BR112017020332B1

BR112017020332B1 - Método para remoção de gás de um líquido que flui através de uma série de câmaras em um recipiente

Info

Publication number: BR112017020332B1
Application number: BR112017020332-4A
Authority: BR
Inventors: Aaron Poon; David Salyer; Oscar Velastegui
Original assignee: Veolia Water Solutions & Technologies Support
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2022-09-13
Also published as: US20160279537A1; AR104030A1; RU2681911C1; CO2017010800A2; CA2980923A1; CN107635633A; CA2980923C; US9889391B2; WO2016154164A1; CN107635633B; BR112017020332A2

Abstract

MÉTODO E DESGASIFICADOR PARA REMOÇÃO DE GÁS DE UM LÍQUIDO. Um desgasificador (10) inclui um recipiente (12) tendo uma série de câmaras (18, 20, 22, 24). Líquido contendo um gás é direcionado através do recipiente (12) e das câmaras (18,20,22,24) no mesmo. Um gás de remoção é injetado no recipiente (12) e move através do recipiente em uma direção contracorrente com relação ao fluxo do líquido. Mais particularmente, o gás de remoção se move de uma câmara para outra câmara em uma direção a montante (com relação ao fluxo do líquido) e é misturado com o líquido em cada câmara (18, 20, 22, 24), fazendo com que o gás no líquido seja deslocado. O gás deslocado é ventilado do recipiente (12) em uma localização próxima onde o líquido entra no recipiente (12).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a desgasificadores empregados a gases removedores, tais como oxigênio, dióxido de carbono, benzeno e sulfato de hidrogênio a partir de um líquido.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

[002] Gás de remoção é um processo onde um gás particular é removido de um líquido. Especificamente, o gás de remoção envolve a transferência de massa de um gás a partir de uma fase líquida para uma fase gasosa. A transferência é realizada colocando em contato o líquido contendo o gás que deve ser removido com um diferente gás de remoção. Vários sistemas e processos têm sido usados para remover gases dissolvidos tais como amônia (NH3), dióxido de carbono (CO2), oxigênio (O2), sulfato de hidrogênio (H2S), e variedades de compostos orgânicos voláteis (VOCs) a partir de um líquido. Por exemplo, sistemas convencionais para gás de remoção a partir de um líquido incluem leitos preenchidos, colunas e desgasificadores a vácuo. Entretanto, estes sistemas convencionais não estão geralmente localizados para remover gás de líquidos oleosos ou sujos tais como, por exemplo, água produzida que resulta de processos de recuperação de óleo e gás.

[003] Portanto, existia e continua a existir uma necessidade por um desgasificador eficiente que seja para remover gás de correntes de resíduos de líquido que estão sujas ou contém óleo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] A presente invenção compreende um sistema e processo para remover gás dissolvido de uma corrente de líquido que fui através de um recipiente tendo uma pluralidade de câmaras. Um gás de remoção é injetado no recipiente e se move através do recipiente e das câmaras no mesmo em uma direção contracorrente com relação ao fluxo do líquido. O gás de remoção é misturado com o líquido, fazendo com que o gás dissolvido no líquido seja deslocado. Assim, conforme o líquido se move a partir de uma entrada de líquido através do recipiente e da câmara para câmara em direção a uma saída de líquido, a concentração do gás dissolvido no líquido é reduzida enquanto a concentração do gás de remoção no líquido aumenta.

[005] Em uma modalidade, o líquido e gás de remoção são direcionados a extremidades opostas do recipiente e se move através do recipiente em direções contracorrentes. O gás de remoção é misturado com o líquido e isto causa um gás indesejável no líquido, tal como dióxido de carbono, a ser deslocado e é realocado por uma porção do gás de remoção. O gás deslocado e o gás de remoção residual se movem para cima através do líquido nas respectivas câmaras a um espaço de vapor subjacente onde o gás deslocado e o gás de remoção residual formam uma mistura de gás. Esta mistura de gás é induzida para mover a montante com relação ao fluxo do líquido e para ser repetidamente misturada com o líquido, fazendo com que gás adicional seja deslocado a partir do líquido. Perto da extremidade de entrada do recipiente, é provido um orifício de escape ou saída de gás através da qual o gás indesejável ou deslocado é retirado do recipiente.

