CN108779055A - 用于从回收的飞机除冰溶液中再循环废乙二醇的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
描述了一种用于再循环从飞机除冰溶液中回收的废乙二醇或丙二醇的方法和系统。回收的废乙二醇或丙二醇含有水和其它不希望的物质,它们需要被除去以产生不含这些物质的溶液,其可以被进一步处理以基本上移除所有水内含物和共混入对于鉴定用于飞机除冰的最终二醇溶液所需要的添加剂。所述方法和系统采用计算机控制器用于废二醇的连续自动批处理,包括组合的以明确顺序的过滤、蒸馏、共混和测试,并且获得了改进质量的经再循环的二醇,其纯度为至少99.5%且优选99.6%至99.9%之间的二醇浓度。
Description
技术领域
本发明涉及用于再循环(回收,再循环利用,recycling)从飞机除冰溶液回收的废乙二醇(用过的乙二醇,spent ethylene glycol)或丙二醇以产生具有至少99.5%并且至高达99.9%的浓度的未用过的(初始的,处于原始状态的,virgin)二醇的改进的方法和系统。
背景技术
必要的是,除去在飞机机翼上的霜、冰和雪或其组合的堆积物,从而通过移除扭曲机翼形状的任何霜、冰或雪的积聚物而恢复机翼的自然形状和允许副翼的合适功能。冰、霜或雪还增加飞机的重量,由此妨碍飞行。霜、冰或雪的移除是通过如下过程实施的:喷洒除冰二醇溶液以使霜、冰或雪融化掉,以及在除冰之后保护飞机免受进一步沉积充分的时间。在溶液中的二醇的浓度根据气候条件是变化的。这样的溶液通常包含二醇、水和少量的添加剂,例如表面活性剂和腐蚀抑制剂。
在将除冰溶液喷洒到飞机上之后,溶液被来自融化的霜、冰和雪的水稀释,并被存在于其中飞机传送待被除冰的停机坪区域上的污染物污染。这些区域通常是被如下物质污染的混凝土区域:沙子,来自飞机轮胎的磨掉的橡胶,油,燃烧残余物,来自飞机的烟气,除冰盐,砂砾,痕量的燃料,固体碎片如玻璃和叶子,和在混凝土中发现的化学品。在过去,在储存器或真空油槽车中套上(harness)这样的废二醇溶液以在用于处置的远程地点进行处置和处理。这样的实践证实了对环境的负担,并且导致作为昂贵产品的二醇的损失。通常,飞机场承担了这种处置的成本,并且通过回收废二醇,实质性的节约被传递给机场设备。
在过去数十年,已经尝试从飞机除冰溶液中再循环二醇残余物,并且多种回收系统已经使用多种方法进行操作,例如需氧消化器,旋风分离器,使用吸收和离子交换剂的化学清洁技术,渗滤塔,蒸馏和汽提柱或塔等。然而,操作这些中的一些已经证实是有问题的和非常昂贵的,并且一些对于再循环以在飞机除冰二醇溶液中使用而言尚未实现如下理想追求结果:与购买的未用过二醇相当的充分纯的回收二醇。一些已知的技术已经宣称再循环这样的二醇溶液达到99.5%的纯度,但许多并没有产生这样的纯度。已知技术的实例可见于例如专利文献中,参见美国专利5,904,321;5,411,668;7,713,319;8,252,149;美国专利申请公开2011/0263909和2013/0190539,以及加拿大专利2,116,827和2,223,922。关于从飞机场停机坪再循环二醇的主题的另一个公开出版物可见于题目为“慕尼黑国际机场的除冰回收工厂之旅(A Tour Of The Munich International Airport’s DeicingRecycling Plant)”的文章,这个文章可在http;//www.aviationpros.com/article/10616425网上获得。
发明内容
需要提供一种改进的方法和系统,其是基本上自动的,用于再循环从飞机除冰溶液回收的废乙二醇或丙二醇以产生具有至少99.5%和典型地在大约99.6%至99.9%之间浓度的未用过的二醇。
本发明的特征是提供一种再循环从飞机除冰溶液中回收的废乙二醇或丙二醇的改进的方法和系统,并且其符合上述需求。
