verteilerplatten eine horizontale Ausbreitung der durchmischten Flüssigkeit über den horizontalen Querschnitt des Phasentrennbehälters in einfacher Form erzielt wird. Gleichzeitig wird so eine weitere Durchmischung verhindert, da durch die Ausbreitung der einströmenden Flüssigkeit über einen breiten Querschnitt die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit wesentlich reduziert wird. Vorteilhaft ist weiters, wenn eine oder auch beide Verteilerplatten in einer weiteren möglichen Ausführung Löcher bzw. Bohrungen, insbesondere auch in unterschiedlichen Größen und mehr zum äußeren Rand der Verteilerplatten hin, aufweisen, sodass die verteilte Flüssigkeit auch über einen guten Teil der Flächen der Verteilerplatten austreten kann. Vorteilhaft ist weiters, wenn im Raum zwischen den Verteilerplatten, insbesondere nahe zum äußeren Rand hin, ein feines Filtermaterial wie z.B. Draht-, mineralische oder andere Gewebe oder Fasern angeordnet werden. Dieses entfaltet beim hindurchströmen der durchmischten Flüssigkeit eine Coalescenzwirkung auf kleinste Tröpfchen, welche bekannter Weise dann vor allem an den Kreuzungspunkten der Fasern zu größeren Tropfen zusammenwachsen und so die Trennung begünstigen. Durch die Anordnung nahe dem äußeren Rand ist die durchströmende Flüssigkeit schon breit verteilt, dadurch die Geschwindigkeitskomponente reduziert und der Druckverlust durch das Filtermaterial sehr gering gehalten.Another advantage is that by introducing the mixed liquid between two horizontal distributor plates, a horizontal spread of the mixed liquid is achieved in a simple form over the horizontal cross section of the phase separation container. At the same time, further mixing is prevented since the flow velocity of the liquid is substantially reduced by the spreading of the inflowing liquid over a wide cross section. It is also advantageous if one or both distributor plates in a further possible embodiment have holes or bores, in particular also in different sizes and more towards the outer edge of the distributor plates, so that the distributed liquid also emerges over a good part of the surfaces of the distributor plates can. It is also advantageous if in the space between the distributor plates, in particular close to the outer edge, a fine filter material such as Wire, mineral or other fabrics or fibers can be arranged. As the mixed liquid flows through, this develops a coalescence effect on the smallest droplets, which then, in a known manner, then grow together to form larger drops, especially at the crossing points of the fibers, and thus favor the separation. Due to the arrangement near the outer edge, the liquid flowing through is already widely distributed, thereby reducing the speed component and keeping the pressure loss through the filter material very low.
[0012] Es sind die Maßnahmen von Vorteil, bei denen die schwere Phase der Flüssigkeit am tiefsten Punkt, insbesondere einem Bodenauslass, des Phasentrennbehälters über eine erste Leitung abgeführt wird, wobei die Leitung von dort zuerst ansteigend mit einer Abzweigvorrichtung, welche höher als der Bodenauslass angeordnet ist, sowie mit dem höchsten Punkt des Phasentrennbehälters verbunden wird. Dadurch wird erreicht, dass die Abführung der schweren Phase aufgrund der Schwerkraft ohne zusätzlichen Pumpen oder Fördermitteln durchgeführt wird, indem beim Erreichen der Abzweigvorrichtung ein freies Überlaufen der schweren Phase entsteht und diese danach in einem tiefer angeordneten Auffangbehälter gesammelt werden kann. Somit wird nur dann Flüssigkeit aus der schweren Phase abgeführt, wenn bereits ausreichend aufgetrennte Flüssigkeit vorhanden ist. Wird nämlich eine Pumpe oder andere Fördermittel verwendet, so besteht die Gefahr, dass Flüssigkeit abgesaugt wird, die noch nicht vollständig aufgetrennt ist.The measures are advantageous in which the heavy phase of the liquid is discharged at the lowest point, in particular a bottom outlet, of the phase separation container via a first line, the line rising from there first with a branching device which is higher than the bottom outlet is arranged, and is connected to the highest point of the phase separation container. This ensures that the removal of the heavy phase due to gravity is carried out without additional pumps or conveying means, in that the heavy phase overflows freely when it reaches the branching device and can then be collected in a lower-lying collecting container. This means that liquid is only removed from the heavy phase if sufficient liquid has already been separated. If a pump or other conveying means is used, there is a risk that liquid which has not yet been completely separated is sucked off.
[0013] Von Vorteil sind auch die Maßnahmen, dass die leichtere Phase der Flüssigkeit im oberen Bereich des Phasentrennbehälters durch einen weiteren, lagemäßig oberhalb, sonst aber unabhängig von der Abzweigeinrichtung angeordneten Überlauf, wie z.B. einem Überlauftrichter, über eine weitere Leitung abgeführt wird. Dadurch wird erreicht, dass die leichte PhaseAlso of advantage are the measures that the lighter phase of the liquid in the upper region of the phase separation container is arranged by a further overflow arranged above, but otherwise independently of the branching device, such as e.g. an overflow funnel, is discharged via another line. This ensures that the easy phase
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AT518 686 B1 2018-03-15 österreichischesAT518 686 B1 2018-03-15 Austrian
Patentamt der Flüssigkeit in einfacher Form durch Überlaufen des oberen Randes, z.B. des Überlauftrichters abgeführt wird. Eine geeignete, flache Strömungsführung z.B. mittels Überlauftrichter stellt sicher, dass nur getrennte, leichte Flüssigkeit aus der oberen Phase abgeführt wird.Patent office of the liquid in simple form by overflowing the top edge, e.g. of the overflow funnel is discharged. A suitable, flat flow guidance e.g. by means of an overflow funnel ensures that only separated, light liquid is discharged from the upper phase.
