CH643749A5

CH643749A5 - Verfahren zur entsalzung von heizoel.

Info

Publication number: CH643749A5
Application number: CH862379A
Authority: CH
Inventors: Shoji Yoshinaga; Hirosige Kawano; Matsuzo Todo; Tosihiko Takahasi; Kiyoshi Fujiwara; Yukio Inoue
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-09-27
Filing date: 1979-09-25
Publication date: 1984-06-29
Also published as: GB2032948A; SE7907980L; SE434062B; US4348288A; GB2032948B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsalzung von mit Salz, Festkörpern und etwas Wasser verunreinigtem Heizöl.

Das Verfahren findet eine Verwendung, z.B. zum Entsalzen von Brennstoff für eine Gasturbine. Gasturbinen sind weit verbreitet für viele Anwendungen, wie z.B. zur Stromerzeugung usw., weil eine grosse Leistung mit einer Einrichtung von bescheidener Grösse erzeugt werden kann. Da Gasturbinen so aufgebaut sind, dass ein Gas hoher Temperatur, das durch die Verbrennung von Heizöl erhalten wird, auf Turbinenschaufeln auftrifft, um eine Leistung zu erzeugen, gibt es wegen der im Brenngas enthaltenen Verunreinigungen ein Korrosions- oder Erosionsproblem. Die diese Schwierigkeiten verursachenden Verunreinigungen sind verschiedener Art, insbesondere sind aber Natriumsalz oder Kalisalz Ursache für die Korrosion und man muss daher diese Salze aus dem Brennstoff entfernen, d.h. eine Entsalzung durchführen. Man muss den Gehalt an Natrium- und Kalisalz im Brennstoff auf wenige ppm reduzieren, vorzugsweise aufwerte unter 1 ppm. Anderseits liegt die Hauptursache für die Erosion im Vorhandensein von festen Bestandteilen, wie z.B. Sandkörnern usw., welche ebenfalls entfernt werden müssen.

Die festen Bestandteile im Brennstoff können mit einem Filter entfernt werden. Meistens ist das Natrium- oder Kalisalz mit Chlor kombiniert als Natriumchlorid (NaCl) oder

Kaliumchlorid (KCl) und ist in einer sehr geringen, im Brennstoff vorhandenen Wassermenge gelöst oder es ist im Brennstoff in Form kleiner Partikeln vorhanden. Daher scheint es, dass das Natrium- oder Kalisalz einfach durch 5 Waschen des Brennstoffes mit Wasser entfernt werden könnte, wodurch das Natrium- oder Kalisalz in das Wasser übergeht, weil diese Salze wasserlöslich sind, und danach das Wasser entfernt werden könnte. Es ist jedoch allgemein bekannt, dass, wenn Heizöl und Wasser durch Rühren mitein-lo ander vermischt werden, eine Emulsion entsteht und das Heizöl und das Wasser nicht mehr voneinander getrennt werden können. Daher wird üblicherweise ein chemischer Stoff zur Verhütung der Emulsionsbildung (im folgenden als Emulsionshemmer bezeichnet) dem Heizöl zugefügt, worauf 15 Heizöl und Wasser voneinander getrennt werden unter Anwendung von Zentrifugalkräften oder elektrostatischen Kräften.

Eine übliche Zentrifuge besteht aus einem mit hoher Drehzahl drehenden Rotor, einer äussern, den Rotor umge-20 benden Wand, einem Zufuhrrohr zum Einführen einer flüssigen Mischung aus Heizöl und Wasser, Ablaufrohren zur Entnahme von Wasser und Heizöl und aus einer Schlammentnahme an der äussern Wand. Wenn die flüssige Mischung in den sich drehenden Rotor eingeführt wird, wird die flüs-25 sige Mischung unter der Einwirkung einer starken Zentrifugalkraft in Heizöl, Wasser und Schlamm aufgetrennt und das Heizöl und das Wasser fliessen über die entsprechenden Ablaufrohre weg, während der Schlamm wegen seiner schlechten Fliessfähigkeit bei der an der Aussenwand vorge-30 sehenen Entnahmeöffnung entnommen wird.

Daher kann die Entsalzung mit Hilfe einer Zentrifuge nur möglich gemacht werden durch eine Kombination von Waschen durch Mischen des Heizöles mit Wasser und Auftrennen der flüssigen Mischung von Heizöl und Wasser in 35 ihre Komponenten, und zwar unter Beigabe eines Emulsionshemmers. Ein solches Verfahren wurde beschrieben durch A.A. Pitrolo et al. in «Heavy Fuel Treatment Systems» Gas Turbine Library GER-2484A, veröffentlicht durch General Electric. Der Stand der Technik und Ausfüh-40 rungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Die Fig. 1 ein Blockschema eines bekannten Verfahrens zur Entsalzung von Heizöl durch Waschen;

Die Fig. 2-11 Blockschemas zur Entsalzung von Heizöl 45 gemäss Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;

Die Fig. 12 einen Querschnitt eines Zentrifugalabscheiders;

Die Fig. 13 einen Querschnitt einer Extraktionszentrifuge;

so Die Fig. 14 einen Querschnitt einer Einzelheit der Extraktionszentrifuge nach Fig. 13 und

Die Fig. 15 ein Blockschema eines andern Ausführungsbeispieles des erfindungsgemässen Verfahrens zur Entsalzung von Heizöl unter Verwendung eines Zentrifugalab-55 scheiders nach Fig. 13.

Fig. 1 zeigt ein Blockschema eines bekannten Entsalzungsverfahrens mit einem ersten Zentrifugalabscheider 1, einem zweiten Zentrifugalabscheider 1', einem Heizöltank 2, einem Emulsionshemmertank 3, Mischern 4c und 4, Pumpen 60 5, einem Filter 7, einer Heizölzuführleitung 10, einer Leitung 11 für gewaschenes Öl, einer Reinwasserzuführleitung 12, einer Schmutzwasserabführleitung 13, Schlammabführleitungen 14, einer Zuführleitung 15 für einen Emulsionshemmer und mit einer Waschwasserzuführleitung 16.

65 Bei einem Aufbau der obigen Art werden grosse Festpartikel im Heizöltank 2 durch Fällung ausgeschieden. Dem mit Hilfe der Pumpe 5 vom Heizöltank 2 abgezogenen rohen Heizöl wird der Emulsionshemmer und das Waschwasser

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zugefügt, worauf die Bestandteile im Mischer 4c gemischt werden, um das Öl hinreichend zu waschen. Das im Mischer 4c durch Mischen gewaschene Heizöl wird dem ersten Zentrifugalabscheider 1 zugeführt, in welchem die rohe Heizölmischung unter Einwirkung der Zentrifugalkraft in Heizöl, Wasser und Schlamm aufgetrennt wird. Das Wasser wird über Leitung 13 entfernt, während der Schlamm über die Abführleitung 14 entfernt wird, worauf die Bestandteile den nachfolgenden Schritten zugeführt werden.

Dem von Wasser und Schlamm befreiten Heizöl wird ein Emulsionshemmer und Waschwasser zugefügt und das Ganze dann im Mischer 4 zur Durchführung des Waschvorganges gemischt. Die resultierende Heizölmischung wird in den zweiten Zentrifugalabscheider 1' eingeleitet, in welchem die Mischung in Heizöl, Wasser und Schlamm aufgetrennt wird, wodurch das Heizöl gereinigt und über die Leitung 11 abgenommen wird. Um im Öl nach dem Waschen und Trennen noch vorhandene Festkörper zu entfernen, wird das Heizöl durch das Filter 7 geleitet und dann in einem Tank als Gasturbinenbrennstoff gespeichert.