本发明的另一个特征是提供再循环来自飞机除冰溶液的废乙二醇或丙二醇的改进的方法,并且其中所述方法包括如下改进顺序的步骤的组合,其用于处理回收的二醇溶液,并且所述步骤是基本上自动控制的,以产生具有至少99.5%和典型地大约99.6%至99.9%的二醇浓度的飞机除冰二醇溶液。
本发明的另一个特征是提供一种改进的系统,其用于再循环从含有二醇、水和其它杂质的飞机除冰溶液回收的废乙二醇或丙二醇以产生具有至少99.5%和典型地大约99.6%至99.9%的浓度的基本上未用过的二醇。
根据上述特征,从宽的方面看,本发明提供一种再循环从含有二醇、水和其它物质的飞机除冰溶液回收的废乙二醇或丙二醇以产生基本上未用过的二醇的方法。所述方法包括组合的如下步骤:从机场的除冰设施(设备,facility)回收废二醇,并将废二醇储存在一个或多个储存罐(storage tank)中。之后,将具有预定的低%浓度的废二醇移除以产生工作废二醇(工作用废二醇,working spent glycol),并将其储存在储存装置中。经过至少两个过滤阶段过滤工作废二醇以基本上移除所有的固体和其它物质,并将其储存在保存罐中。蒸发步骤然后通过将经过滤的废二醇的批料加热到一定温度而将水从批料中移除,从而蒸发水而使工作废二醇成为约50%的二醇浓缩物(二醇浓度,glycol concentration)。然后将二醇浓缩物溶液储存在缓冲罐中。然后将50%的二醇浓缩物的溶液的pH调节到期望值,然后将其碳过滤并进料到保存罐中,该保存罐将预定批料(批,batch)进料(供给,feed)到在真空下操作的蒸馏塔的蒸发段(蒸发器段,evaporator section)中,在那里其然后被加热到预定的温度以将在50%的二醇浓缩物中的液体蒸发到蒸气流(stream of vapor)中。感测在塔的蒸馏段的填充段中的蒸气流的温度以监测蒸气流的实际温度和将其温度信号代表值传送到计算机控制器。将在蒸馏塔顶部处的蒸气流在其从填充段中离开时冷却以冷凝成液相。连续监测冷凝液体的二醇浓度以检测冷凝液体的二醇浓度和将二醇浓度信号传送到计算机控制器,该计算机控制器将这些与温度信号相关联以确定操作阀门而从冷凝液体中将水、与低于99.5%的浓度的二醇混合的水和具有至少99.5%的浓度的至少99.5%的二醇溶液回收到储存器的相关的一些中的合适时间。水、与低于99.5%浓度的二醇混合的水和至少99.5%的二醇溶液被自动引导到相关的储存器中。测试至少99.5%的二醇并将其共混和引导到用于由飞机除冰车辆使用的经鉴定的(经认证的,certified)保存罐中。
根据本发明的另一个宽的方面,提供一种再循环从含有二醇、水和其它物质的飞机除冰溶液中回收的废乙二醇或丙二醇以产生基本上未用过的二醇的系统。所述系统包含组合的如下装置:收集装置,其用于从飞机除冰区域的停机坪回收废二醇。储存装置被设置用于储存所回收的废二醇。装置被进一步设置用于从储存装置中移除具有预定的低%二醇浓度的废二醇。工作罐也被设置用于维持具有高于预定的低%二醇浓度的二醇浓度的废二醇的预定体积。至少两个过滤阶段也被设置用于过滤来自工作罐的废二醇,从而移除来自其它物质的基本上所有的固体粒子和将其进料到保存罐中,所述保存罐用于向具有一个或多个蒸发器的蒸发段进料,所述蒸发器用于通过在足以蒸发水的温度下使废二醇溶液的批料沸腾而从批料中蒸发水,从而产生具有约50%的二醇浓度的废二醇,其然后被转移到缓冲罐。装置被设置用于将来自缓冲罐的二醇浓缩物的批料的pH调节到期望pH值,然后将其碳过滤和进料到蒸馏塔保存罐以积聚预定体积的高于约50%的废二醇浓缩物。蒸馏塔被提供,并且在真空下操作,并且其具有下蒸发段(下面的蒸发段,lower evaporator section)和上烟囱段(上面的烟囱段,upper chimney section),所述烟囱段配备有钢填充物以保持来自从下蒸发段释放的蒸气流的热。温度传感器监测沿着填充物的烟囱段的温度以将实际温度信号提供给计算机控制器,其代表经过填充物排出(抽出,drawn)的蒸气流的实际温度,和将二醇浓度值信号提供给计算机控制器。