[0014] Von Vorteil sind die Maßnahmen, bei der durch Höhenverstellung der Abzweigvorrichtung die Höhe des Überlaufes für die schwere Phase und somit in Folge die Höhe der Phasentrennfläche eingestellt wird. Dadurch wird erreicht, dass erstmals die Möglichkeit geschaffen wird, dass die Phasentrennfläche auf einen bestimmten Bereich eingestellt werden kann, indem einfach die Höhe der Abzweigvorrichtung angepasst wird. Ist diese einmal entsprechend einer gegebenen Dichtedifferenz der beiden Phasen eingestellt, verbleibt die Phasentrennfläche durch den Selbstregelungseffekt zwischen den beiden freien Überläufen immer stabil in der selben Höhenlage, unabhängig vom anfallenden Mischverhältnis in der eintretenden vermischten Flüssigkeit. In einer weiteren Ausführung ist es möglich, dass durch Anordnung von Sensoren zum Erkennen der Phasentrennfläche und elektrischer Verstellmittel für die Abzweigvorrichtung eine automatische Anpassung der Phasentrennfläche, insbesondere in den Bereich der Verteilerplatten, möglich ist. Dadurch kann die Trenneinrichtung dann zusätzlich auch auf Änderungen der Dichtedifferenz reagieren und nach wie vor stabil betrieben werden, solange die bisher untere Phase weiter die schwerere der beiden Flüssigkeiten bleibt. Steigt beispielsweise die Dichte einer der Phase an, so bewirkt dies ein Absinken der Phasentrennfläche. Wird nun die Abzweigvorrichtung bzw. der Überlauf der unteren Phase angehoben, so wird im Phasentrennbehälter wieder mehr Flüssigkeit der schweren Phase gesammelt, wodurch sich die Phasentrennfläche anhebt.The measures are advantageous in which the height of the overflow for the heavy phase and thus the height of the phase separation surface is adjusted by adjusting the height of the branching device. It is thereby achieved that for the first time the possibility is created that the phase separating surface can be adjusted to a specific area by simply adjusting the height of the branching device. Once this has been set according to a given density difference between the two phases, the phase separation surface always remains stable at the same altitude due to the self-regulating effect between the two free overflows, regardless of the mixing ratio occurring in the incoming mixed liquid. In a further embodiment it is possible that an arrangement of sensors for recognizing the phase separation area and electrical adjustment means for the branching device enables an automatic adaptation of the phase separation area, in particular in the area of the distributor plates. As a result, the separating device can then additionally react to changes in the density difference and can still be operated stably as long as the previously lower phase remains the heavier of the two liquids. If, for example, the density of one of the phases increases, this causes the phase separating surface to decrease. If the branching device or the overflow of the lower phase is now raised, more liquid of the heavy phase is collected again in the phase separation container, as a result of which the phase separation surface rises.
[0015] Vorteilhaft sind die Maßnahmen, bei der die Phasentrennfläche im Bereich zwischen der oberen und unteren Verteilerplatte eingestellt wird. Dadurch wird erreicht, dass keine Durchmischung der bereits abgesetzten leichten und schweren Phasen der Flüssigkeit erfolgt, sodass diese ungehindert und kontinuierlich durch Überlaufen abgeführt werden können, auch wenn neue durchmischte Flüssigkeit nachgefüllt wird. Bevorzugt wird dadurch die Geschwindigkeit des Eintritts in den Behälter möglichst gering gehalten, sodass bereits beim Einbringen eine Abtrennung der einzelnen Phasen eintritt. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass dadurch die einzelnen Phasen, insbesondere Tröpfchen, sehr kurze vertikale Wege zu ihren bereits abgesetzten Bereichen zurücklegen müssen.The measures in which the phase separation surface is set in the region between the upper and lower distributor plate are advantageous. This ensures that the light and heavy phases of the liquid that have already settled are not mixed, so that they can be removed unimpeded and continuously by overflowing, even if new mixed liquid is topped up. This preferably keeps the speed of entry into the container as low as possible, so that the individual phases are separated as soon as they are introduced. Another advantage is that the individual phases, especially droplets, have to travel very short vertical paths to their already separated areas.
[0016] Weiters wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Schwerkraftrenneinrichtung gelöst, bei der eine Phasentrennfläche auf der gleichen Höhe einer Einströmöffnung für die durchmischte Flüssigkeit ausgerichtet oder ausgebildet ist, wobei im unteren Bereich zwei horizontale Verteilerplatten angeordnet sind, zwischen denen eine Einströmöffnung zum Einbringen der durchmischten Flüssigkeit angeordnet ist.Furthermore, the object of the invention is achieved by a gravity separating device in which a phase separating surface is aligned or formed at the same height of an inflow opening for the mixed liquid, two horizontal distributor plates being arranged in the lower region, between which an inflow opening for introducing the mixed liquid is arranged.
[0017] Vorteilhaft ist hierbei, dass dadurch nur im Bereich der Phasentrennfläche eine Durchmischung durch die neue eingebrachte durchmischte Flüssigkeit erfolgt und kaum die bereits getrennten leichten und schweren Phasen neuerlich durchmischt werden. Somit ist eine kontinuierliche Abfuhr der getrennten Phasen möglich, wobei diese ohne Hilfsmittel, also ohne Pumpen oder anderen Fördermitteln, durch einfaches Überlaufen abgeführt werden. Dabei wird eine Einrichtung bzw. Anlage gebildet, welche rein aufgrund der einwirkenden Schwerkraft betrieben wird, d.h., dass die eingebrachte durchmischte Flüssigkeit aufgrund der Schwerkraft in eine leichte und schwere Phase aufgetrennt wird, wobei je nach Menge der aufgeteilten Phasen diese aufgrund des jeweiligen Überlaufens über eine untere und obere Überlaufkante (z.B. Überlauftrichter, Abzweigvorrichtung) selbstständig abgeführt werden. Damit kann auch eine kontinuierliche Zuführung von neuer durchmischter Flüssigkeit zum Auftrennen in den Phasentrennbehälter durchgeführt werden.It is advantageous here that this means that only in the area of the phase separating surface does mixing take place through the newly introduced mixed liquid and hardly the already separated light and heavy phases are mixed again. A continuous removal of the separated phases is thus possible, these being removed without aids, ie without pumps or other conveying means, by simply overflowing. In this case, a device or system is formed which is operated purely on the basis of the action of gravity, that is to say that the mixed liquid introduced is separated into a light and heavy phase due to the force of gravity, depending on the amount of the divided phases due to the respective overflow a lower and upper overflow edge (eg overflow funnel, branch device) can be removed independently. A continuous supply of new mixed liquid for separation into the phase separation container can thus also be carried out.