Wie oben beschrieben, wird das rohe Heizöl durch wiederholtes Waschen durch Mischen mit Wasser und anschliessende Trennung mittels eines Zentrifugalabscheiders entsalzt und gereinigt, d.h. durch Wiederholungen des sog. Waschens mit Mischen und Trennen. Als Waschwasser wird dazu Wasser mit einem geringen Gehalt an Natrium- und Kalisalz über Leitung 12 zugefügt. Nach dem Waschen enthält das Wasser eine grosse Menge von Natrium- und Kalisalz und weitere im Heizöl enthaltene Verunreinigungen. Das Abwasser kann nach einer Behandlung zur Entfernung der Verunreinigungen wieder als reines Waschwasser ver-wendet^werden, manchmal wird es aber auch aus ökonomischen Überlegungen nicht wiederverwendet. Die Waschwassermenge muss gross genug sein, um ein genügendes Waschen von Heizöl mit Mischen und Trennen zu erreichen, üblicherweise werden dazu 5-10 Volumenprozente des Heizöls benötigt.

Der Hauptzweck des vorliegenden bekannten Verfahrens besteht in der Entsalzung, wobei die Trennung des Waschwassers vom gewaschenen Öl unter Zugabe eines Emulsionshemmers erfolgt, wodurch das Heizöl gereinigt wird.

Anderseits sind bei diesem bekannten Verfahren im gereinigten Öl feine Festkörper vorhanden, welche mit dem Filter 7 entfernt werden müssen, letzteres wird durch die feinen Festkörper häufig verstopft und muss recht häufig gereinigt werden, was ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist.

Da die Entsalzung des Heizöles im Entfernen der in Wasser leicht löslichen Natrium- und Kalisalze besteht, muss das Heizöl mit Wasser gewaschen werden und das zugeführte Waschwasser muss dann wieder vom gewaschenen Öl getrennt werden. Eine Mischung von Heizöl mit Wasser erzeugt jedoch eine Emulsion, und eine Trennung einer Emulsion in Wasser und Heizöl wird unmöglich. Daher wird üblicherweise ein Emulsionshemmer hinzugegeben, um die Emulsion in Wasser und Heizöl aufzutrennen.

Anderseits enthält rohes Heizöl Schlämme und als Ergebnis von verschiedenen Versuchen und Abklärungen wurde gefunden, dass die Schlämme von der Art des Heizöles abhängig sind, dass die Schlämme Ansammlungen von feinen Wassertröpfchen mit Durchmessern kleiner 10-50 um sind, dass sich die feinen Wassertröpfchen beim Stehenlassen wegen des kleineren spezifischen Gewichtes des Heizöles gegenüber jenem von Wasser absetzen, und dass sich am Boden eine Schicht aus einer Gruppe von Wassertröpfchen umgeben von Heizöl bildet. Dies ist der sog. Schlamm. Daher kann der Schlamm auf gleiche Art wie beim normalen Öl erhalten werden, d.h. indem man dem Heizöl Wasser zufügt und das Heizöl hinreichend mit dem Wasser vermischt, wobei sich eine Emulsion bildet, die man stehen lässt oder zen-trifugiert. Die resultierende Schlammschicht enthält ein festes Wachs und zusätzlich zu festen Bestandteilen wie Sand-, Eisenkörner usw. Wassertröpfchen. Diese Schicht ist hochviskos und die Wassertröpfchen des Schlammes enthalten das Natrium- und Kalisalz in Lösung. Diese Wassertröpfchen werden durch eine starke Zentrifugalkraft nicht zerstört und gehen nie in eine aus Wasser bestehende Schicht über. Die Entfernung des Schlammes bedeutet daher die Entfernung der Festkörper und der Wassertröpfchen, d.h. die Entfernung der Natrium- und Kalisalze.

Dies bedeutet, dass manchmal der Schlamm am Boden des Heizöltanks wegen eines im Tank herrschenden Rühestandes gebildet wird. Festteile, wie Sand mit höherem spezifischen Gewicht als das Heizöl setzen sich daher und dringen in die Schlammschicht ein. Wenn aber das Schlamm enthaltende Heizöl gemischt und gerührt wird, wird der Schlamm nicht gleichmässig in den Zustand von Wassertröpfchen di-spergiert, sondern als Schlammzusammenballungen. Weiter ist die Viskosität von Schlamm hoch. Die Festkörper sind von hochviskosem Schlamm umgeben und können durch Rühren mit üblicher Intensität nicht vom Schlamm befreit werden. Daher kann die Entfernung der Festkörper ausgeführt werden, indem man dem Heizöl Wasser zugibt und das Ganze rührt und so die Festkörper vom Öl in den Schlamm bringt.

Dies bedeutet, dass, wenn dem Heizöl eine geringe Menge Wasser zugegeben und dann gemischt wird, das Wasser als Wassertröpfchen in das Öl dispergiert wird. Wenn eine starke Zentrifugalkraft auf das mit Wasser dispergierte Öl ausgeübt wird, bildet sich eine Ölschicht und eine Schicht von Zusammenballungen von Wassertröpfchen, aber praktisch keine Wasserschicht. Die Schicht von Zusammenballungen von Wassertröpfchen ist der sog. Schlamm. Daher können Natriumsalz, Kalisalz und Festkörper auch durch Zufügen von Wasser und anschliessendem Mischen entfernt werden, dabei werden die festen Salze, wie Natriumsalz usw. und die Tröpfchen, welche Natriumsalz usw. in Lösung enthalten, aus dem Heizöl im zugefügten Wasser gesammelt und bilden bei Anwendung einer Zentrifugalkraft eine Schicht von Wassertröpfchen, d.h. Schlamm, welcher dann vom Heizöl getrennt werden kann. Wie oben erwähnt, ist die Viskosität von Schlamm hoch und die Festkörper im Schlamm können auch bei Einwirkung einer starken Zentrifugalkraft nicht vom Schlamm getrennt werden.

Wenn jedoch ein Emulsionshemmer hinzugefügt wird, wird der grösste Teil des Schlammes aufgelöst und es bildet sich eine Wasserschicht. Daher werden die einst im Schlamm enthaltenen Festkörper wegen der Auflösung des Schlammes infolge der Zugabe des Emulsionshemmers wieder in die Ölschicht abgegeben.

Als Ergebnis von Versuchen in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ergab sich bei Verwendung eines Zentrifugalabscheiders mit einer Kapazität von 3 1/min und einer Drehzahl von 4000 U./min bei einem Öl mit einer Viskosität von 3,5 cSt bei 50 C, dass (1), wenn ein Emulsionshemmer hinzugefügt wird, der Anfall von Schlamm geringer ist, jedoch etwa 40% der Festkörper in rohen Heizöl im vom Zentrifugalabscheider ablaufenden Heizöl zurückbehalten werden, (2) wenn kein Emulsionshemmer hinzugefügt wird, der Anfall von Schlamm erhöht wird, im vom Zentrifugalabscheider ablaufenden Öl jedoch keine Festkörper beobachtet wurden, (3) wenn im Fall (1) 0,5 Vol.-% Wasser hinzugefügt, das Heizöl dann gerührt und zentrifugiert wurden, Festkörper im ablaufenden Öl festgestellt wurden usw., womit die vorausgegangenen Betrachtungen experimentell gestützt wurden.

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Aus den Ergebnissen dieser Versuche und Studien wurde klar, dass das bekannte Verfahren für die Entfernung von Festkörpern nicht zufriedenstellend ist und daher eine erhöhte Reinigungsfrequenz des Filters resultiert.