下蒸发段具有温度控制的加热器,其用于按顺序蒸发废二醇以产生蒸气流,该蒸气流的蒸气经过烟囱段被排出并进入到在烟囱段下游的冷凝盘管中以产生冷凝液体,该冷凝液体被进料经过冷却装置。测量装置被进一步提供以连续测量在冷凝液体中的二醇浓度,和将二醇浓度值提供给计算机控制器以与温度信号相关联,从而确定操作阀门以将水、与具有小于99.5%纯度的二醇浓度的二醇混合的水和具有至少99.5%到至高达99.9%的二醇浓度的基本上未用过的二醇分离到相关的储存器中的合适时间。装置然后被提供以鉴定基本上未用过二醇和将其储存在用于由飞机除冰车辆使用的待用于共混的经鉴定的保存罐中。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的优选实施方式,在所述附图中:
图1A至1C是示意性的和部分框图,说明了本发明的改进的批处理方法和系统。
具体实施方式
参照附图,现在将描述本发明的改进的方法和系统的优选实施方式,其用于再循环从飞机除冰溶液中回收的废乙二醇或丙二醇。如在图1A中示出的,从机场的停机坪(柏油碎石路面,铺有柏油碎石的飞机跑道,tarmac)10回收类型I或类型IV的本文中的废乙二醇,其中,用来自除冰车辆13的除冰溶液12喷洒飞机,例如在11处示意性说明的一个。除冰溶液通常被加热到60至80℃(摄氏度)的温度。为了回收废二醇,停机坪区域(tarmac area)被改造以装配有一个或多个排水沟(雨水沟,雨水道,storm drain)14,其连接于地下管道15,从而将废二醇引导到被分隔的储存室16。废二醇进入第一隔间16’,其也与更大的室16”相通。这些室的构造允许一些沉淀物沉积在室16”的底部处。为了评价废二醇浓度,通过位于室16’中的泵17驱动,使废二醇的样品连续流经密度计19。如果废二醇的浓度低于5%,则废二醇不适合于再循环。因此,计算机控制器25允许废二醇的液位(水平,level)在室16中逐渐上升直到其达到通到城市下水道的溢流管15’。
计算机控制器25还操作在隔间16”中的另外的泵17’以将5%或更大浓度的溶液从罐隔间(tank compartment)16”泵送经过第一过滤器18从而移除沉淀物和将5%或更大浓度的废二醇进料到保存罐中,此处只有两个罐22和23被示出,它们配备有液位检测器(水平检测器,level detector)(未示出,但对于本领域技术人员而言是显而易见的)以允许计算机控制器操作阀门21和20,从而当罐充满时将5%或更高浓度的废二醇溶液引导到其它保存罐。
要指出的是,计算机控制器具有多种监测和控制站或不同的计算机,并且这在整个附图中由在小方块内的字母“C”和参考标号25识别。还要指出的是,在整个附图中,代表不同单元、罐、过滤器等的方块的大小不代表它们彼此之间的比例的大小。
通过计算机控制器25基本上自动处理来自储存罐22和23的5%或更高浓度的废二醇溶液,如下所述,通过操作阀门24和泵30,废二醇溶液经历两阶段过滤过程。首先,使废二醇进料经过袋式过滤器28并进入到工作罐27中,其中,在连续的基础上,泵30’将5%或更高的经过滤的废二醇浓缩物循环经过超细过滤器31,此处是陶瓷过滤器,并且返回到工作罐27。将通过压力渗透通过陶瓷过滤器的经超滤的废二醇进料到保存罐32中,保存罐32具有液位传感器32’,当经过滤的废二醇达到预定体积时,液位传感器32’给计算机控制器发送信号以停止泵30和30’。袋式过滤阶段具有两个袋式过滤器28和28’以通过在袋中的一个被沉淀物阻塞时转换到另一个袋而提供更长的不间断操作。这允许系统的更长的操作时间。超细陶瓷过滤器31具有0.5微米的孔径以移除非常精细的固体颗粒,基本上仅留下液体,其经常被称为渗透的液体。
来自保存罐32的经过滤溶液然后通过泵34和泵34’泵送到具有类似构造的两个蒸发器33和33’中。每个蒸发器33、33’都分别配备有两个电阻加热元件35和35’,它们由计算机控制器25操作以在电阻加热元件中的一个失效的情况下确保蒸发器的连续操作。尽管未示出,这些已知的蒸发器33和33’各自配备有压缩机(未示出)以从在它们的烟道33”中释放的蒸气中提取热量并将来自蒸气的热量再利用为用于加热在储存器中的水的主要来源。电阻加热元件35和35’被用于在启动时预加热水,允许在真空条件下在较低温度下蒸发水。