[0018] Von Vorteil sind aber auch die Ausbildungen, bei der der Phasentrennbehälter einen Bodenauslass am tiefsten Punkt aufweist, an dem eine Leitung zum Abführen der schweren Phase der Flüssigkeit angeschlossen ist, wobei die Leitung mit einer Abzweigvorrichtung sowie einer Entlüftungsöffnung am höchsten Punkt des Phasentrennbehälters verbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass die Leitung selbstständig mit der schweren Phase der Flüssigkeit gefüllt wird,However, the designs in which the phase separation container has a bottom outlet at the lowest point, to which a line for removing the heavy phase of the liquid is connected, the line with a branching device and a vent at the highest point of the phase separation container are also advantageous connected is. This ensures that the line is filled independently with the heavy phase of the liquid,
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AT518 686 B1 2018-03-15 österreichisches patentamt wobei sich in dem Phasentrennbehälter ein unterer Bereich mit der schweren Phase ausbildet und gleichzeitig die schwere Phase in der Leitung nach oben steigt, bis die Flüssigkeit der schweren Phase an der Abzweigvorrichtung frei überläuft und beispielsweise in einem darunter angeordnetem Sammelbehälter gesammelt wird.AT518 686 B1 2018-03-15 Austrian patent office whereby a lower area with the heavy phase forms in the phase separation container and at the same time the heavy phase rises in the line until the liquid of the heavy phase overflows freely at the branching device and, for example, in one below the collecting container is collected.
[0019] Es ist aber auch eine Ausbildung von Vorteil, bei der im Phasentrennbehälter für die leichte Phase der Flüssigkeit ein Überlauf im oberen Bereich angeordnet ist, der mit einer Leitung zum Abführen der leichten Phase verbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass bei einem kontinuierlichen Auftrennen der Flüssigkeit und durch Sammeln der Flüssigkeit im oberen Bereich ein freies Überlaufen über die Überlaufkante erfolgt, sodass die leichte Phase ohne zusätzliche Hilfsmittel einfach abgeführt wird. Damit besteht auch keine Gefahr, dass beim Abführen der leichten Phase eine Durchmischung der getrennten Phasen entstehen kann. Die Höhe dieses oberen Überlaufes, für die leichte Phase wird derart definiert, dass eine ausreichende Höhendifferenz zur Phasentrennfläche vorhanden ist, sodass die Phasentrennfläche ausreichend nach oben und unten wandern bzw. eingestellt werden kann.But it is also an embodiment of advantage in which an overflow in the upper region is arranged in the phase separation container for the light phase of the liquid, which is connected to a line for removing the light phase. This ensures that when the liquid is continuously separated and by collecting the liquid in the upper area, there is a free overflow over the overflow edge, so that the light phase is easily removed without additional aids. This means that there is no risk that the separated phases may mix when the light phase is removed. The height of this upper overflow, for the light phase, is defined in such a way that there is a sufficient height difference from the phase separating surface so that the phase separating surface can move or adjust sufficiently up and down.
[0020] Vorteilhaft ist aber auch eine Ausbildung, bei der im Phasentrennbehälter im Höhenbereich, wo die Lage der Phasentrennfläche beabsichtigt wird, zwei horizontale Verteilerplatten angeordnet und in deren Mitte dicht mit der Zulaufleitung verbunden sind, zwischen deren Außenkanten eine lange, schmale Einströmöffnung zum Einbringen der durchmischten Flüssigkeit in den Behälter gebildet wird. Dadurch wird erreicht, dass auf einfach Art und Weise eine flächige, horizontale Verteilung der einströmenden Flüssigkeit über den Querschnitt des Phasentrennbehälters erfolgt. Gleichzeitig wird damit in vorteilhafter Weise erreicht, dass die einströmende Flüssigkeit in eine horizontale Strömung gezwungen wird, wodurch eine Durchmischung der darüber und darunter befindlichen, bereits getrennten Phasen weitgehendste vermieden wird, da sich die einströmende Flüssigkeit horizontal ausbreitet und somit nicht in eine der aufgetrennten Phasen nach unten oder oben hineinströmen kann.However, an embodiment is also advantageous in which two horizontal distributor plates are arranged in the phase separation container in the height range where the position of the phase separation surface is intended and are tightly connected in the middle to the supply line, between the outer edges of which there is a long, narrow inflow opening for introduction the mixed liquid is formed in the container. It is thereby achieved that a flat, horizontal distribution of the inflowing liquid over the cross section of the phase separation container takes place in a simple manner. At the same time, it is advantageously achieved that the inflowing liquid is forced into a horizontal flow, as a result of which mixing of the already separated phases above and below it is largely avoided, since the inflowing liquid spreads out horizontally and thus not into one of the separated phases can flow in downwards or upwards.
[0021] Von Vorteil ist eine Ausbildung, bei der die Phasentrennfläche in ihrer Höhe im Bereich der Einströmöffnung über die Höhenlage der Abzweigvorrichtung und dem Gleichgewicht zwischen den Flüssigkeitssäulen der schweren Phase in der Steigleitung vom Bodenauslass bis zur Abzweigeinrichtung einerseits und der zusammengesetzten Flüssigkeitssäule aus schwerer und darüber liegender leichter Phase im Inneren des Phasentrennbehälters, bis zum oberen Überlauf andererseits ausgerichtet bzw. einstellbar ist. Dadurch wird erreicht, dass eine Durchmischung der aufgetrennten Phasen vermieden wird, da frisch eingebrachte durchmischte Flüssigkeit genau in jenem Bereich einströmt, der die beiden Phasen teilt, d.h., dass nur eine dünne horizontale Schicht im Phasentrennbehälter vorhanden ist, in der eine noch nicht aufgetrennte durchmischte Flüssigkeit vorhanden ist, wobei oberhalb dieser dünnen Schicht die leichte Phasen der Flüssigkeit und unterhalb die schwere Phase der Flüssigkeit ablagert bzw. gesammelt wird. Damit wird auch die vertikale Wegstrecke der einzelnen Tröpfchen zum Erreichen ihren jeweiligen Bereiche verkürzt.An advantage is an embodiment in which the phase separation surface in its height in the area of the inflow opening on the height of the branching device and the balance between the liquid columns of the heavy phase in the riser from the bottom outlet to the branching device on the one hand and the composite liquid column from heavy and overlying light phase inside the phase separation container, on the other hand aligned or adjustable up to the upper overflow. This ensures that mixing of the separated phases is avoided, since freshly introduced mixed liquid flows in precisely in the area that divides the two phases, that is to say that only a thin horizontal layer is present in the phase separation container, in which one which has not yet separated has been mixed Liquid is present, the light phases of the liquid being deposited or collected above this thin layer and below the heavy phase of the liquid. This also shortens the vertical distance of the individual droplets to reach their respective areas.