Die vorliegende Erfindung gibt nun ein Verfahren zur Entsalzung von Heizöl an, gekennzeichnet durch einen Trennschritt zum Auftrennen des verunreinigten Heizöles in Heizöl und Schlämme durch zentrifugale Trennmittel, welche die Schlämme aus dem Heizöl entfernen, und durch mindestens einen dem Trennschritt folgenden Extraktionsschritt, bei welchem das von den Schlämmen befreite Heizöl mit Wasser vermischt und die resultierende Mischung in Heizöl und salzhaltiges Wasser aufgetrennt wird. Das Heizöl sollte mit einer Rate von wenigen 10 m3/h behandelt werden und das Entsalzen sollte daher als kontinuierlicher Vorgang ausgeführt werden. Beim kontinuierlichen Betrieb wird jedoch manchmal beim Trennvorgang eine gewisse Menge Wasser in das Heizöl eingebracht, wobei Natriumsalz usw. in diesem Wasser gelöst ist, so dass die Entsalzung nicht genügend ist bei nur einem Ablauf einer Kombination von Waschen und Trennen. Daher wird diese Kombination von Waschen und Trennen vorzugsweise zweimal oder mehrmals ausgeführt. Wenn jedoch ein Zentrifugalabscheider oder eine ähnliche Trennmaschine als Trennmittel verwendet wird, handelt es sich um eine teure, mit hoher Drehzahl drehende Maschine, und mindestens zwei Wiederholungen der obigen Kombination erfordern mindestens zwei Zentrifugen, so dass die Anlagekosten stark erhöht werden. Wenn die Festkörper aber mit einer Zentrifuge als Schlamm aus dem Heizöl entfernt wurden, kann das Wasser in einem dem Trennschritt folgenden Extraktionsschritt mit Hilfe eines Öl/Was-ser-Trennelementes aus dem Öl entfernt werden. Das 01/ Wasser-Trennelement ist billiger als ein Zentrifugalabscheider, daher kann die ganze Entsalzung in einer billigeren Anlage ausgeführt werden.

Gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann also ein Öl/Wasser-Trennelement verwendet werden.

In verschiedenen Maschinen und Anlagen bewirkt Wasser in Öl eine Korrosion von Materialien. Zum Beispiel wird Flugpetrol bei der Destillation usw. hinreichend gereinigt, das Wasser wird jedoch durch ein Öl/Wasser-Trennelement noch zusätzlich entfernt, um Korrosion durch Wasser zu verhüten. Das Öl/Wasser-Trennelement ist eine Vorrichtung mit einer oder mehreren Lagen von synthetischen Fasern, natürlichen Fasern, Glasfasern usw. als Gewebe oder als Vlies. Wenn das Heizöl das Öl/Wasser-Trennelement passiert, vereinigen sich die Wassertröpfchen und bilden grössere Wassertropfen, worauf sich Wasser und Öl infolge des unterschiedlichen spezifischen Gewichtes trennen.

Das Öl/Wasser-Trennelement in der vorliegenden Erfindung ist zweckmässig ein Element mit dem oben beschriebenen Aufbau. Um zu einem guten Trennwirkungsgrad zu kommen, sind die Öffnungen zwischen den Fasern, durch welche das Öl passiert, nur wenige (im bis 10 um gross. Anderseits enthält das zu behandelnde Heizöl Festkörper in der Grösse von wenigen (im bis 10 (im, welche Festkörper ein Verstopfen und damit einen Unterbruch bewirken können. Es ist schwierig, die feinen, in den Öffnungen abgelagerten Partikel zu entfernen, um das Öl/Wasser-Trennelement zu regenerieren, und daher wurde es bis heute als unmöglich betrachtet, die Trennung von Wasser und Heizöl mit einem 01/ Wasser-T rennelement durchzuführen.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine wirksame Entfernung der feinen Festkörper möglich, indem je nach Wassergehalt im Heizöl im Trennschritt zusätzliches Wasser hinzugefügt wird oder nicht, ohne dass ein Emulsionshemmer zum zentrifugalen

Trennmitteln zuzuführenden Heizöl beigegeben wird, dabei wird ein Schlamm von Wassertröpfchen erzeugt, der die Festkörper in hinreichendem Masse enthält, und indem nach Entfernung der Festkörper aus dem Heizöl durch die zentrifugalen Mittel das Wasser in einem dem Trennschritt folgenden Extraktionsschritt durch ein Öl/Wasser-Trennelement aus dem Heizöl entfernt wird. Da im Öl/Wasser-Trennelement das Wasser aus einer flüssigen Mischung von Heizöl und Wasser entfernt wird, die praktisch frei ist von feinen Festkörpern, wird das Verstopfen der Poren des 01/ Wasser-Trennelementes vermindert, so dass ein kontinuierlicher Betrieb möglich ist.

Gemäss einem weitern Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Entsalzung und die Entfernung der Festkörper durch eine Anzahl von Wiederholungen der Kombination des Extraktionsschrittes von Waschen mit Mischen und Trennen ohne Beigabe eines Emulsionshemmers zur Auflösung des Schlammes bei mindestens einer Wiederholung durchgeführt, wodurch die Reinigungsfrequenz des Filters vermindert wird oder sogar die Verwendung eines Filters unnötig wird.

Gemäss einem Zweck der Erfindung sollen die erwähnten Nachteile der bekannten Verfahren überwunden werden, indem die den Grund für die Filterverstopfung bildenden feinen Festkörper im Schlamm gesammelt werden, der durch zentrifugale Trennmittel abgetrennt und entfernt wird, so dass die feinen Festkörper zusammen mit dem Schlamm aus dem Heizöl entfernt werden.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Entfernung von Natriumsalz, Kalisalz und feinen Festkörpern aus dem Heizöl, indem dem Heizöl Wasser zugefügt wird, so dass sich Schlämme bilden, und indem die Schlämme durch zentrifugale Trennmittel aus dem Heizöl entfernt werden.

Fig. 2 zeigt nun ein Blockschema eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei welchem die gleichen Bezugszeichen wie bei Fig. 1 verwendet werden, ausser wo es besonders erwähnt ist.

Das über eine Speiseleitung 10 zufliessende rohe Heizöl wird in einen ersten Zentrifugalabscheider 1 gegeben, wo es in Schlamm und Heizöl aufgetrennt wird. Der Schlamm wird über Leitung 14 abgelassen. Dem vom ersten Zentrifugalabscheider 1 kommenden Heizöl wird über Leitung 15 ein Emulsionshemmer und über Leitung 12 reines Wasser zugefügt, das Ganze wird dann in einem Mischer 4 gerührt, um das Mischen und Waschen durchzuführen. Die resultierende flüssige Mischung wird dann einem zweiten Zentrifugalabscheider 1' zugeführt, wo die Auftrennung in Heizöl, Schlamm und Wasser erfolgt. Das gewaschene Heizöl fliesst dann über eine Leitung 11 zu einem nichtgezeigten Lagertank. Das Wasser und der Schlamm fliessen über die Ablaufleitungen 13 bzw. 14 zu einer weitern Stufe, wo sie behandelt werden.

Auf diese Weise können Natriumsalz, Kalisalz und Festkörper aus dem Heizöl entfernt werden. Beim obigen Ausführungsbeispiel erfolgt die Entfernung des Schlammes im ersten Zentrifugalabscheider 1, d.h. im ersten Trennschritt im Heizölstrom. Dies kann den Bedarf an Waschwasser im folgenden Extraktionsschritt beträchtlich ermässigen und die Wirksamkeit der Entsalzung erhöhen. Wie oben erwähnt wurde, sind das Natrium- und das Kalisalz im Heizöl im Wasser des Heizöles gelöst oder darin in Form von Festkörpern von Natrium- und Kalisalz suspendiert, das Wasser ist in Form von Schlämmen vorhanden und die Festkörper sind in den Schlämmen enthalten. Wenn also die Schlämme im ersten Zentrifugalabscheider 1 ohne Hinzufügen eines Emulsionshemmers zum Heizöl aus diesem entfernt werden, können die eine grosse Menge von Natrium- und Kalisalz ent5

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haltenden Schlämme und gleichzeitig das feste Natrium- und Kalisalz entfernt werden.