[006] Outros objetivos e vantagens da presente invenção será notado e claro a partir de um estudo da seguinte descrição e dos desenhos anexos que são meramente ilustrativos de tal invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007] A Figura 1 é uma vista do desgasificador da presente invenção.

[008] A Figura 1A é uma vista ampliada de uma seção do desgasificador mostrado na Figura 1.

[009] A Figura 2 é uma vista de um desenho alternativo para o desgasificador.

[010] A Figura 3 é um processo de tratamento de água produzida exemplar que utiliza o desgasificador da presente invenção.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES EXEMPLARES

[011] Com referência adicional aos desenhos, o desgasificador da presente invenção é mostrado nos mesmos e indicado geralmente pelo número 10. Como será notado a partir das porções subsequentes da descrição, desgasificador 10 está configurado para receber um líquido e para retirar ou remover gases indesejáveis, tal como dióxido de carbono, oxigênio, sulfato de hidrogênio e benzeno a partir do líquido. O líquido entra no desgasificador 10 e, conforme visto na Figura 1, se move da esquerda para a direita através do desgasificador. Um gás de remoção (algumas vezes referido como um gás secundário) é injetado no desgasificador 10 e se move geralmente em uma direção contracorrente com relação ao fluxo do líquido. Assim, conforme visto na Figura 1, o gás de remoção se move geralmente da direita para a esquerda e no processo entra em contato e é misturado com o líquido. O gás de remoção, tal como nitrogênio ou gás combustível, por exemplo, é misturado com o líquido, fazendo com que o gás indesejável no líquido a ser deslocado e realocado com o gás de remoção. A mistura do gás de remoção com o líquido ocorre em vários lugares no desgasificador 10. Isto resulta na concentração do gás indesejável no líquido diminuindo progressivamente conforme o líquido escoa através do desgasificador 10.

[012] Voltando para uma discussão mais detalhada do desgasificador 10, o desgasificador compreende um recipiente 12 que recebe o gás de remoção líquido. O recipiente 12 pode assumir vários formatos e tamanhos. O recipiente 12 é um sistema pressurizado ou fechado e não é projetado para ser aberto para a atmosfera. Geralmente, o recipiente 12 é mantido perto da pressão atmosférica, na faixa de 3-6 kpag. Em uma modalidade, o recipiente 12 compreende um tanque alongado. Recipiente 12 inclui uma entrada de líquido 14 e uma saída de líquido 16. Conforme visto nos desenhos, a entrada de líquido 14 e a saída de líquido 16 estão localizadas nas extremidades opostas do recipiente 12. Formada no recipiente 12 está uma série de câmaras onde ocorre a desgasificação. O número de câmaras pode variar. Na modalidade ilustrada aqui, o recipiente 12 inclui quatro câmaras, 18, 20, 22 e 24. Estas câmaras são formadas por uma série de partições 26 que estão espaçadas no recipiente 12. Nota-se que cada partição 26 é espaçada do fundo do recipiente 12 e exceto para a partição 26 entrada adjacente 14, as partições restantes se estendem para cima para a parte superior do recipiente 12. Nota- se que as aberturas 33 estão formadas entre o fundo do recipiente 12 e as bordas de terminal inferior das partições 26. Segue que o líquido que segue através do recipiente escoará por baixo das respectivas partições 26 e através das aberturas 33 conforme o líquido escoa da entrada 14 para e através da saída 16.

[013] Formada adjacente a entrada 14 e antes da primeira partição 26 está uma área de entrada 28. Assim, aprecia-se que o líquido que entra na entrada 14 passará através da área de entrada 28 antes de alcançar a primeira câmera 18. A jusante da área de entrada 28 e passada a última câmara 24 está uma entrada de gás de remoção 30 onde gás de remoção é injetado no recipiente 12. Abaixo da entrada de gás de remoção 30 nesta modalidade está uma câmara de descarga 32. Segue que o líquido sendo desgaseificado passa através da câmara de descarga 32 antes de ser descarregado da saída 16.