液位传感器37将液位指示信号传递到计算机控制器25以操作泵34和34’,从而在蒸发器中提供充足的废溶液,由此将加热元件中的一个打开,另一个处于准备状态,并且在另一个电阻加热元件失效的情况下通过未示出的但显而易见的开关放置在运行状态。温度传感探针38将在蒸发器33和33’中的批料溶液的实际温度值提供给计算机控制器。操作加热元件35和35’以将水的温度控制到100℃的沸腾温度,该温度足以蒸发水但对于蒸发乙二醇或丙二醇是过低的。折射仪37”检测在合适液位处的废溶液的密度,并将代表值信号输入到计算机控制器25以在二醇浓度一旦达到50%浓度就操作阀门39和39’。操作阀门39和39’以将50%浓度的废二醇的批料连续转移到缓冲罐40。蒸发器33和33’连续操作,并且当在保存罐32中的废二醇溶液的体积下降到预定液位时,泵30和30’再次被开动以过滤更多的废溶液,从而将经超滤的溶液进料到保存罐32。来自缓冲罐40的任何溢流被收集在储存器40’中用于未来的应用。在这个实施方式中,存在几个储存器40’,其能够保存3百万升50%二醇浓度的溶液。当需要时,泵39”将溶液供应到缓冲罐40以维持所述过程是连续操作的。另外,储存器40和40’被保持在建筑物内以管理从50%浓度的废二醇中损失热,从而节约能量成本。在所述的本文中的优选实施方式中,缓冲罐保存40,000升溶液。未示出的溢流阀门回收任何超出罐的容积的溶液和进料。
在由来自液位传感器41的信号感应到的理想体积存在于缓冲罐40中后,计算机控制器25操作转移阀门42’和泵(未示出但显而易见),以将一些废二醇溶液逐渐转移到配备有搅拌器44的pH调节罐43用于分析,因为在罐43中的废二醇溶液的体积是已知的,如由已经给计算机控制器提供信息的液位传感探针48检测的。当位于罐43中的pH传感器48’测量到任何低pH时,计算机控制器25也操作转移阀门47和泵(未示出但显而易见的),由此由来自储存器46的氢氧化钠(NaOH)溶液改变废二醇溶液。pH被调节到在pH标度上的约7.8的期望值。然后将经调节pH的50%浓度的废二醇溶液进料经过碳过滤器49以从废二醇溶液中除去颜色和气味,之后储存到蒸馏塔进料罐50中,其中由液位传感器维持和控制了预定量的经预处理的废二醇。
如在图1B中示出的,工艺包括蒸馏塔51,其主要由底部蒸发段52组成,该底部蒸发段52包括加热盘管53,在加热盘管中以受控的方式循环着来自锅炉54的热蒸汽,由此使50%二醇浓度的废二醇溶液的预定批料沸腾以蒸发在批料中的基本上所有的液体溶液。由于水的沸腾温度远低于二醇的沸腾温度,所以一旦批料温度达到水的沸点,水就将开始蒸发因此,首先只有水将蒸发,随后是与二醇混合的水且最后是高浓度二醇。通过控制在盘管中的蒸气流速,本发明的发明人可以将在蒸发段中的废液体的温度升高以分阶段蒸发液体。一旦所有的液体都已经蒸发,所感测的在填充物中的温度将下降,指示出整个批料被蒸发了。
真空泵55在蒸馏塔51外部合适的下游位置连接于塔以将塔置于真空下。蒸馏塔具有烟囱段56,其在蒸发段52之上,并且其中提供有金属填充物57,此处是不锈钢皱褶穿孔片,其积累来自从在蒸发段中沸腾液体释放的热蒸气流的热。通过温度传感器63监测经过填充物的蒸汽的温度,温度传感器63将温度信号63’输入到计算机控制器25以指示蒸气流的温度,其指示出与其温度相关的其含量。这些温度信号还指示出蒸发循环的开始和终点。温度传感器可以是热敏电阻的形式,其被保持为是偏置的和垂直分开放置的,靠着烟囱段的壁。蒸馏塔还由覆盖物绝热,覆盖物与内壳用布置在其间的合适的隔绝材料间隔开,非常像水加热器的绝热罐。锅炉被天然气加热,并将充分高温蒸气循环经过加热盘管53,由此沸水温度显著快速上升到二醇的沸点,其为约197℃,该温度远大于水的沸点。二醇的密度为约1.1132g/立方厘米。要指出的是,在蒸馏塔中的真空条件使待被蒸发的每种液体(即水和二醇)的沸点轻微降低,并且这也提供了能量成本节约。