Gemäss durchgeführten Versuchen konnte lediglich durch die Abtrennung der Schlämme eine Entsalzung von über 90% erreicht werden, obwohl dies natürlich von der Art des Heizöles abhängig ist. Im folgenden Extraktionsschritt ist nur eine verminderte Menge von Natrium- und Kalisalz zu entfernen, so dass die Waschwassermenge reduziert werden kann. Dies bedeutet, dass die Entfernung von Natrium- und Kalisalz leichter und mit einem besseren Entsalzungseffekt durchgeführt werden kann, weil nur eine verminderte Menge von Natrium- und Kalisalz durch Waschen entfernt werden muss.

Es ist also eine Kombination eines Trennschrittes zur Entfernung des Schlammes aus dem Heizöl und eines Extraktionsschrittes oder Waschschrittes mit Mischen und Trennen vorhanden.

In Fig. 2 ist beim Extraktionsschritt ein Zentrifugalabscheider angegeben, man könnte an dessen Stelle aber auch einen Zentrifugalextraktor verwenden, der in einem Rotor eine Flüssig-Flüssig-Extraktion durchführen kann.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem im Extraktionsschritt ein Zentrifugalextraktor verwendet wird. Der Zentrifugalextraktor ist mit 6 bezeichnet und ein Behälter mit 17. Der Zentrifugalextraktor 6 ist mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen versehen und Heizöl und Reinwasser werden darin in Gegenstromkontakt gebracht. Dadurch kann der Wascheffekt verbessert werden. Wie aus Fig. 3 sichtbar ist, nimmt der Zentrifugalextraktor den Platz von Zentrifugalabscheider 1' von Fig. 2 ein und eine flüssige Mischung von Heizöl aus dem ersten Zentrifugalabscheider 1, Waschwasser von der Zufuhrleitung 16 und einem Emulsionshemmer von Leitung 15 wird einem der Eingänge des Zentrifugalextraktors 6 zugeführt. Im Zentrifugalextraktor 6 werden Heizöl und Wasser unter Einwirkung einer starken Zentrifugalkraft getrennt und das Heizöl wird mit Reinwasser von der Leitung 12 in Gegenstromkontakt gebracht und wieder gewaschen und fliesst über einen der Ausgänge nach Leitung 11. Vom andern Ausgang flies-sen das Wasser und die Schlämme zu einem Behälter 17. Ein Teil von Wasser und Schlamm werden über Leitung 13 abgeleitet und weiterer Verarbeitung zugeführt. Ein anderer Teil wird über Leitung 16 dem Heizöl als Waschwasser zugeführt. Auf diese Weise wird ein sehr wirksames Waschen und Entsalzen erreicht.

Entsalzung und Entfernung von Festkörpern ist oft nach nur einem Waschen/Trennen oder nur einem Trennschritt noch nicht beendet, weil der Entsalzungsvorgang ein kontinuierlicher Vorgang ist, um kontinuierlich Heizöl liefern zu können, und folglich wird ein Teil der Wassertröpfchen, welche Natrium- und Kalisalz enthalten, ein Teil der Schlämme und auch ein Teil der Festkörper in den Heizölstrom gebracht. Daher sind zwei oder mehr Durchläufe der Mischung und Trennung erwünscht. Solche Mehrfachdurchläufe sind möglich, indem eine Anzahl von Zentrifugalabscheidern oder Zentrifugalextraktoren hintereinander angeordnet werden.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit mehreren Durchläufen des Extraktionsschritt-Waschens mit Mischen und Trennen, dabei ist ein dritter Zentrifugalabscheider 1" vorhanden, welcher zusammen mit einem Mischer 4' nach dem zweiten Zentrifugalabscheider 1 ' in Fig. 2 angeordnet ist. Mit einem solchen Ausbau nach Fig. 4 kann eine zusätzliche Kombination von Waschen mit Mischen und Trennen den Entsalzungseffekt wesentlich erhöhen.

Aus den obigen Gründen ist es klar, dass die Schlämme vollständig aus dem Öl entfernt werden können, wenn man die Anzahl der Zentrifugalabscheider erhöht, welchen kein Emulsionshemmer zugeführt wird.

Üblicherweise enthält das rohe Heizöl Schlämme, gelegentlich jedoch nicht. Im letzteren Falle kann dem Heizöl s Wasser beigegeben werden, um eine Emulsion und dann Schlämme zu bilden und die Festkörper können in die Schlämme gebracht und dann entfernt werden.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem vor dem ersten Zentrifugalabscheider 1 von Fig. 2 ein io zusätzlicher Mischer 4C vorgesehen ist, so dass ein Teil oder alles des durch Leitung 13 fliessenden, vom zweiten Zentrifugalabscheider 1' kommende Abwasser dem rohen Heizöl vor dem Mischer 4C zugefügt werden kann. Mit dem in Fig. 5 gezeigten Aufbau wird im Mischer 4C eine Emulsion gebil-15 det und wenn sich im ersten Zentrifugalabscheider 1 Schlämme bilden, können die Festkörper darin eingeschlossen sein und aus dem Heizöl entfernt werden.

Fig. 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei welchem das rohe Heizöl von Leitung 10 durch einen ersten 20 Zentrifugalabscheider 1 und dann durch den zweiten Zentrifugalabscheider 1' und dann durch ein Filter 7 zu einem nachfolgenden Schritt fliesst. Im ersten Zentrifugalabscheider werden im rohen Heizöl enthaltene Schlämme entfernt. Daher werden also die Festkörper und der grösste Teil 25 des darin enthaltenen Natrium- und Kalisalzes entfernt. Da das von den Schlämmen befreite Heizöl noch eine geringe Menge von Wassertröpfchen enthält, wie sie in den Heizölstrom eingebracht werden, ist das Natrium- und das Kalisalz nicht vollständig entfernt. Reinwasser von Leitung 12 30 wird dem Heizöl beigegeben und durch Rühren und Mischen im Mischer 4 in Wassertröpfchen dispergiert und das das dispergierte Wasser enthaltende Heizöl wird dem zweiten Zentrifugalabscheider 1' zugeführt. Durch die Zentrifugalkraft wird im eingebrachten Öl eine Lage von Gruppen 35 von Wassertröpfchen, d.h. ein Schlamm erzeugt. Durch Entfernen der Schlämme kann ein gewaschenes Heizöl mit einem reduzierten Gehalt an Natrium- und Kalisalz erhalten werden. Das dabei verwendete Reinwasser kann, soweit es in den Schlämmen enthalten ist, mit diesen entfernt werden, ein 40 Teil des Reinwassers wird jedoch im Ölstrom mitgenommen. Wenn die Konzentration von Natrium- und Kalisalz höher ist, ist auch die Konzentration im gewaschenen Öl höher. Da oft ungefähr 1000 ppm Wasser im gewaschenen Heizöl zurückbleiben, ist es erwünscht, Reinwasser zu verwenden, das 45 eine Konzentration von Natrium- und Kalisalz von höchstens 1000 ppm aufweist.

In der oben beschriebenen Weise können Festkörper, Natriumsalz und Kalisalz aus dem Heizöl entfernt werden, ohne dass teure Emulsionshemmer verwendet werden müs-50 sen.