[0022] Es ist aber auch eine Ausbildung von Vorteil, bei der die Trennphasenfläche in der Höhe durch Verstellung der Abzweigvorrichtung einstellbar ist. Dadurch wird erreicht, dass auf einfache Art und Weise die Höhe der Phasentrennfläche in den Bereich der Einströmöffnung eingestellt werden kann. Somit kann eine ungewollte Durchmischung durch neu einströmende Flüssigkeit innerhalb einer Zone bzw. Bereiches einer Phase verhindert werden.But it is also an embodiment of advantage in which the separation phase surface is adjustable in height by adjusting the branching device. It is thereby achieved that the height of the phase separating surface can be adjusted in a simple manner in the region of the inflow opening. In this way, unwanted mixing by newly flowing liquid within a zone or area of a phase can be prevented.
[0023] Vorteilhaft ist aber auch eine Ausbildung, bei der die Leitung für die schwere Phase sowie für die Entlüftung oberhalb der Abzweigeinrichtung/des unteren Überlaufes flexibel ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Abzweigvorrichtung einfach in der Höhe verstellt werden kann, ohne das Zusatzarbeiten an der Leitung vorgenommen werden müssen.However, an embodiment is also advantageous in which the line for the heavy phase and for the ventilation above the branching device / the lower overflow is flexible. This ensures that the height of the branching device can be easily adjusted without having to carry out additional work on the line.
[0024] Von Vorteil ist eine Ausbildung, bei der die Leitungen für die leichte und schwere Phase jeweils mit einem tiefer angeordnetem Auffangbehälter verbunden sind. Dadurch wird erreicht, dass die Anlage kontinuierlich betrieben werden kann, da laufend die Flüssigkeiten der einzelnen Phasen frei Überlaufen und danach abgeführt und in einem Sammelbehälter aufgefangen werden.An advantage is an embodiment in which the lines for the light and heavy phase are each connected to a lower collecting container. The result of this is that the system can be operated continuously, since the liquids in the individual phases continuously overflow and are then discharged and collected in a collecting container.
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[0025] Es ist aber auch eine Ausbildung von Vorteil, bei denen das obere Ende der Leitung für die schwere Phase mit dem freien Gasraum im obersten Bereich des nicht komplett mit Flüssigkeit befüllten Phasentrennbehälters verbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass beim Füllen der Leitung mit der Flüssigkeit der schweren Phase die in der Leitung enthaltenen Gase einfach mit dem Gasraum des Phasentrennbehälters kommunizieren. Durch das entweichen der in der Leitung enthalten Gase wird weder Gegendruck aufgebaut, noch kann umgekehrt eine Siphonwirkung entstehen, sodass die schwere Phase ungehindert in die ihr zugeordnete Leitung einströmen und beim Abzweigstück frei überlaufen kann.But it is also an embodiment of advantage in which the upper end of the line for the heavy phase is connected to the free gas space in the uppermost region of the phase separation container which is not completely filled with liquid. It is thereby achieved that when the line is filled with the liquid of the heavy phase, the gases contained in the line simply communicate with the gas space of the phase separation container. The escape of the gases contained in the line neither builds up back pressure, nor can a siphon effect occur, so that the heavy phase can flow freely into the line assigned to it and overflow freely at the branch.
[0026] Von Vorteil ist auch eine Ausbildung, bei der die drei Leitungen, welche zu- bzw. vom Abzweigstück für die schwere Phase führen, wenigstens zum Teil aus einem flexiblen Material oder einen Teleskop-Rohr oder der gleichen gebildet werden. Dadurch wird erreicht, dass eine einfache Höhenverstellung der Abzweigvorrichtung vorgenommen werden kann, wobei sich die Leitung entsprechend anpassen kann.An embodiment is also advantageous in which the three lines leading to and from the branch piece for the heavy phase are at least partially formed from a flexible material or a telescopic tube or the like. It is thereby achieved that a simple height adjustment of the branching device can be carried out, the line being able to adapt accordingly.
[0027] Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung durch einen Schwerkrafttrennbehälter gelöst, bei dem im unteren Bereich zwei horizontale Verteilerplatten angeordnet sind, zwischen denen eine breite Einströmöffnung zum Einbringen der durchmischten Flüssigkeit gebildet wird, und dass bei eingefüllter Flüssigkeit eine Phasentrennfläche, die die leichte Phase von der schweren Phase trennt, im Bereich zwischen den beiden Verteilerplatten einstellbar bzw. angeordnet ist.In addition, the object of the invention is achieved by a gravity separating container, in which two horizontal distributor plates are arranged in the lower region, between which a wide inflow opening for introducing the mixed liquid is formed, and that when the liquid is poured in, a phase separation surface which is easy Phase separates from the heavy phase, is adjustable or arranged in the area between the two distributor plates.
[0028] Vorteilhaft ist hierbei, dass ein einfacher kostengünstiger Aufbau des Behälters ermöglicht wird, wobei für den Betrieb keinerlei Hilfsmittel benötigt wird. Die genaue Auftrennung der durchmischten Flüssigkeit erfolgt einzig auf Grund der Schwerkraft und die Abfuhr der aufgeteilten Phasen durch freies Überlaufen eines Oberen (z.B. Überlauftrichters) und eines unteren Überlaufes (z.B. der Abzweigvorrichtung) erfolgt.It is advantageous here that a simple, inexpensive construction of the container is made possible, no tools being required for operation. The precise separation of the mixed liquid takes place solely on the basis of gravity and the split phases are removed by free overflow of an upper (e.g. overflow funnel) and a lower overflow (e.g. the branching device).
[0029] Es ist aber auch eine Ausbildung von Vorteil, bei der die Leitung für die schwere Phase mit einer Abzweigvorrichtung oder einen frei positionierbaren Überlauf vorzugsweise außerhalb des Phasentrennbehälters verbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass ein Überlauf für die Abführung der schweren Phase der Flüssigkeit geschaffen wird.But it is also an embodiment of advantage in which the line for the heavy phase is connected to a branching device or a freely positionable overflow, preferably outside the phase separation container. This ensures that an overflow for the removal of the heavy phase of the liquid is created.
[0030] Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung, bei der die Trennphasenfläche durch Verstellung der Abzweigvorrichtung in der Höhe einstellbar ist. Dadurch wird erreicht, dass durch einfaches Verstellen der Abzweigvorrichtung in der Höhe eine Anpassung der Phasentrennfläche vorgenommen werden kann. Somit kann auf einfach Art und Weise eine Einstellung der Anlage erfolgen.However, an embodiment is also advantageous in which the height of the separation phase surface can be adjusted by adjusting the branching device. It is thereby achieved that the phase separation surface can be adjusted by simply adjusting the height of the branching device. The system can thus be set in a simple manner.