[014] Para geralmente auxiliar no direcionamento o fluxo de líquido através do recipiente, é provida uma série de bafles 34 que estão estrategicamente localizados na porção de fundo do recipiente 12. Como visto nos desenhos, estes bafles 34 estão espaçados entre as partições 26 e se estendem para cima a partir do fundo do recipiente 12. Na modalidade aqui ilustrada, os bafles 14 incluem uma borda de terminal superior angulada que se estende levemente acima das bordas de terminal inferior das partições 26. Assim, conforme o líquido escoa através do recipiente 12, o líquido é constrangido para se mover sob as bordas de terminal inferior das partições 26 e sobre os bafles 34. Bafles 34 tendem a se virar e direcionar o fluxo de líquido para cima nas porções mais baixas das câmaras 18, 20, 22 e 24. Bafles 34 geralmente auxiliam distribuição de trajeto de fluxo e geralmente previne ou reduz curto-circuito do fluxo nas câmaras e isto geralmente resulta na utilização do tempo de residência completo. Bafles 34 também previnem ou reduzem sopro de gás nas câmaras adjacentes. Colocando os bafles 34 em uma altura suficiente, o gás é prevenido de ser transferido para a câmara a jusante que pode contaminar o líquido na célula a jusante. Deve-se também ressaltar que as aberturas 33 formadas abaixo das partições 26 e entre respectivos bafles 34 são projetadas para permitir que o líquido - e não o gás - flua através das aberturas e de uma câmara para outra.

[015] Localizada na porção de entrada de líquido do recipiente 12 está uma saída de gás 36. Como visto nos desenhos, a saída de gás 36 está disposta na parte superior do recipiente 12 adjacente à área de entrada 28 e à primeira câmera ou inicial 18. Gás expelido através da saída de gás 36 é o gás deslocado (as vezes referido como gás de escape) e desde que o processo pode não ser 100% eficiente, o gás expelido pode incluem algum gás de remoção. Assim, em um processo típico, o gás direcionado para fora da saída de gás 36 compreenderá uma mistura de gás de gás deslocado e gás de remoção com o gás de remoção tipicamente inventando uma porção relativamente pequena da mistura de gás expelida do recipiente 12.

[016] Geralmente o processo implica que o líquido entre na entrada 14 e se mova da esquerda para direita conforme visto nas Figuras 1 e 2. Ao mesmo tempo, o gás de remoção entra na entrada de gás de remoção 30 e geralmente escoa da direita para esquerda em uma direção contracorrente com relação à direção do fluxo de líquido. Neste processo, o gás de remoção entra em contato com o líquido e é completamente misturado com o líquido. Gases indesejáveis, tais como dióxido de carbono, oxigênio, sulfato de hidrogênio e benzeno, são deslocados do líquido sendo tratados e substituídos com o gás de remoção. O gás deslocado e gás residual de remoção se move para cima através do líquido em espaços com vapor 40 que são formados entre o nível de líquido e a parte superior do recipiente 12. A fim de prover os espaços com vapor 40, o nível de líquido no recipiente 12 pode ser controlado por meios convencionais. Isto é um programa de controle que pode ser provido para sensorear o nível do líquido através do recipiente 12 e para controlar o nível de modo que um espaço com vapor adequado 40 seja provido durante o processo de desgasificação de líquido. Vários sistemas e programas de controle podem ser usados para controlar o nível de líquido no recipiente 12. Por exemplo, um instrumento de nível incluindo um transmissor e uma válvula de controle de nível pode ser empregado, ou um instrumento de nível com uma bomba pode ser usado. Nestes exemplos, o programa lê efetivamente sinais de nível e, com base nos sinais de nível, aciona a válvula de controle de nível ou bombeia para iniciar uma mudança no nível de líquido.

[017] No processo de desgasificação da presente invenção, o gás de remoção é induzido no líquido tendo o gás que deve ser removido ou retirado. Isto é alcançado controlando os parâmetros de pressão parcial que permitem que o gás de remoção desloque o gás indesejável no líquido. Nota-se que isto não é alcançado através de uma reação química. A Lei de Henry de Pressão Parcial representa a proposição de que em temperatura constante, a quantidade de um dado gás que se dissolve em um dado tipo e volume de líquido é diretamente proporcional à pressão parcial daquele gás em equilíbrio com aquele líquido. No caso do presente processo, a Lei de Henry de Pressão parcial requer que o gás dentro do líquido seja deslocado conforme o gás de remoção é introduzido.

[018] Em vários exemplos, o gás de remoção injetado na entrada de gás de remoção 30 é puro.