Bei Versuchen unter Verwendung von 1,5 Vol.-% Reinwasser bezogen auf das Heizöl, hatte rohes Heizöl mit einer Natriumkonzentration von 20 ppm am Ausgang des ersten Zentrifugalabscheiders 1 eine Konzentration von 3 ppm und 55 am Ausgang des zweiten Zentrifugalabscheiders 1' eine solche von 0,5 ppm und im gewaschenen Heizöl wurden keine Festkörper mit mehr als 5 um Grösse gefunden. Der Wassergehalt des gewaschenen Heizöles war 1000 ppm. Je höher der Anteil des zum Heizöl zugefügten Reinwassers ist, desto 60 besser ist die Waschwirkung. Wenn der Anteil nicht mehr als 2 Vol.-% ist, ist der Wassergehalt im gewaschenen Heizöl klein und praktisch konstant, wenn der Anteil jedoch über 2% steigt, steigt auch der Wassergehalt im gewaschenen Heizöl. Daher ist der Anteil von Reinwasser, der dem Heizöl 65 zugefügt wird, mit Vorteil nicht höher als 2 Vol.-%.

Der Gehalt an Natrium- und Kalisalz in den Wassertröpfchen der Schlämme des rohen Heizöles ist gross und das Mitreissen von Wassertröpfchen im Heizöl am Ausgang

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des ersten Zentrifugalabscheiders ist physikalisch unvermeidbar. Daher ist der Gehalt an Natrium- und Kalisalz am Ausgang des ersten Zentrifugalabscheiders nicht hinreichend reduziert und es muss mindestens ein weiterer Zentrifugalabscheider vorgesehen werden, beim vorliegenden Verfahren werden üblicherweise zwei oder mehr Zentrifugalabscheider vorgesehen.

Der Wassergehalt des gewaschenen Öles muss in gewissen Fällen wegen der Anforderungen des nächsten Schrittes weiter reduziert werden.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem dritten Zentrifugalabscheider 1", bei welchem dem diesem Abscheider zuzuführenden Heizöl über Leitung 15 ein Emulsionshemmer zugefügt wird, worauf im Mischer 4' das Rühren und Mischen erfolgt. Bei einem Aufbau nach Fig. 7 vereinigt sich die geringe Menge von im gewaschenen Öl enthaltenen Wassertröpfchen mit den Wassertröpfchen, die durch die Auflösung durch den Emulsionshemmer gebildet werden, und bilden eine Wasserschicht im dritten Zentrifugalabscheider 1", wodurch eine Wasser/Heizöltrennung erreicht werden kann und daher der Wassergehalt des gewaschenen Heizöles vermindert werden kann.

Da der Wassergehalt des dem dritten Zentrifugalabscheider zugeführten Heizöles gering ist, kann auch die Menge des zuzuführenden Emulsionshemmers gering sein. Dies bedeutet, dass mit diesem Verfahren eine Reduktion des Wassergehaltes im gewaschenen Heizöl und eine Reduktion des Verbrauchs an Emulsionshemmer erreicht werden kann.

Gewisse Heizöle enthalten weniger Schlämme, wie z.B. das Bunker-B-Öl. In diesem Falle kann dem Heizöl Reinwasser zugefügt werden, um Schlämme zu bilden, worauf dann die Festkörper, das Natrium- und Kalisalz durch Entfernen der Schlämme entfernt werden können.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Mischer 4C vor dem ersten Zentrifugalabscheider 1 vorgesehen ist, so dass das Reinwasser und das rohe Heizöl gerade vor dem ersten Zentrifugalabscheider 1 gemischt werden können. Bei einer Anordnung nach Fig. 8 wird das Wasser im rohen Heizöl dispergiert, um eine Gruppe von Wassertröpfchen zu bilden, welche sich in einer Schicht bildet, d.h. in den Schlämmen im ersten Zentrifugalabscheider 1, so dass die Festkörper und die Natrium- und Kalisalze durch Entfernen des Schlammes entfernt werden können, auch wenn das rohe Heizöl keine Schlämme enthält.

Fig. 9 zeigt nochmals ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Zentrifugalabscheider 1, einer Pumpe 5 für die Zufuhr des rohen Heizöles über eine Speiseleitung 10 zum Abscheider, mit einem Mischer 4 zum Mischen des vom Zentrifugalabscheider 1 kommenden Heizöles mit von einer Leitung 12 kommendem Reinwasser, mit einem Filter 7 und mit einem Öl/Wasser-Trennelement 6a, um das Wasser aus dem Heizöl nach dessen Durchgang durch das Filter 7 zu entfernen und als Abwasser über Leitung 13 abzugeben, wobei gleichzeitig gereinigtes Heizöl erhalten wird, das über Leitung 11 an eine nichtgezeigte Gasturbine geliefert werden kann.

Das im vorliegenden Ausführungsbeispiel benützte 01/ Wasser-Trennelement besitzt einen Aufbau aus Fasern in Gewebe- oder Vliesform, wie dies früher erwähnt wurde. Die Poren des Filters 7 haben eine Grösse von 5 (xm und sind kleiner als die Porengrösse des Öl/Wasser-Trennelementes 6a.

In Fig. 9 wird das rohe Heizöl durch die Pumpe 5 zum Zentrifugalabscheider 1 befördert, wo die Festkörper als Schlämme über die Leitung 14 vom Heizöl getrennt werden. In diesem Falle wird dem Heizöl kein Emulsionshemmer zugefügt und die feinen Festkörper können wirksam aus der Wasserschicht entfernt werden, ohne dass sie ins Heizöl gelangen, und zwar zusammen mit einem Anteil Wasser, welches ein höheres spezifisches Gewicht als das Heizöl hat. Dem vom Zentrifugalabscheider 1 kommenden Heizöl wird über Leitung 12 Reinwasser zugefügt, das Ganze im Mischer 5 4 gemischt und über das Filter 7 dem Öl/Wasser-Trennele-ment 6a zugeführt. Das für das Waschen verwendete Wasser wird im Öl/Wasser-Trennelement 6a abgetrennt und über Leitung 13 als Abwasser abgegeben, während das Heizöl als gewaschenes Heizöl über Leitung 11 einer Gasturbine zuge-io führt wird. Das dem Öl/Wasser-Trennelement 6a zugeführte Heizöl ist im Zentrifugalabscheider 1 und weiter durch das Filter 7, das kleinere Porengrössen aufweist, wirksam von feinen Festkörpern befreit und hat daher einen stark reduzierten Gehalt an Festkörpern.

15 Prüfergebnisse der Entsalzung gemäss dem obigen Aus- , führungsbeispiel werden nachfolgend im Vergleich mit jenen des bekannten Verfahrens nach Fig. 1 beschrieben.

Es wurde ein rohes Heizöl mit 30 ppm Na und 5000 ppm Wasser verwendet und es wurden 50 ppm eines Emulsions-20 hemmers zugegeben. Nach Behandlung gemäss dem bekannten Verfahren wies das gewaschene Heizöl 0,9 ppm Na und 2000 ppm Wasser auf. Nach der Behandlung gemäss dem obigen Ausführungsbeispiel der Erfindung hatte das gewaschene Heizöl 0,5 ppm Na und 600 ppm Wasser. Der 25 Wascheffekt ist also gegenüber dem bekannten Verfahren stark verbessert und der Druckabfall von Filter 7 vergrösser-te sich um weniger als 0,1 kg/cm2, und zwar nach einem Betrieb von 70 Stunden und kann auf diesem niedern Wert gehalten werden. Unter der Annahme, dass ein Druckabfall 30 von 1 kg/cm2 für den Betrieb zulässig ist, ist also ersichtlich, dass ein kontinuierlicher Betrieb während 700 Stunden möglich ist.