在烟囱段56的顶部,安装了冷凝器58,其在当蒸气流离开蒸馏塔51时使其冷凝从而将蒸汽转变成其液相。冷凝是在烟囱的外面,由此冷凝物不会掉回到烟囱段中。如所述的,由于水比二醇蒸发更早,在蒸发过程开始时,大部分水被冷凝,并且冷凝物与一些蒸气一起被长导管59引导,在长导管59中发生进一步的冷凝,并且进入到另外的冷却器60中,在那里任何残留的蒸汽都被冷凝。没有任何物质被释放到大气中,从而防止了二醇的损失。固定到冷却器60的外管61上的是折射仪62,其测量可能包含在冷凝液体中的二醇的二醇浓度,并将其读数输送到计算机控制器25,其与接收自烟囱段的温度信号63相关联,确定了操作与三个储存器或罐65、65’和65”中的每一个相关的阀门64的合适时间。
当仅检测到水时,阀门64是打开的,并且其它两个阀门64’和64”是关闭的,从而将水引导到储存器65中用于处置或再利用。当计算机控制器25确定冷凝物液体含有与水混合的二醇时,计算机控制器25关闭阀门64和64”并打开阀门64’,从而将混合物引导到储存器65’,直到计算机控制器由其相关联的信号确定二醇浓度为约99.5%。计算机控制器然后关闭阀门64和64’并打开阀门64”以将剩余的二醇(其被分类为未用过的二醇)引导到储存器65”中。优选地,当计算机控制器25接收到来自折射仪63的指示出在溶液中99.6%至99.9%二醇浓度(其被分类为未用过的二醇)的冷凝物信号时,冷凝液体被转换到储存器65”。液位传感器66、66’和66”将信号提供给计算机控制器,指示出在其相关的储存器中的液体的体积,由此将其内含物排放到合适的位置。阀门67分配回收的水用于适当储存在罐68中以进行处置或再利用。阀门67’允许其内含物被转移回到保存罐50中以被再引入到蒸馏塔中。最后,由高沸点化合物组成的残余材料收集在蒸发器段的集液池下段中,并被泵送到在蒸发循环的末端处的废物罐62中,和将另一个批料引入用于蒸发和分离。
现在参照图1C,可以看到来自储存器65”的二醇溶液批料现在经历在另外的储存器70中的另外的质量控制测试以通过测量费舍尔(Fisher)方法学、锤度(白利度,Brix)和测试pH鉴定其二醇浓度。在储存器70的多个液位处提供取样阀(未示出)用于提取样品进行实验室分析。在鉴定后,计算机控制器25操作阀门71以将经鉴定的二醇转移到经鉴定的储存器72中。通过液位传感器72’监测储存器72的内含物,液位传感器72’将信息信号输送到计算机控制器25,由此内含物可以被安全地转移,和指示出阀门71需要被操作以将溶液的转移转换到其它储存器72、72’和72”。采用本发明的批处理,在溶液中的再循环的二醇的浓度可被提升到99.9%,由此其获得了非常高的纯度水平,其对于如下情况是非常重要的:提供接近完美浓度的最终溶液,最高纯度的未用过二醇的必要条件,以确保用于再利用的完美掺混的除冰溶液。
在工艺中的这个点,在一个或几个储存器72中的经鉴定的二醇溶液74需要接收另外的最终添加剂,并且这是在共混罐75中进行的。通过计算机控制器25将溶液74转移到共混罐中,计算机控制器25操作转移阀76中的选择的一个直到共混罐充满了预定重量,如由安装在共混罐75下的秤(scale)78检测的。一旦秤78指示出共混罐已经接收了其二醇溶液74的体积,计算机控制器25就关闭一个或多个阀门76。在这个点处,ADF共混是通过添加添加剂85完成的,其也被秤73感测,其是通过操作泵84引入到溶液内含物81中的,以使流体溶液达到希望的浓度,例如88%。通过打开其马达80操作搅拌器79以混合二醇溶液内含物81。取样阀82允许在搅拌循环之后取样内含物81以进行测试,测试pH和折射率以确保内含物81可被鉴定为类型I除冰二醇。由计算机控制器25控制的阀门86和87将最终经调节的经鉴定的溶液引导到配备有阀门89的另外的储存器88,阀门89用于分配到易接近于飞机除冰车辆的位置处的场罐90。取决于外部温度,这些车辆通过添加水来实施除冰二醇溶液的在线共混以调节二醇浓度,水是在所述工艺中可能已经被回收的水。