[0031] Schließlich ist auch eine Ausbildung von Vorteil, bei der der Phasentrennbehälter ein Schauglas aufweist, welches vorzugsweise im Bereich der Verteilerplatten angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass von außen einfach die Phasentrennfläche kontrolliert werden kann und somit die gewünschte Einstellung der Phasentrennfläche in der Höhe der Verteilerplatten kontrolliert werden kann.Finally, an embodiment is also advantageous in which the phase separation container has a sight glass, which is preferably arranged in the region of the distributor plates. This ensures that the phase separation surface can be easily checked from the outside, and thus the desired setting of the phase separation surface at the height of the distributor plates can be controlled.
[0032] Die Erfindung wird im Anschluss durch mehrere Ausführungsbeispiele näher beschrieben, wobei die Erfindung nicht ausschließlich auf dieses gezeigte und beschriebene Beispiel beschränkt ist.The invention is described in more detail below by means of several exemplary embodiments, the invention not being restricted exclusively to this example shown and described.
[0033] Es zeigen:[0033] The figures show:
[0034] Fig.1 Eine schematische Darstellung einer Schwerkrafttrenneinrichtung;1 shows a schematic representation of a gravity separating device;
[0035] Fig.2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiel der Schwerkrafttrenneinrichtung;[0035] FIG. 2 shows a schematic illustration of a further exemplary embodiment of the gravity separation device;
[0036] Fig.3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Schwerkrafttrenneinrichtung, in schematischer Darstellung.3 shows another embodiment of the gravity separation device, in a schematic representation.
[0037] In den Fig. 1 bis 3 sind Ausführungsbeispiele einer Schwerkrafttrenneinrichtung 1 gezeigt, wobei die Schwerkrafttrenneinrichtung 1 zum Trennen von durchmischter Flüssigkeiten 21 to 3 show exemplary embodiments of a gravity separating device 1, the gravitational separating device 1 for separating mixed liquids 2
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AT518 686 B1 2018-03-15 österreichisches patentamt mit Wirkung der Schwerkraft in einem Phasentrennbehälter 3, insbesondere in einem Schwerkrafttrennbehälter 3, ausgebildet ist.AT518 686 B1 2018-03-15 Austrian patent office is designed with the effect of gravity in a phase separation container 3, in particular in a gravity separation container 3.
[0038] Dabei ist der Phasentrennbehälter 3 bzw. Schwerkrafttrennbehälter 3 jeweils mit einer Leitung 4,5 für eine schwere Phase 6 der Flüssigkeit 2 und eine leichte Phase 7 der Flüssigkeit 2 versehen. Die Leitungen 4,5 sind mit entsprechenden Auffangbehältern 8,9 für die getrennten Phasen 6,7 der Flüssigkeit 2 verbunden. Zum Entnehmen der getrennten Phasen 6,7 der Flüssigkeit 2 sind die Auffangbehälter 8,9 mit getrennten Entnahmeleitungen 10,11 verbunden.The phase separation container 3 or gravity separation container 3 is each provided with a line 4,5 for a heavy phase 6 of the liquid 2 and a light phase 7 of the liquid 2. The lines 4,5 are connected to corresponding collecting containers 8,9 for the separate phases 6,7 of the liquid 2. To remove the separate phases 6, 7 of the liquid 2, the collecting containers 8, 9 are connected to separate removal lines 10, 11.
[0039] Bei der Schwerkrafttrenneinrichtung 1 wird die durchmischte Flüssigkeit 2 über eine Zubringerleitung 12 in den Phasentrennbehälter 3, insbesondere den Schwerkraftrennbehälter 3, zugeführt, wobei im Phasentrennbehälter 3 aufgrund der einwirkenden Schwerkraft die durchmischte Flüssigkeit 2 in die schwerere Phase 6 und die leichtere Phase 7 der Flüssigkeit 2 aufgetrennt wird. Dabei wird die schwere Phase 6 der Flüssigkeit 2 im unteren Bereich 13 und die leichte Phase 7 im oberen Bereich 14 des Phasentrennbehälters 3, insbesondere des Schwerkrafttrennbehälters 3, aufgefangen bzw. angelagert wird, sodass die aufgetrennten Flüssigkeiten 2 der einzelnen Phasen 6,7 über Leitungen 4,5 abgeführt werden.In the gravity separation device 1, the mixed liquid 2 is fed via a feed line 12 into the phase separation container 3, in particular the gravity separation container 3, the mixed liquid 2 into the heavier phase 6 and the lighter phase 7 in the phase separation container 3 due to the action of gravity the liquid 2 is separated. The heavy phase 6 of the liquid 2 in the lower region 13 and the light phase 7 in the upper region 14 of the phase separation container 3, in particular the gravity separation container 3, is collected or deposited, so that the separated liquids 2 of the individual phases 6, 7 via lines 4.5 are dissipated.
[0040] Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Schwerkrafttrenneinrichtung 1 ist, das die Einbringung der zugeführten durchmischten Flüssigkeit 2 in etwa auf einer Höhe 15 einer Phasentrennfläche 16 der beiden Phasen 6,7 der Flüssigkeit 2, vorzugsweise kontinuierlich mit geringer Strömungsgeschwindigkeit, erfolgt, wobei sich die Phasentrennfläche 16 zwischen der leichteren Phase 7 der Flüssigkeit 2 und der schwereren Phase 6 der Flüssigkeit 2 ausbildet. Dabei ist gemäß dem Ausführungsbeispiel die Phasentrennfläche 16 auf der gleichen Höhe 15 einer Einströmöffnung 17 der Zubringerleitung 12 für die durchmischte Flüssigkeit 2 ausgerichtet oder ausgebildet. Die schwere Phase 6 der Flüssigkeit 2 wird am tiefsten Punkt, insbesondere einem Bodenauslass 18, des Phasentrennbehälters 3, insbesondere des Schwerkrafttrennbehälters 3, über die erste Leitung 4 abgeführt, wobei die Leitung 4 von dort, also den Bodenauslass 18 zuerst ansteigend mit einer Abzweigvorrichtung 19, welche höher als der Bodenauslass 18 angeordnet ist, sowie mit dem höchsten Punkt 20 des Phasentrennbehälters 3, insbesondere des Schwerkrafttrennbehälters 3, verbunden wird. Die leichtere Phase 7 der Flüssigkeit 2 wird im oberen Bereich 14 des Phasentrennbehälters 3 durch einen weiteren, lagemäßig oberhalb, sonst aber unabhängig von der Abzweigvorrichtung 19, angeordneten Überlauf 21, wie z.B. einem Überlauftrichter, über die weitere Leitung 5 abgeführt.It is essential in the gravity separating device 1 according to the invention that the introduced mixed liquid 2 is introduced approximately at a height 15 of a phase separating surface 16 of the two phases 6, 7 of the liquid 2, preferably continuously at a low flow rate, the phase separating surface 16 between the lighter phase 7 of the liquid 2 and the heavier phase 6 of the liquid 2. According to the exemplary embodiment, the phase separation surface 16 is aligned or formed at the same height 15 of an inflow opening 17 of the feed line 12 for the mixed liquid 2. The heavy phase 6 of the liquid 2 is discharged at the lowest point, in particular a bottom outlet 18, of the phase separation container 3, in particular the gravity separation container 3, via the first line 4, the line 4 from there, that is to say the bottom outlet 18, first rising with a branching device 19 , which is arranged higher than the bottom outlet 18, and is connected to the highest point 20 of the phase separation container 3, in particular the gravity separation container 3. The lighter phase 7 of the liquid 2 is in the upper region 14 of the phase separation container 3 by a further overflow 21 arranged above, but otherwise independently of the branching device 19, such as e.g. an overflow funnel, discharged via the further line 5.