Weiter sind die Anlagekosten für das Öl/Wasser-Trenn-element 6a nur ungefähr 20% jener für den in Fig. 1 verwen-35 deten zweiten Zentrifugalabscheider 1', d.h. es ergibt sich eine wenig kostspielige Entsalzungseinrichtung.

Da fast sämtliche feine Festkörper im Zentrifugalabscheider 1 entfernt werden können, wäre die Verwendung des Filters 7 nicht unbedingt notwendig, da aber die Kosten 40 des Filters 7 ungefähr einen Drittel jener des Öl/Wasser-Trennelementes ausmachen, können die Betriebskosten gesenkt werden, indem das Filter 7 ausgewechselt wird und so ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht wird.

Es gibt verschiedene Arten von rohem Heizöl, gewisse 45 Arten haben einen geringen Na-Gehalt. In diesem Falle können fast alle Verunreinigungen wie Na usw. im Zentrifugalabscheider 1 entfernt werden und daher kann das Heizöl ohne jede Zugabe von Reinwasser behandelt werden. Eine gewisse Verunreinigung in Lösung enthaltender Anteil von so Wasser ist im Heizöl enthalten und kann durch das Öl/Wasser-Trennelement 6a entfernt werden, wodurch die Verunreinigungen auch entfernt werden, d.h. es kann eine Entsalzung erreicht werden. Gemäss Versuchen kann der Na-Ge-halt von rohem Heizöl von 5 ppm auf einen Gehalt von 55 0,7 ppm im gewaschenen Öl reduziert werden. Wenn wie oben kein Reinwasser benötigt wird, kann auf die Wasserreinigung und -zufuhr verzichtet werden, was das Verfahren ökonomisch macht und was bei geringem Wasservorkommen besonders interessant ist.

60 Gemäss dem obigen Ausführungsbeispiel wird dem dem Zentrifugalabscheider 1 zuzuführenden Öl kein Wasser beigegeben, wenn jedoch das rohe Heizöl einen geringen Wassergehalt besitzt, wird der Abfluss der Schlämme vom Zentrifugalabscheider 1 schwierig. In diesem Fall wird, wie im 65 Ausführungsbeispiel von Fig. 10 gezeigt, ein Teil des oder alles vom 01/Wasser-Trennelement 6a über Leitung 13 abgeschiedene Wasser auf der Einlassseite des Zentrifugalabscheiders 1 beigegeben und im Mischer 4C mit dem Heizöl

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gemischt, wodurch eine grosse Anzahl von Wassertröpfchen im rohen Heizöl gebildet werden können und die Fliessfähigkeit des Schlammes verbessert werden kann wegen den durch die Zentrifugalkraft im Schlamm gebildeten Wassertröpfchen. Es kann also eine Verbesserung der Fliessfähigkeit des Schlammes erreicht werden.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird eine grosse Anzahl von Wassertröpfchen gebildet, indem dem rohen Heizöl Waschwasser zugefügt wird, um eine Emulsion zu bilden, und das Öl/Wasser-Trennelement 6a kann die Wassertröpfchen vereinigen, um Wassertropfen von grösseren Abmessungen zu bilden und das Wasser abzuscheiden. Um die Vereinigung von Wassertröpfchen zu stimulieren, wird dem Heizöl ein Emulsionshemmer von Leitung 15 zwischen dem Zentrifugalabscheider 1 und dem Filter 7 zusammen mit Reinwasser von Leitung 12 zugefügt, wie dies aus Fig. 11 ersichtlich ist. Die Ölabscheidwirkung des Öl/Wasser-Trennelementes 6a kann durch die Zugabe eines Emulsionshemmers stimuliert werden und gleichzeitig kann dabei eine Reduktion des Wassergehaltes im gewaschenen Öl erreicht werden.

Gemäss dem Ausführungsbeispiel von Fig. 11 wird dem Heizöl vor dem Zentrifugalabscheider 1 Waschwasser von Leitung 16 zugegeben, eine solche Zugabe kann je nach Öl-sorte auch weggelassen werden. Selbst in diesem Falle kann die Wirkung der Zugabe eines Emulsionshemmers erhalten werden.

Organische, im Heizöl enthaltene Festkörper schmelzen bei 40-70 °C und sind im Heizöl gelöst. Wenn also die Betriebstemperatur des Öl/Wasser-Trennelementes 6a tiefer ist als jene des Zentrifugalabscheiders, ist es je nach Ölsorte möglich, dass sich die gelösten organischen Festkörper ablagern und ein Verstopfen bewirken. In diesem Falle muss vor dem Filter 7 ein Heizgerät vorgesehen werden, um die Temperatur des Heizöles über die Betriebstemperatur des Zentrifugalabscheiders anzuheben. Die im Heizöl nach dem Zentrifugalabscheider 1 mitlaufenden organischen Festkörper können durch den Heizvorgang gelöst werden, wodurch eine Ablagerung der organischen Festteile vermieden wird und dadurch auch eine Verstopfung des Filters 7 und des 01/ Wasser-Trennelementes 6a.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 9-11 kann eine Reduktion der Anlagekosten und eine Verbesserung der Entsalzung erreicht werden, wie dies beschrieben wurde. Die Betriebskosten der obigen Ausführungsbeispiele sind geringer als des bekannten, in Fig. 1 gezeigten Systems.

Im Unterschied zum bekannten System, bei welchem der Emulsionshemmer dem Heizöl an zwei Stellen, nämlich vor dem ersten und dem zweiten Zentrifugalabscheider 1 und 1', beigegeben wird, wird er bei der vorliegenden Erfindung nur an einer Stelle oder überhaupt nicht beigegeben. Beim bekannten System werden dem Heizöl an jeder der beiden Stellen je 500 ppm eines Emulsionshemmers beigegeben. Unter der Annahme, dass pro Stunde 100 m3 Heizöl zu bearbeiten seien, dann müssen 10 kg Emulsionshemmer pro Stunde beigegeben werden, was Kosten von Fr. 560 - verursacht. Gemäss Versuchen muss das Filter 7, falls es überhaupt vorhanden ist, nach einer Betriebszeit von 700 Stunden ausgewechselt werden. Für 700 Stunden belaufen sich die Kosten für den Verbrauch an Emulsionshemmer nach dem bekannten System auf Fr. 39 200.-. Anderseits belaufen sich die Kosten für ein Filterelement 7 auf Fr. 4900.-. Die Betriebskosten werden also mit dem vorliegenden System auf ungefähr einen Achtel jener des bekannten Systems gesenkt.

Wenn kein solches Filter 7 vorhanden ist, muss das 01/ Wasser-Trennelement 6a ausgewechselt werden. Dessen Kosten belaufen sich auf ca. Fr. 1400.-. Auf diese Weise können also die Betriebskosten auf ungefähr einen Drittel jener des bekannten Systems gesenkt werden. In jedem Falle kann mit dem vorliegenden Verfahren eine beträchtliche Reduktion der Betriebskosten erreicht werden.

Vom bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen verwendeten Reinwasser erscheinen etwa 200-700 ppm im gewaschenen Heizöl. Wenn das Reinwasser Natrium- oder Kalisalz enthält, werden die letzteren das gewaschene Heizöl verunreinigen. Es ist also wünschenswert, als Reinwasser nur solches mit nicht mehr als 1000 ppm Na oder K zu verwenden. Die Mischer 4 und 4C dienen für die Mischung von Heizöl mit Wasser usw. und müssen nicht den Aufbau eines Rührwerks haben. So wäre z.B. auch Mischung mit einer Pumpe oder einer Düse möglich.

Nachfolgend soll noch der in den Ausführungsbeispielen verwendete Zentrifugalabscheider näher erläutert werden.