[019] Entretanto, após misturar inicialmente com o líquido, o gás de remoção comunicado a montante e da câmara para câmara pode formar uma parte de uma mistura de gás compreendida de ambos o gás de remoção e o gás deslocado. Mesmo assim, o gás misturado com o líquido ainda é referido como um gás de remoção mesmo que possa formar uma parte de uma mistura de gás que inclui o gás deslocado. Assim, conforme usado aqui, o termo "mistura de gás" se refere a uma mistura de gases que incluem o gás de remoção e pelo menos algum gás deslocado.

[020] O desgasificador 10 é provido com uma série de misturadores para misturar o gás de remoção com o líquido no recipiente 12. Vários tipos de misturadores podem ser empregados. Por exemplo, edutores, misturadores rotativos, misturadores estáticos tais como bocais e espargidores podem ser empregados. Os misturadores estão dispostos nas câmaras 18, 20, 22 e 24 de modo que a mistura do gás de remoção com o líquido ocorre abaixo da superfície do líquido. Conforme descrito abaixo, os misturadores associados com as respectivas câmaras são operativos para induzir o gás de remoção ou mistura de gás contendo o gás de remoção para o líquido em uma câmara e para misturar completamente o gás de remoção com o líquido.

[021] As Figuras 1 e 1A mostram uma série de edutores operativamente associados com cada uma das câmaras 18, 20, 22 e 24. Cada edutor está geralmente indicado pelo numeral 50. Cada edutor 50 inclui uma motive entrada de líquido móvel 52 e uma entrada de gás 54. Além disso, o edutor 50 inclui um conduto principal 58 que se projeta para baixo no líquido. Um tubo de gás 56 se estende a partir da entrada de gás 54 para o conduto principal 58. Disposto em torno do fundo do edutor conforme representado na Figura 1 está um cabeçote de misturação que compreende uma placa horizontal 60 e um ou mais bocais dispostos na extremidade inferior do conduto principal 58 e apontado para a placa. Um líquido móvel é bombeado sob pressão na entrada de líquido móvel 52 e direcionado para baixo do conduto principal 58 em direção à placa 60. Isto cria um efeito venturi na área onde o tubo de gás 56 se junta ao conduto principal 58. Isto resulta em uma baixa pressão no tubo de gás 56 que resulta no gás de remoção ou mistura de gás sendo induzida na entrada de gás 54 e através do tubo de gás 56 e no conduto principal 58 onde o gás de remoção ou mistura de gás se mistura com o líquido móvel. A mistura de líquido móvel e gás de remoção é direcionada para baixo em direção à extremidade de saída do conduto principal 58. Esta mistura de líquido móvel e gás de remoção é descarregada do edutor 50 sob pressão. O líquido móvel - mistura de gás de remoção é desviado pela placa 60 e é efetivo para entrar líquido da respectiva câmara e para misturar completamente o gás de remoção com o líquido na câmara. Conforme discutido acima, a misturação do gás de remoção com o líquido na câmara faz com que o gás indesejável no líquido a ser deslocado e realocado com pelo menos uma porção do gás de remoção.

[022] O gás deslocado, ao longo com gás residual de remoção, se move para cima através do líquido para o espaço de vapor 40 da câmara onde o edutor 50 está localizado. "Gás residual de remoção" significa o restante da porção do gás de remoção no recipiente que não está dissolvido no líquido. Conforme notado acima, gás de remoção puro pode ser direcionado na entrada de gás 30 que está localizada na câmara de descarga 32. Como uma questão prática, a maioria, se não todo, do gás de remoção está contido no espaço de vapor 40 na câmara de descarga 32. Assim, de acordo com a modalidade ilustrada na Figura 1, gás de remoção puro é essencialmente direcionado para a última câmara 24 e misturado com o líquido na mesma. Entretanto, o gás que por último termina no espaço de vapor 40 da última câmara 24 é geralmente uma mistura de gás deslocado e gás residual de remoção. É esta mistura de gás que é induzido para o edutor 50 associado com a câmara adjacente a montante 22. Por isso, neste caso, o líquido móvel é operativo para misturar a mistura de gás deslocado e gás de remoção com o líquido na câmara 22. Este processo básico continua a montante a partir de uma câmara a uma câmara adjacente a jusante até que uma mistura de gás deslocado e gás residual de remoção alcance a saída de gás 36 onde é expelida do recipiente 12. Conforme discutido acima, segue-se que a concentração de gás indesejável no líquido continua a diminuir conforme o líquido se move a jusante. Também, a concentração de gás residual de remoção continua a diminuir conforme o gás de remoção é induzido para se mover a montante a partir de uma câmara para outra câmara.