[0041] Der Phasentrennbehälter 3 weist also einen Bodenauslass 18 am tiefsten Punkt auf, an dem die Leitung 4 zum Abführen der schweren Phase 6 der Flüssigkeit 2 angeschlossen ist, wobei die Leitung 4 mit der Abzweigvorrichtung 19 sowie einer Entlüftungsöffnung 22 am höchsten Punkt 20 des Phasentrennbehälters 3 verbunden ist, wogegen für die leichte Phase 7 der Flüssigkeit 2 ein Überlauf 21 im oberen Bereich 14 angeordnet ist, der mit der Leitung 5 zum Abführen der leichten Phase 7 verbunden ist. Weiters sind im Schwerkrafttrennbehälter 3 bzw. Phasentrennbehälter 3 im unteren Bereich 13 zwei horizontale Verteilerplatten 23,24 angeordnet, zwischen denen die breite Einströmöffnung 17 zum Einbringen der durchmischten Flüssigkeit 2 gebildet wird, und dass bei eingefüllter Flüssigkeit 2 eine Phasentrennfläche 16, die die leichte Phase 7 von der schweren Phase 6 trennt, im Bereich 25 zwischen den beiden Verteilerplatten 23,24 einstellbar bzw. angeordnet ist.The phase separation container 3 thus has a bottom outlet 18 at the lowest point, at which the line 4 for discharging the heavy phase 6 of the liquid 2 is connected, the line 4 with the branching device 19 and a vent 22 at the highest point 20 of the Phase separation container 3 is connected, whereas for the light phase 7 of the liquid 2 an overflow 21 is arranged in the upper region 14, which is connected to the line 5 for discharging the light phase 7. Furthermore, two horizontal distributor plates 23, 24 are arranged in the lower region 13 in the gravity separation container 3 or phase separation container 3, between which the wide inflow opening 17 for introducing the mixed liquid 2 is formed, and that when the liquid 2 is filled in, a phase separation surface 16, which is the light phase 7 separates from the heavy phase 6, is adjustable or arranged in the area 25 between the two distributor plates 23, 24.
[0042] Damit sich jedoch die Phasentrennfläche 16 im Bereich 25 zwischen den Verteilerplatten 23,24 ausbildet, ist es je nach eingeführter durchmischter Flüssigkeit 2 notwendig, diese entsprechen anzupassen. Dies kann insofern bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Schwerkrafttrenneinrichtung 1 derart erfolgen, dass die Phasentrennfläche 16 in der Höhe 15 durch Verstellung der Abzweigvorrichtung 19 einstellbar ist, sodass durch Höhenverstellung der Abzweigvorrichtung 19 eine Höhe 26 des Überlaufes in den Auffangbehälter 8 für die schwere Phase 6 und somit in Folge die Höhe 15 der Phasentrennfläche 16 eingestellt wird, d.h., dass durch die Höhenverstellung der Abzweigvorrichtung 19 der Überlauf der schweren Phase 6 definierbar ist und somit die Ausbildung der Phasentrennfläche 16 entsprechen einstellbar ist. Somit ist die Phasentrennfläche 16 in der Höhe 15, z.B. zwischen den beiden horizontalenHowever, so that the phase separation surface 16 is formed in the area 25 between the distributor plates 23, 24, it is necessary, depending on the mixed liquid 2 introduced, to adapt it accordingly. This can be done in the method or gravity separation device 1 according to the invention in such a way that the phase separation surface 16 can be adjusted in height 15 by adjusting the branching device 19, so that by adjusting the height of the branching device 19 a height 26 of the overflow into the collecting container 8 for the heavy phase 6 and consequently the height 15 of the phase separation surface 16 is set, that is to say that the overflow of the heavy phase 6 can be defined by the height adjustment of the branching device 19 and the formation of the phase separation surface 16 can accordingly be adjusted. Thus the phase separation surface 16 is at height 15, e.g. between the two horizontal
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Verteilerplatten 23,24, über die Höhenlage der Abzweigvorrichtung 19 und dem resultierendem Gleichgewicht zwischen den Flüssigkeitssäulen der schweren Phase 6 in der Steigleitung bzw. Leitung 4 vom Bodenauslass 18 bis zur Abzweigeinrichtung 19 einerseits und der zusammengesetzten Flüssigkeitssäule aus schwerer und darüber liegender leichter Phase 6,7 im Inneren des Phasentrennbehälters 3, bis zum oberen Überlauf 21 andererseits ausgerichtet bzw. einstellbar.Distributor plates 23, 24, via the height of the branching device 19 and the resulting balance between the liquid columns of the heavy phase 6 in the riser or line 4 from the bottom outlet 18 to the branching device 19 on the one hand and the composite liquid column made of heavy and overlying light phase 6, 7 inside the phase separation container 3, up to the upper overflow 21, on the other hand, aligned or adjustable.
[0043] Bevorzugt sind im Phasentrennbehälter 3 im Höhenbereich, wo die Lage der Phasentrennfläche 16 beabsichtigt wird, zwei horizontale Verteilerplatten 23,24 angeordnet und mit der Zubringerleitung 12 verbunden, zwischen deren Außenkanten eine lange, schmale Einströmöffnung 17 zum Einbringen der durchmischten Flüssigkeit 2 gebildet wird, sodass möglich wenig Durchmischung der bereits getrennten Phasen 6,7 hervorgerufen wird.Preferably, two horizontal distributor plates 23, 24 are arranged in the phase separation container 3 in the height range, where the position of the phase separation surface 16 is intended, and connected to the feed line 12, between the outer edges of which a long, narrow inflow opening 17 for introducing the mixed liquid 2 is formed so that little mixing of the already separated phases 6, 7 is caused.