Der in Fig. 12 gezeigte zentrifugale Abscheider wird bei der bekannten Entsalzung von Heizöl verwendet und könnte auch beim vorliegenden Verfahren verwendet werden. Er weist einen Zentrifugalabscheiderkörper 21, eine Welle 23, einen Einlass 25 für das rohe Heizöl, einen Auslass 26 für das behandelte Heizöl, eine Wasserführung 27', Schlammaustrittsöffnungen 34 und Flügel 38 auf. Der Auslass 26, die Wasserführung 27', die Schlammauslässe 34 und die Flügel 38 drehen mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Welle 23. Der Einlass 25 ist nicht mit diesen Teilen verbunden und dreht nicht.

Das über den Einlass 25 zugeführte Heizöl fliesst zum untersten, äussersten Umfang des Zentrifugalabscheiders 20, tritt zwischen die Flügel 38 ein und erhält von der Wand des Abscheiders 20, von den Flügeln 38 usw. einen Drehimpuls und wird zum Drehen gebracht. Die Flügel 38 sind konische Platten, zwischen denen je ein schmaler Spalt vorhanden ist. Das darin eingedrungene Heizöl wird durch die Drehung des Heizöles einer Zentrifugalkraft ausgesetzt. Dabei fliesst das Heizöl mit einem wesentlich geringeren spezifischen Gewicht nach innen in den Abscheider, während das Wasser und der Schlamm mit grösserem spezifischen Gewicht darin nach aussen fliessen, wodurch das Heizöl von Wasser und Schlamm getrennt wird. Das von Wasser und Schlamm befreite Heizöl tritt durch die Öffnung 26 hindurch und wird * durch die Zentrifugalkraft an die Aussenseite des Abscheiders geschleudert. Ausserhalb des Abscheiders ist eine nichtgezeigte, nichtdrehende Abdeckung vorgesehen, an welcher das herausgeschleuderte Heizöl gesammelt wird. Anderseits werden Schlamm und Wasser zum äussersten Umfang des Zentrifugalabscheiders 20 bewegt und das eine geringe Viskosität aufweisende Wasser fliesst durch die Wasserführung 27' und wird weggeschleudert und in einem Wasseraufnahmedeckel gesammelt, der in nichtgezeigter Weise an der Aussenseite des Abscheiders vorgesehen ist. Da die Schlämme eine hohe Viskosität aufweisen, können sie nicht durch die Wasserführung 27' durchtreten und werden durch die Schlammaustrittsöffnungen 34 weggeschleudert und in einem nichtgezeigten Deckel gesammelt. Die beiden Deckel zur Aufnahme des Wassers und des Schlammes sind fest und drehen nicht. Die Schlammaustrittsöffnungen 34 sind kleine Löcher, durch welche der Schlamm unter dem hohen, im Abscheider herrschenden Druck durchtreten kann.

Bei der üblichen Art der Abtrennung von Wasser und Schlamm vom Heizöl, wie sie oben beschrieben wurde, besteht das Problem, dass Heizöl in die Wasserführung 27' eintritt und nach aussen weggeschleudert wird und dadurch die Heizölausbeute reduziert. Das heisst ein Flüssigkeitsdruck ist ein integrierter Wert der der Flüssigkeit innewohnenden Zentrifugalkraft, und zwar von der innersten Umfangsseite zur äussersten Umfangsseite des Zentrifugalabscheiderkörpers 20 und erreicht an der äussersten Umfangsseite einen höchsten Wert von wenigen 10 kg/cm2. Es ist jedoch kein Wasser in der Wasserführung 27' und der Druck darin ist

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praktisch Null. Daher kann Heizöl eindringen. Das obere Ende der Wasserführung 27' ist gedrosselt, um die Menge des dort weggeschleuderten Heizöles zu vermindern (dieses Heizöl ist eine Mischung von Heizöl und Wasser, da auch ein geringer Anteil von Wasser darin enthalten ist, kann aber nicht als gereinigtes Heizöl verwendet werden) und die Heizölausbeute zu verbessern.

Doch weist ein Aufbau der oben beschriebenen Art ein weiteres Problem auf, nämlich beim Wegschleudern des Schlammes von den Schlammaustrittsöffnungen 34. Die Schlämme weisen eine so hohe Viskosität auf, dass sie kaum fliessen, doch der dem Schlamm durch den Abscheiderkörper 20 aufgeprägte Flüssigkeitsdruck entspricht einem Druck von wenigen 10 kg/cm2, so dass eine grosse Menge von Heizöl selbst durch die kleinen Schlammauslassöffnungen 34 durchtritt und weggeschleudert wird. Die Grösse der Schlammauslassöffnungen 34 kann nur im Stillstand des Abscheiders eingestellt werden, was den Betrieb unterbricht. Im Stillstand wird die Grössenwahl aufgrund des Schlammgehaltes, der Viskosität, usw. getroffen. Jedoch müssen Verstopfungen der Schlammauslassöffnungen 34, Änderung im Schlammgehalt je nach Ölsorte, usw. in Betracht gezogen werden, so dass die Wahl recht schwierig durchzuführen ist. Die Änderung der Grösse hat den Nachteil einer Betriebsunterbrechung. Um Änderungen im Schlammgehalt, das Vorhandensein von Festkörpern im Schlamm usw. abzufangen, muss also ein Zentrifugalabscheider ausgelegt sein, dass das Öffnungsverhältnis der Schlammaustrittsöffnungen 34 oder der dem Schlamm aufgeprägte Flüssigkeitsdruck verändert werden kann, um während des Betriebes einen fliessenden Abgang der richtigen Menge von Schlamm zu erreichen.

Um diese Forderungen zu erfüllen, wird gemäss der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein in den Fig. 13 und 14 gezeigter Zentrifugalextraktor verwendet, welcher folgende Teile aufweist: Einen Zentrifugalextraktor 21, einen Rotor 22, eine Welle 23, eine Flüssigkeitsführung 24, eine Heizölführung 25, eine Führung 26 für behandeltes Öl, eine Schlammführung 27, Trennwände 28, eine mechanische Dichtung 30, eine Riemenscheibe 31, Lager 32, Rahmen 33, ein Rückschlagventil 35, ein Schlammventil 36, Druckmesser 37, einen Schlammauslass 44, einen Graphitring 40, einen O-Ring 41, eine Feder 42 und einen Deckel 43.

Hauptteile des Zentrifugalextraktors sind die Welle 23, der Rotor 22, die auf der Welle 23 vorgesehene Riemenscheibe 31 und die mechanische Dichtung 30. Die Welle 23 ist über Lager 32 im Rahmen 33 befestigt.

Wenn die Riemenscheibe 31 in Drehung versetzt wird, beginnen die Welle 23 und der Rotor 22 zu drehen. Da nur der durch die Feder 42 angepresste Graphitring 40 in Berührung mit der Welle 23 ist, kann diese leicht gedreht werden, obwohl der Deckel 43 und der Graphitring fest angeordnet sind. Heizöl, Schlamm usw. können durch ihre spezifischen Durchgänge passieren und können sich wegen des Graphitrings 40 und des O-Rings 41 nicht miteinander mischen.

Dies bedeutet, dass Heizöl, Schlamm, usw. in die drehende Welle eingeführt oder von ihr entnommen werden können, ohne dass sie miteinander vermischt werden.

Fig. 14 zeigt den Aufbau der mechanischen Dichtung und eine Doppelanordnung, bei welcher das rohe Heizöl auf der innern Umfangsseite und das behandelte Öl auf der äussern Umfangsseite passieren könnte oder sogar eine Dreifachanordnung wären leicht realisierbar.