覆盖优选实施方式的任何显而易见的修改在本发明范围内,只要这些修改落在所附权利要求的范围内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种使废乙二醇或丙二醇再循环以产生基本上未用过的二醇的方法,所述废乙二醇或丙二醇从含有二醇、水和其它物质的飞机除冰溶液中回收,所述方法包括组合的以下步骤:
i)从机场的除冰设施中将废二醇回收到收集储存器中以从所述废二醇中分离掉沉淀物,并且允许通过将所述废二醇溶液泵送经过密度计采样来确定所述废二醇中的二醇浓度,
ii)从储存在所述储存装置中的所述废二醇中除去具有预定的低%纯度浓度的废二醇以产生工作废二醇,并将所述工作废二醇储存在一个或多个储存罐中,
iii)通过至少两个过滤阶段过滤来自所述一个或多个储存罐的所述工作废二醇以基本上除去所有的剩余固体和所述其它物质,随后是蒸发步骤,其中将所述工作废二醇加热到足以仅蒸发水的温度,从而使所述工作废二醇成为约50%纯度的二醇浓缩物,用于储存在缓冲罐中,
iv)将具有约50%纯度的浓度的所述二醇分批转移到pH调节、混合和取样罐的缓冲罐,
v)将预定体积的具有约50%纯度的浓度的所述二醇转移到所述pH调节、混合和取样罐,
vi)在搅拌罐中取样并调节所述约50%纯度的二醇浓缩物的pH以将pH调节到期望值,然后碳过滤所述约5%纯度的二醇浓缩物,
vii)将预定体积的所述经碳过滤的约50%纯度的二醇浓缩物进料到在真空下操作的蒸馏塔的蒸发段中,
viii)在蒸发器中,在预定温度下加热所述批料以将所述约50%纯度的二醇浓缩物蒸发到连续的蒸气流中,
ix)感测在所述蒸馏段上方间隔开的烟囱段的热填充段中的所述蒸气流的温度,以监测所述蒸气流的实际温度并将其温度信号代表值输入到计算机控制器,
x)在所述蒸气流离开所述烟囱段之后,将其冷却以将所述蒸气流冷凝成冷凝液体,
xi)连续监测(a)所述温度信号,以使其与水和二醇的蒸发温度相关联,和(b)来自位于所述冷凝液体流经的管道中的折射仪的二醇浓度信号,以从所述冷凝液体中将水、与低于99.5%纯度的浓度的二醇混合的水和具有超过99.5%纯度的浓度的基本上未用过的二醇回收到分离的储存器中,以及
将所述基本上未用过的二醇从其相关的储存器中引导用于其纯度的进一步测试和鉴定,并将其储存在用于由飞机除冰车辆使用的经鉴定的保存罐中,以及将所述水从其相关的储存器中引导至储存罐用于处置或再利用,并且将与具有低于99.5%纯度的二醇浓度的二醇混合的所述水引导至向所述蒸发器进料的保存罐中。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,在鉴定所述基本上未用过的二醇的纯度并将其储存在步骤(xii)中的经鉴定的保存罐中的步骤(xii)之后,提供将所述经鉴定的大于99.5%纯度的二醇溶液共混到共混罐中的另外的步骤,其中,将添加剂与所述经鉴定的基本上未用过的二醇共混。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤(xi)的所述基本上未用过的二醇具有在约99.6%至99.9%纯度的范围内的浓度。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(xi)中,与低于99.5%纯度的浓度的二醇混合并且收集在相关储存器中的所述分离的水被进料回到所述蒸馏塔的保存罐中以被再引入到所述蒸馏塔中用于进一步蒸发,所述步骤(vii)进一步包括将所述预定体积的经碳过滤的二醇浓缩物进料到所述蒸馏塔的所述保存罐中。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述步骤(ii)中,使具有通过密度计测定的低于5%纯度的预定低浓度的所述废二醇在所述储存装置中上升到溢流管道以处置到下水道,所述密度计将二醇浓度信号输入到计算机控制器。