[023] Várias fontes de líquido móvel podem ser usadas para energizar os edutores 50. Em uma modalidade ilustrada na Figura 1, efluente tratado da saída 16 do recipiente 12 é usado como o líquido móvel. Uma bomba 17 está operativamente conectada à saída 16 do recipiente 12 para bombear efluente tratado a partir do recipiente nos edutores 50. Assim, uma porção do efluente tratado é reciclada através dos edutores de volta no recipiente 12. Assim, uma porção do efluente tratado serve como o líquido móvel e, ao mesmo tempo, porções do efluente reciclado tratado está sujeito a desgasificação adicional.

[024] Na modalidade da Figura 1 e 1A, nota-se que o tubo de gás 56 se estende para fora do recipiente 12. Deve-se notar, entretanto, que em outras modalidades o tubo de gás 56 pode estar contido dentro dos limites do recipiente 12. Por exemplo, o tubo de gases 56 pode se estender através de partições 26 e espaços com vapor 40.

[025] Figura 2 mostra um projeto alternativo para o desgasificador 10. A diferença básica entre os desgasificadores das Figuras 1 e 2 fica nos misturadores empregados nas câmaras 18, 20, 22 e 24. Desgasificador 10 da Figura 2 inclui misturadores rotativos ao invés dos edutores 50 empregados no desgasificador da Figura 1. A função dos misturadores rotativos é a mesma, que é eles induzirem o gás de remoção para o líquido e misturarem o gás de remoção com o líquido, fazendo com que os gases indesejáveis contidos no líquido a ser deslocado e finalmente removido do recipiente 12.

[026] Visualizando o desgasificador 10 mostrado na Figura 2, nota- se que cada câmara é provida com um misturador rotativo indicado geralmente pelo numeral 70. Detalhes do misturador rotativo não são tradados aqui porque tais dispositivos são conhecidos e reconhecidos por aqueles versados na técnica e não são materiais PER SE para a presente invenção. Entretanto, é apropriada uma breve discussão das estruturas básicas do misturador rotativo 70 e como se operar. A respeito disso, o misturador rotativo 70 inclui um rotor indicado geralmente pelo numeral 72 que é submergido no líquido de uma câmara e inclui uma série de lâminas. O rotor 72 é acionado por um motor e conjunto de acionamento indicado geralmente pelo numeral 74. Como visto na Figura 2, uma porção do motor e conjunto de acionamento 74 é montada na parte superior do recipiente 12. As porções do conjunto de acionamento se estendem para baixo através das respectivas câmaras e são operativamente conectadas ao rotor 72.

[027] Como a modalidade da Figura 1, é provida tubulação para direcionar gás de remoção ou mistura de gás dos respectivos espaços com vapor 40 para o líquido contido em cada uma das câmaras 18, 20, 22 e 24. Esta tubulação inclui uma entrada de gás 76. Se estendendo a partir de cada entrada de gás 76 está um conduto 78 que é operativo ao gás de remoção do canal a partir da entrada de gás 76 para o rotor 72. Mais particularmente, como visto na Figura 2, condutos 78 se estendem a partir da entrada de gases 76 através de aberturas nas partições 26. Condutos 78 também se estendem horizontalmente através dos espaços com vapor 40 e então volta e se estende para baixo para os rotores 72. Extremidades inferiores do conduto 78 estão providas com saída de gases 78A.

[028] A ação dos rotores 72 gera uma área de baixa pressão em torno da saída de gases 78A e esta baixa pressão está presente através de condutos 78 para a entrada de gases 76. Assim, conforme os rotores 72 são acionados rotativamente, esta baixa pressão induz gás de remoção a partir de respectivos espaços com vapor para os condutos 78. O gás induzido que se move através de condutos 78 é expelido ou dispersado para fora das saídas 78A na proximidade dos rotores 72. A ação dos rotores 72 e as lâminas dos mesmos são ineficientes para misturar o gás de remoção com o líquido nas câmaras tendo os misturadores rotativos 72. Conforme discutido acima, isto resulta no líquido sendo desgaseificado conforme o gás indesejável no líquido é deslocado pelo gás de remoção através da ação dos misturadores rotativos 70.