[0044] Die Schwerkrafttrenneinrichtung 1 wird derart betrieben, dass der Phasentrennbehälter 3 über die Zubringerleitung 12 vorzugsweise kontinuierlich mit der durchmischten Flüssigkeit 2 beschickt wird, wobei die Einströmöffnung 17, die bevorzugt länglich zwischen den Verteilerplatten 23,24 ausgebildet ist, im Phasentrennbehälter 3 zwischen zwei horizontalen, parallelen Verteilerplatten 23,24 mündet, welche den Zustrom der durchmischten Flüssigkeit 2 im Phasentrennbehälter 3 in eine sehr breite und flache Strömung in horizontaler Richtung lenkt. Die Abzweigvorrichtung 19 wird derart in der Höhe 26 verstellt, dass sich die Phasentrennfläche 16 zwischen den Verteilplatten 23,24 ausbildet, d.h., dass erstmals durch Verstellen der Abzweigvorrichtung 19 eine Einstellung der Höhe 15 der Phasentrennfläche 16 ermöglicht wird. Die Einstellung der Abzweigvorrichtung 19 kann beispielsweise über ein einfaches Handrad und Spindel (nicht dargestellt) erfolgen. Damit eine Kontrolle der Ausbildung der Phasentrennfläche 16 möglich ist, ist am Phasentrennbehälter 3 ein Schauglas 27 angeordnet. Aufgrund der selbstständigen Trennung der beiden Phasen 6,7 über die Wirkung der Schwerkraft bildet sich die schwere Phase 6 im unteren Bereich 13 aus und füllt somit die Leitung 4. Wenn die Leitung 4 bis zur Abzweigvorrichtung 19 gefüllt ist, läuft die Flüssigkeit 2 über und wird im Auffangbehälter 8 gesammelt. Damit ein befüllen der Leitung 4 möglich ist, müssen die darin befindlichen Gase entweichen können, wodurch die Leitung 4 im Gasraum im oberen Bereich 14 des Phasentrennbehälters 3 mündet, somit wird auch verhindert dass aufgrund der Siphonwirkung ein unkontrollierter Flüssigkeitsfluss und somit eine Vermischung der Phasen 6,7 entstehen kann. Gleichzeitig kann die leichte Phase 7 im oberen Bereich 14 des Phasentrennbehälters 3 über den Überlauf 21, durch den ein sanfter, flacher Ablauf der leichten Phase 7 erzielt wird, frei ablaufen und diese wiederum im Auffangbehälter 9 aufgefangen werden. Dabei kann aufgrund der Position des Überlaufes 21 ein sicherer Höhenabstand zur schweren Phase 6 geschaffen werden.The gravity separation device 1 is operated such that the phase separation container 3 is preferably continuously fed with the mixed liquid 2 via the feed line 12, the inflow opening 17, which is preferably elongated between the distributor plates 23, 24, in the phase separation container 3 between two horizontal, parallel distributor plates 23,24 opens, which directs the inflow of the mixed liquid 2 in the phase separation container 3 in a very wide and flat flow in the horizontal direction. The branching device 19 is adjusted in height 26 such that the phase separation surface 16 is formed between the distribution plates 23, 24, i.e. that the height 15 of the phase separation surface 16 can be adjusted for the first time by adjusting the branching device 19. The branching device 19 can be set, for example, using a simple handwheel and spindle (not shown). A sight glass 27 is arranged on the phase separation container 3 so that the formation of the phase separation surface 16 can be checked. Due to the independent separation of the two phases 6, 7 via the effect of gravity, the heavy phase 6 forms in the lower region 13 and thus fills the line 4. When the line 4 is filled up to the branching device 19, the liquid 2 overflows and is collected in the collecting container 8. So that the line 4 can be filled, the gases located in it must be able to escape, as a result of which the line 4 opens into the gas space in the upper region 14 of the phase separation container 3, thus also preventing an uncontrolled liquid flow and thus mixing of the phases 6 due to the siphon effect , 7 can arise. At the same time, the light phase 7 can run freely in the upper region 14 of the phase separation container 3 via the overflow 21, through which a smooth, flat discharge of the light phase 7 is achieved, and this in turn can be collected in the collecting container 9. Due to the position of the overflow 21, a safe height distance from the heavy phase 6 can be created.
[0045] Erfindungsgemäß weißt das Verfahren bzw. die Schwerkrafttrenneinrichtung zwei wesentlich Teile auf, nämlich einerseits das Einbringen der durchmischten Flüssigkeit in langsamer, horizontaler Strömung exakt auf der Höhe 15 der Phasentrennfläche 16 und andererseits eine Selbstregelung der Phasenlage, insbesondere der Phasentrennfläche 16, durch die Anwendung von zwei freien Überlaufsystemen, insbesondere der Abzweigvorrichtung 19 und dem Überlauf 21 für die beiden getrennten Phasen 6,7 der Flüssigkeit 2. Da die Wegstrecke für die Gemischtröpfchen der Phasen 6,7 in vertikaler Richtung bis zum Erreichen der homogenen eigenen Phase 6,7 bei der erfindungsgemäßen Lösung durch zuführen im Bereich der Phasentrennfläche 16 nunmehr gering, insbesondere auf wenige Millimeter, beschränkt ist, erfolgt die Schwerkrafttrennung sofort im Einlauf innerhalb weniger Sekunden noch während dem horizontalen Verteilen innerhalb der Verteilerplatten 23,24. Auf Grund der folgenden sehr langsamen Strömung in vertikaler Richtung im breiten Phasentrennbehälter 3 erfolgt keine weitere Durchmischung sowie auch kein mitreißen der anderen Phasen 6,7. Die Höhe des Phasentrennbehälters 3, insbesondere der obere Bereich 14 für die leichte Phase 7 dient vor allem der Sicherheit bei leicht schwankender Zuflussmenge der durchmischten Flüssigkeit 2, z.B. leichtem Pulsieren durch eine entsprechende Pumpe. Die Regelung erfolgt einzig auf Grund der Dichte-Differenz zwischen den Materialien, insbesondere den Phasen 6 und 7, aber unabhängig vom Mischungsverhältnis. Somit können problemlos unterschiedliche Mischungen getrennt werden,According to the invention, the method or the gravity separation device has two essential parts, namely on the one hand the introduction of the mixed liquid in a slow, horizontal flow exactly at the height 15 of the phase separation surface 16 and on the other hand a self-regulation of the phase position, in particular the phase separation surface 16, by the Use of two free overflow systems, in particular the branch device 19 and the overflow 21 for the two separate phases 6, 7 of the liquid 2. Since the distance for the mixture droplets of the phases 6, 7 in the vertical direction until the homogeneous own phase 6, 7 is reached in the solution according to the invention by now being limited in the area of the phase separation area 16, in particular limited to a few millimeters, gravity separation takes place immediately in the inlet within a few seconds, even during the horizontal distribution within the distributor plates 23, 24. Due to the following very slow flow in the vertical direction in the wide phase separation container 3, there is no further mixing and no entrainment of the other phases 6, 7. The height of the phase separation container 3, in particular the upper region 14 for the light phase 7, serves above all for safety in the case of a slightly fluctuating inflow amount of the mixed liquid 2, e.g. slight pulsation by an appropriate pump. The regulation takes place solely on the basis of the density difference between the materials, in particular phases 6 and 7, but regardless of the mixing ratio. Different mixtures can thus be separated without any problems,
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AT518 686 B1 2018-03-15 österreichisches patentamt ohne das deshalb die Phasengrenze „abstürzt“ oder Material der anderen Phase mitgerissen wird, da sich die Gleichgewichtslage der Phasentrennfläche 16 selbst einregelt.AT518 686 B1 2018-03-15 Austrian patent office without the phase boundary therefore "crashing" or material of the other phase being carried away, since the equilibrium position of the phase separation surface 16 regulates itself.