Das rohe Heizöl von der Zufuhrleitung 10 geht durch die mechanische Abdichtung 30 und dann durch die Leitung 25, welche eine Bohrung der Welle 23 ist, und dann durch die Flüssigkeitsführung 25 im Rotor 22 und tritt so in den Rotor 22 ein. Das Heizöl wird im Rotor 22 unter der Wirkung einer starken Zentrifugalkraft vom Wasser und Schlamm getrennt. Das Heizöl, das ein geringeres spezifisches Gewicht hat, bewegt sich gegen die innere Umfangsseite im Rotor, passiert die Leitung für behandeltes Öl in der Welle 23, weiter die mechanische Dichtung 30 und das Rückschlagventil 35. Das Wasser und der Schlamm bewegen sich gegen die äussere Umfangsseite und passieren Spalten zwischen den Trennwänden 28, die aus vertikal auf der Welle 23 befestigten Scheiben bestehen, und den Seitenwänden des Rotors 22 und erreichen die Welle und gehen dann durch die als Bohrung der Welle 23 ausgebildete Schlammleitung 27 und die mechanische Dichtung 30 zum Schlammventil 36 und dann zur Aussenseite.

Die mechanische Dichtung kann eine Flüssigkeit in das drehende Glied einführen oder aus ihm entnehmen, wie dies bereits erwähnt wurde, und kann als einzige Leitung betrachtet werden, ohne dass eingeführte oder die entnommene Flüssigkeit vermischt werden. Dies bedeutet, dass es möglich ist, auf diese Flüssigkeiten einen positiven oder negativen Druck auszuüben. So wirkt z.B. der Zufuhrdruck des rohen Heizöles als Schlammauslassdruck, wenn das Rückschlagventil 35 geschlossen ist, und der Schlamm kann unter starken Druck gesetzt werden, während, wenn das Schlammventil 36 geschlossen und das Rückschlagventil 35 offen ist, das Heizöl durch das Ventil 35 gedrückt werden kann. Es kann also ein geeigneter Anteil von Schlamm bei geeignetem Öffnungsgrad des Ventiles 35 und des Schlammventiles 36 bei drehendem Rotor entnommen werden. Es kann also eine Steuerung während des Betriebes erreicht werden, indem das Rückschlag- oder Rückdruckventil 35 und das Schlammventil 36 eingestellt werden in Abhängigkeit der entnommenen Flüssigkeit oder der Anzeige der Druckinstrumente 37, da die Drücke am Ausgang und am Eingang der Flüssigkeit zu einem Druckgleichgewicht im drehenden Glied gehören.

Dies bedeutet, dass eine geeignete Menge von Schlamm entnommen werden kann und dass die Entnahme von Festkörpern, Natrium- und Kalisalz aus dem Heizöl leicht und ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden kann.

Der Zentrifugalextraktor hat also eine Struktur, bei welcher ein drehendes und ein festes Glied an bestimmten Flächen miteinander in Kontakt sind, welche Flächen Teile der Eingabe bzw. Entnahme der Flüssigkeit in bzw. aus dem drehenden Glied. Der Zentrifugalextraktor mit diesem Aufbau ist sehr wirksam für die Entnahme von Schlamm bei der Entsalzung von Heizöl und kann ohne Schwierigkeit ohne Wasser benutzt werden, während das Nichtvorhandensein von Wasser beim Zentrifugalabscheider zu ernsthaften Schwierigkeiten führt.

Wenn Wasser vorhanden ist, können am Schlammausgang sowohl Wasser als auch Schlamm entnommen werden, welche Mischung leicht durch Stehenlassen in Wasser und Schlamm aufgetrennt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem dieser Zentrifugalextraktor benützt wird, ist in Fig. 15 angegeben, wobei ein Zentrifugalextraktor nach Fig. 13 anstelle des in Fig. 2 gezeigten ersten Zentrifugalabscheiders 1 eingesetzt ist und dem rohen, dem Extraktor 21 zuzuführenden Heizöl weder Wasser noch ein Emulsionshemmer beigegeben wird. Gemäss der Anordnung nach Fig. 15 kann im Zentrifugalextraktor 21 sowohl der Schlamm als auch der grösste Teil des Natrium- und Kalisalzes aus dem rohen Heizöl entfernt werden. Gereinigtes gewaschenes Öl kann vom Zentrifugalabscheider 1' erhalten werden, indem Reinwasser von der Leitung 12 und ein Emulsionshemmer von Leitung 15 zugemischt wird, gefolgt von Waschen und Trennen in der oben beschriebenen Art. Die Festkörper können durch das Ablassen des Schlammes entfernt werden und es tritt kein Ver8

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stopfen des Filters 7 auf. Dadurch wird ein stabiler Betrieb über längere Zeit sichergestellt.

Bei Versuchen mit dem in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiel wurden im Heizöl nach dem Zentrifugalextraktor 21 keine Festkörper grösser als 5 um festgestellt, und es bestätigte sich, dass das vorliegende Verfahren wirksam ist für die Reinigung von Heizöl. Um den Gehalt an Natrium-und Kalisalz auf einen Wert unterhalb 1 ppm zu reduzieren, sind mindestens zwei zentrifugale Trennmittel erforderlich, weil eine geringe Menge von Wassertröpfchen mit einem grossen Gehalt an Natrium- und Kalisalz in den behandelten Olstrom mitgenommen wird, wie dies erwähnt wurde. Das Reinwasser von Leitung 12 ist normales Wasser, da aber 500-3000 ppm Wasser in das behandelte Heizöl mitgenommen werden, ist es wünschenswert, Reinwasser zu verwenden, das nicht mehr als 1000 ppm an Natrium- und Kalisalz enthält.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 kann der Zentrifugalabscheider 1'ein Zentrifugalextraktor 21 sein anstelle 5 des üblichen Zentrifugalabscheiders. Die Verwendung des Zentrifugalextraktors anstelle des Zentrifùgalabscheiders 1' hat den zusätzlichen Vorteil der vereinfachten Lagerhaltung für Ersatzteile.

io Wie beschrieben wurde, kann mit dem vorliegenden Verfahren eine Abtrennung sowohl der Festkörper als auch der Salze aus dem Heizöl erreicht werden bei gleichzeitig verminderter Häufigkeit der Filterreinigung und der Möglichkeit, das Filter wegzulassen, und dies mit oder ohne Verwendung i5 eines Emulsionshemmers.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Entsalzung von mit Salz, Festkörpern und etwas Wasser verunreinigtem Heizöl, gekennzeichnet durch einen Trennschritt zum Auftrennen des verunreinigten Heizöles in Heizöl und Schlämme durch zentrifugale Trennmittel, welche die Schlämme aus dem Heizöl entfernen und durch mindestens einen dem Trennschritt folgenden Extraktionsschritt, bei welchem das von den Schlämmen befreite Heizöl mit Wasser vermischt und die resultierende Mischung in Heizöl und salzhaltiges Wasser aufgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Extraktionsschritt zentrifugale Trennmittel verwendet werden.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Extraktionsschritt ein Öl/Wasser-Trennelement verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Extraktionsschritte vorgesehen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrifugalabscheider als zentrifugales Trennmittel verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Extraktionszentrifuge als zentrifugales Trennmittel verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Emulsionshemmer mindestens bei einem Extraktionsschritt, vor oder während der Mischung des Heizöls mit Wasser, zugefügt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das verunreinigte Heizöl mit Wasser vermischt wird, wodurch eine Emulsion erzeugt wird und sich Schlämme im Heizöl bilden.

9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Heizöles beim Extraktionsschritt höher gewählt wird als die Temperatur des Heizöles beim Trennschritt.