[029] O fluxo geral do líquido e o fluxo geral do gás de remoção na modalidade da Figura 2 é essencialmente o mesmo do discutido acima com relação à Figura 1. O que é, o gás de remoção geralmente se move em uma direção contracorrente com relação ao fluxo do líquido através do recipiente. Essencialmente o gás de remoção é induzido a partir de um espaço de vapor 40 para o líquido em uma câmara a montante onde o gás de remoção é misturado com líquido. Isto, por sua vez, produz mais gás deslocado e gás residual de remoção que aumenta através do líquido para um espaço de vapor superior após o qual o gás de remoção residual e gás deslocado é induzido para o líquido na próxima câmara a montante. Isto, conforme descrito acima, continua até que o gás deslocado e qualquer gás residual de remoção alcance a extremidade de entrada do recipiente onde é escapado da saída de gás 36.

[030] O desgasificador 10 em ambas modalidades pode ser provido com uma caixa de escuma opcional ou escumador flutuante 80 que é mostrado a montante das respectivas partições 26 na modalidade da Figura 2. Conforme os misturadores induzem gás no líquido, uma consequência do efeito de misturação gás-líquido é de que no limite de líquido e vapor no recipiente 12, óleo e sólidos leves podem acumular. Devido a este efeito de acúmulo e o borbulhamento de gás através do líquido, uma espuma ou camada espumosa pode desenvolver na superfície do líquido e isto pode inibir gás de remoção do líquido formando uma camada limite que pode prevenir liberação de gás do líquido para o espaço de vapor superior. Para migrar isto, a caixa de escuma 80 é provida e inclui um barril de transbordamento ou um escumador flutuante e pode ser utilizado para retirar a espuma ou camada espumosa do líquido transbordando uma porção do líquido na caixa de escuma ou escumador flutuante. Esta espuma e líquido podem, então, ser retirados da caixa de escuma ou escumador flutuante 80 por uma bomba ou por fluxo de gravidade de modo que não interfira com o processo do gás de remoção. A caixa de escuma ou escumador flutuante 80 serve um propósito adicional. Para águas de processo oleoso, é possível desgaseificar e desolear a água simultaneamente dentro de uma operação de unidade. Conforme uma camada de espuma é geralmente acumulada, óleo e sólidos leves flutuam induzindo o gás no líquido. Retirar a espuma melhora a qualidade geral do efluente como gás que é removido do líquido, desgasificador

[031] Desgasificador 10 pode ser empregado em uma faixa ampla de sistemas e processos para tratamento de correntes aquosas. Por exemplo, o desgasificador 10 pode ser usado com tanques de escuma, unidades de flutuação de gás induzido, filtros de casca de noz, unidades livres de eliminação de água, unidades de flutuação por contato e outros sistemas de tratamento de água residual para retirar dióxido de carbono, sulfato de hidrogênio, oxigênio, benzeno e outros gases indesejáveis. Um exemplo do uso do desgasificador 10 se refere a correntes de água residual de pré- tratamento para retirar alcalinidade. Aqui um ácido é misturado com a corrente de água residual que converte a alcalinidade para dióxido de carbono e após isso o desgasificador 10 pode ser empregado para retirar o dióxido de carbono.

[032] Desgasificador 10 é particularmente útil na água produzida por tratamento que resulta a partir de óleo ou processos de recuperação de gás. A Figura 3 é uma ilustração esquemática de um processo de tratamento de água produzida que inclui o desgasificador 10. Uma mistura de água-óleo é recuperada a partir de uma formação de óleo. Em um processo convencional, óleo é separado da mistura de água-óleo para formar água produzida. A água produzida é direcionada a um tanque de escuma 100 onde o óleo é escumado da superfície de uma água produzida. Do tanque de escuma 100, a água produzida é direcionada a uma unidade de flutuação de gás induzida (IGF) 102. Na unidade de flutuação de gás induzida 102, sólidos suspensos e óleo livre são removidos. Depois disso, a água produzida é direcionada a e através de um filtro de casca de noz 104 para remover óleo adicional. Algumas correntes de água produzida incluem uma concentração relativamente alta de dureza que tende a escalar e faltar equipamento a jusante, especialmente membranas usadas para retirar sólidos dissolvidos. Do filtro de casca de noz 104, a água produzida é direcionada a uma unidade de amaciamento para remover dureza, tal como carbonato de cálcio. Da unidade de amaciamento 106, a água produzida é direcionada ao desgasificador 10 descrito acima e mostrado nas Figuras 1 e 2. Em muitos casos, a água produzida incluirá uma concentração significativa de dióxido de carbono e o desgasificador 10 é eficaz em remover dióxido de carbono, e em alguns casos, outros gases, da água produzida. Efluente do desgasificador 10 é direcionado a uma unidade de amaciamento de cal morna 108. Em um processo típico, um coagulante e um floculante é misturado com uma água produzida ao longo com cal e uma cáustica. Isto permitirá dureza adicional para estar precipitada a partir da água produzida. Também, muitas correntes de água produzidas incluem sílica que tem o potencial de escalar equipamento a jusante, especialmente membranas. Para precipitar sílica, óxido de magnésio pode ser adicionado e misturado com a água produzida na unidade de amaciamento de cal morno 108.