[0046] Das Arbeitsprinzip der Schwerkrafttrenneinrichtung ist derart, dass das kombinierte statische Gewicht der beiden Flüssigkeitssäulen im Phasentrennbehälter 3 vom Bodenauslass 18 bis zum oberen Überlauf 21 im Gleichgewicht mit der schweren und daher kürzeren Flüssigkeitssäule bzw. Phase 6 in der Leitung 4 bis zum Überlauf in der Abzweigvorrichtung 19 ist.The working principle of the gravity separation device is such that the combined static weight of the two liquid columns in the phase separation container 3 from the bottom outlet 18 to the upper overflow 21 in equilibrium with the heavy and therefore shorter liquid column or phase 6 in the line 4 to the overflow in the branching device 19 is.
[0047] Um die Schwerkrafttrenneinrichtung 1 mit unterschiedlichen Materialien und Dichten in der Flüssigkeit 2 betreiben und die Phasengrenze, insbesondere die Phasentrennfläche 16, in Höhe 15 der Verteilerplatten 23,24 halten zu können, werden die Leitungen 4 rund um die Abzweigvorrichtung 19 als flexible Schlauchleitungen ausgeführt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, d.h., dass die drei Leitungen 4,28,29, welche zu- bzw. vom Abzweigstück für die schwere Phase 6 führen, wenigstens zum Teil aus einem flexiblen Material gebildet werden.In order to operate the gravity separating device 1 with different materials and densities in the liquid 2 and to be able to keep the phase boundary, in particular the phase separating surface 16, at the height 15 of the distributor plates 23, 24, the lines 4 around the branching device 19 are used as flexible hose lines 2, that is to say that the three lines 4, 28, 29 which lead to and from the branch piece for the heavy phase 6 are formed at least in part from a flexible material.
[0048] Weiters ist gemäß Fig. 3 möglich, dass im Raum zwischen den Verteilerplatten 23, 24, insbesondere nahe zum äußeren Rand hin, ein feines Filtermaterial 30, wie z.B. Draht-, mineralische oder andere Gewebe oder Fasern angeordnet sind. Beim Hindurchströmen der durchmischten Flüssigkeit 2 durch das Filtermaterial 30 entfaltet sich so eine Coalescenzwirkung auf kleinste Tröpfchen, welche an den Kreuzungspunkten der Fasern des Filtermaterials 30 zu größeren Tropfen zusammenwachsen und so die Trennung begünstigen. Durch die Anordnung nahe dem äußeren Rand ist die durchströmende Flüssigkeit schon breit verteilt, wodurch die Geschwindigkeit reduziert und der Druckverlust durch das Filtermaterial 30 wird somit sehr gering gehalten.It is also possible according to Fig. 3 that in the space between the distributor plates 23, 24, in particular close to the outer edge, a fine filter material 30, such as Wire, mineral or other fabrics or fibers are arranged. When the mixed liquid 2 flows through the filter material 30, a coalescence effect develops on the smallest droplets, which grow together at the points of intersection of the fibers of the filter material 30 to form larger drops and thus favor the separation. Due to the arrangement near the outer edge, the liquid flowing through is already widely distributed, as a result of which the speed is reduced and the pressure loss through the filter material 30 is thus kept very low.
[0049] In einer weiteren Ausführung, die jedoch nicht dargestellt ist, ist es möglich, dass durch Anordnung von Sensoren zum Erkennen der Phasentrennfläche 16 und elektrischer Verstellmittel für die Abzweigvorrichtung 19 eine automatische Anpassung der Phasentrennfläche 16, insbesondere in den Bereich der Verteilerplatten 23,24, möglich ist, sodass die Anlage auch bei laufend variierenden Dichten der Materialien in der durchmischten Flüssigkeit weiter autark arbeiten kann.In a further embodiment, which is not shown, however, it is possible that by arranging sensors for recognizing the phase separation surface 16 and electrical adjustment means for the branching device 19, the phase separation surface 16 is automatically adapted, in particular in the area of the distributor plates 23, 24, is possible so that the system can continue to operate autonomously even with continuously varying densities of the materials in the mixed liquid.
[0050] Bevorzugt wird die Schwerkraftrenneinrichtung 1 derart ausgebildet, dass stehende Phasentrennbehälter 3, wie dargestellt, eher für kleinere Durchflussmengen geeignet sind. Für größere Maßstäbe sind liegende Rundbehälter oder Quaderförmige Tanks wegen der größeren horizontalen Querschnittsfläche besser geeignet.The gravity separation device 1 is preferably designed in such a way that standing phase separation containers 3, as shown, are more suitable for smaller flow rates. Lying round containers or cuboid tanks are more suitable for larger scales because of the larger horizontal cross-sectional area.
[0051] Der Ordnung halber wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsvarianten beschränkt ist, sondern auch weitere Ausbildungen beinhalten kann.For the sake of order, it is pointed out that the invention is not limited to the illustrated embodiment variants, but may also include further training.
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