[033] A jusante da unidade de amaciamento de cal morno 108, vários filtros podem ser empregados para remover sólidos suspensos adicionais. No caso da modalidade da Figura 3, uma unidade após filtro 110 é mostrada. Após filtrar a água produzida na unidade após filtro 110, a água produzida é direcionada a uma troca de cátion 112. Quando a troca de cátion for operada no modo de sódio, por exemplo, é eficaz para retirar dureza residual. Após estar sujeito ao tratamento na troca de cátion 112, a água produzida é direcionada a um a unidade de osmose reversa 114 que remove uma ampla gama de sólidos dissolvidos, incluindo sílica e orgânicos assim como uma hospedeira de outros sólidos dissolvidos. No exemplo mostrado na Figura 3, o efluente da unidade de osmose reversa 114 é direcionado a uma unidade de resina quelante 116 para tratamento adicional.

[034] Deve-se notar que o processo ilustrado na Figura 3 é um processo exemplar para água produzida por tratamento que inclui o desgasificador 10 descrito acima. As especificidades de um processo de tratamento de água produzida podem variar substancialmente e, portanto, o processo mostrado na Figura 3 é exemplar. Para um entendimento mais complete e unificado de processos de água produzida, um se refere à descrição na Patente dos EUA 7,815,804, a descrição da qual é expressamente incorporada aqui por referência.

[035] Conforme discutido acima, o líquido e o gás de remoção escoam em direções contrárias através do recipiente 12. Existem benefícios para esta abordagem para remover gás dissolvido do líquido. Por exemplo, na primeira câmera 18 uma quantidade relativamente grande de gás é retirada do líquido devido à queda de pressão que ocorre no recipiente 12. Assim, o gás de remoção relativamente pequeno é requerido na primeira câmera 18 e isto é porque o gás de remoção presente na primeira câmera 18 ainda é eficaz, mesmo que sua pureza tenha sido diminuída. Conforme o líquido escoa da primeira câmera 18 para outras câmaras a jusante, mais gás de remoção é requerido para acionar o gás dissolvido fora do líquido que escoa a jusante. Uma vez que o líquido alcança a câmara de descarga 32, o polimento ocorre na presença de gás de remoção com pureza alta. Esta abordagem garante que o uso eficaz do gás de remoção e também resulta na redução substancial de gás dissolvido no efluente de líquido que sai do recipiente 12.

[036] A presente invenção pode, certamente, ser realizada de outras formas do que aquelas especificamente estabelecidas aqui sem se distanciar das características essenciais da invenção. As presentes modalidades devem ser consideradas em todos os sentidos como ilustrativas e não restritivas, e todas as mudanças que vêm dentro do significado e faixa de equivalência das reivindicações em anexo are se destinam a serem englobadas nas mesmas.

Claims

1. Método para remoção de gás de um líquido que flui através de uma série de câmaras (18, 20, 22, 24) em um recipiente (12) e em que uma série de espaços com vapor (40) são definidos nas câmaras acima do líquido, o método caracterizado pelo fato de que compreende: direcionar o líquido para uma entrada de líquido (14) de um recipiente e fluir o líquido através da série de câmaras formadas no recipiente; direcionar um líquido móvel em um ou mais edutores (15) associados com o recipiente; em que o líquido móvel direcionado para o um ou mais edutores induz um gás de remoção para o um ou mais edutores; misturar o líquido móvel com o gás de remoção no um ou mais edutores para formar uma mistura de gás de remoção com líquido móvel; em que o um ou mais edutores injeta a mistura de gás de remoção com líquido móvel no líquido que flui através das câmaras do recipiente e mistura o gás de remoção com líquido móvel com o líquido que flui através das câmaras; deslocar o gás do líquido que flui através das câmaras e em que o gás deslocado do líquido que flui através das câmaras mistura com o gás de remoção para formar uma mistura de gás; em que a mistura de gás aumenta nos espaços com vapor nas câmaras; em que os espaços com vapor nas câmaras estão em comunicação fluida; induzir a mistura de gás para fluir a montante através da série de espaços com vapor de modo que no processo a mistura de gás flua de um espaço com vapor a jusante para outro um espaço com vapor a montante; após a mistura de gás ter movido a montante e através da série de espaços com vapor, descarregar a mistura de gás do recipiente; e após o gás ter sido retirado do líquido, descarregar líquido desgaseificado do recipiente.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui direcionar a mistura de gás de remoção com líquido móvel para baixo de uma série de condutos (58) disposta no recipiente e que se estende para o líquido que flui através das câmaras e emite a mistura de gás de remoção com líquido móvel de uma extremidade inferior dos condutos para o líquido que flui através das câmaras.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um de um ou mais edutores inclui uma entrada de líquido móvel, uma entrada de gás de remoção, e um conduto principal que se estende para o líquido em uma câmara e em que o método inclui: injetar o líquido móvel para a entrada de líquido móvel (52); induzir o gás de remoção para a entrada de gás de remoção (54); e direcionar a mistura de gás de remoção com líquido móvel para baixo através do conduto principal (58) para o líquido que flui através das câmaras onde a mistura de gás de remoção com líquido móvel sai do conduto principal e se mistura com o líquido que flui através das câmaras.

4. Método para remoção de gás de um líquido que flui através de uma série de câmaras (18, 20, 22, 24) em um recipiente (12) e em que uma série de espaços com vapor (40) é definida nas câmaras acima do líquido, o método caracterizado pelo fato de que compreende: direcionar o líquido para uma entrada de líquido (14) de um recipiente e que flui o líquido através da série de câmaras formado no recipiente; direcionar um líquido móvel em um ou mais edutores (15) associados com o recipiente; em que o líquido móvel direcionado para o um ou mais edutores induz um gás de remoção para o um ou mais edutores; misturar o líquido móvel com o gás de remoção no um ou mais edutores para formar uma mistura de gás de remoção com líquido móvel; em que o um ou mais edutores injeta a mistura de gás de remoção com líquido móvel para o líquido que flui através das câmaras do recipiente e mistura o gás de remoção com líquido móvel com o líquido que flui através das câmaras; deslocar o gás do líquido que flui através das câmaras e em que o gás deslocado do líquido que flui através das câmaras mistura com o gás de remoção para formar uma mistura de gás; em que a mistura de gás aumenta nos espaços com vapor nas câmaras; em que os espaços com vapor nas câmaras estão em comunicação fluida; induzir a mistura de gás para fluir a montante através da série de espaços com vapor de modo que no processo a mistura de gás flua de um espaço com vapor a jusante para um outro espaço com vapor a montante; após a mistura de gás ter se movido a montante e através da série de espaços com vapor, descarregar a mistura de gás do recipiente; após o gás ter sido retirado do líquido, descarregar líquido desgaseificado do recipiente; e em que o líquido móvel compreende pelo menos uma porção do líquido desgaseificado descarregado do recipiente e em que o método inclui bombear pelo menos uma porção do líquido desgaseificado para o um ou mais edutores que induz dito gás de remoção para o um ou mais edutores.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que inclui direcionar a mistura de gás de remoção com líquido móvel para baixo de uma série de condutos disposta no recipiente e que se estende para o líquido que flui através das câmaras e emitir a mistura de gás de remoção com líquido móvel de uma extremidade inferior dos condutos para o líquido que flui através das câmaras.

6. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos um de um ou mais edutores inclui uma entrada de líquido móvel, uma entrada de gás de remoção, e um conduto principal que se estende para o líquido em uma câmara e em que o método inclui: bombear o líquido desgaseificado para a entrada de líquido móvel (52); induzir o gás de remoção para a entrada de gás de remoção (54); e direcionar a mistura de gás de remoção com líquido móvel para baixo através do conduto principal (58) para o líquido que flui através das câmaras onde a mistura de gás de remoção com líquido móvel sai do conduto principal e se mistura com o líquido que flui através das câmaras.