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述过滤步骤(iii)中,所述至少两个过滤阶段中的一个包括5微米的袋式过滤器,所述袋式过滤器将过滤的二醇溶液进料到工作罐中,并且其中,将来自所述工作罐的所述过滤的二醇溶液泵送到连续回路中并通过0.5微米的陶瓷过滤器,所述工作废二醇在所述连续回路中被过滤以获得期望的不含大于0.5微米颗粒尺寸的物质的过滤的废二醇,并且将所述超滤的废二醇进料到另外的保存罐中,所述另外的保存罐将所述过滤的废二醇进料到一个或多个蒸发器中。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述另外的保存罐设置有液位感测装置以将液位信号提供给计算机控制器,所述计算机控制器控制所述连续过滤回路的操作,所述蒸发器连续操作并具有液位感测装置以允许所述计算机控制器将过滤的废二醇溶液分配到其中以在所述一个或多个蒸发器中维持预定体积的所述过滤的废二醇溶液。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述蒸发器设置有两个电阻加热元件,所述电阻加热元件通过由所述计算机控制器操作的开关装置连接用于独立操作以确保在所述电阻加热元件中的一个失效的情况下所述蒸发器的连续操作;密度计,其与所述一个或多个蒸发器中的每一个相关联以检测在所述蒸发器的预定区域中的二醇浓度,从而将二醇浓度信号值输入到所述计算机控制器以操作阀门来将具有50%纯度的浓度的废二醇溶液从所述一个或多个蒸发器的底部区排放到所述缓冲罐中并且当所述浓度信号值下降到低于50%二醇浓度时关闭所述阀门。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,使储存在所述缓冲罐中的约50%纯度的所述二醇浓缩物经历由步骤(iv)限定的预处理:根据需要将NaOH(氢氧化钠)添加到所述搅拌罐中以将pH调节到所述期望值,所述期望值为pH标度上的约7.8,并且进一步地,其中步骤(vii)的所述碳过滤是为了从所述二醇浓缩物中除去颜色和气味,然后再将其进料到所述蒸馏塔的保存罐中,其中所述50%的预处理的二醇浓缩物的控制液位被保持以分批向所述蒸馏塔的蒸发段进料。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述蒸馏塔的所述蒸发段具有加热盘管,在所述加热盘管中循环着来自锅炉的热蒸汽,以将所述50%纯度的二醇浓缩物的预定批料蒸发到所述蒸气流中,真空泵在所述蒸发段下游连接于所述蒸馏塔,所述热填充段具有多个不锈钢填充物,所述不锈钢填充物沿着所述烟囱段被所述蒸气流加热,并且其中,在所述步骤(viii)之后并且在所述步骤(ix)之前,提供将所述冷凝液体进料到冷却器设备中以实现完全冷凝的另外步骤。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述监测的步骤(xi)通过折射仪来实施,所述折射仪将信号传送给所述计算机控制器,所述计算机控制器操作阀门以将所述冷凝液体引导到所述储存器的所述相关的一些中。
12.根据权利要求2所述的方法,其中,所述共混罐设置有液位放液阀,以允许测试在所述共混罐的不同液位处所述基本上未用过的除冰二醇的pH、透明度、锤度和折射率,通过秤来测定所述基本上未用过的二醇在所述共混罐中的体积。
13.一种用于使废乙二醇或丙二醇再循环以产生基本上未用过的二醇的系统,所述废乙二醇或丙二醇从含有二醇、水和其它物质的飞机除冰溶液中回收,所述系统组合地包括:地下收集装置,用于从飞机除冰区域的停机坪回收废二醇;包括室的收集储存装置,从所述废二醇中分离沉淀物并且允许通过将所述废二醇溶液泵送经过密度计采样来确定所述废二醇中的二醇浓度,以将具有预定的低%纯度浓度的废二醇从所述收集装置中除去;一个或多个工作罐,其还被设置用于储存具有高于所述预定的低%纯度浓度的二醇浓度的废二醇;过滤装置,其还被设置用于过滤来自所述一个或多个工作罐的废二醇以从所述废二醇中除去基本上所有的固体,所述过滤装置具有至少两个过滤阶段,其中一个是回路超滤装置;一个或多个蒸发器,用于将水从经过滤的废二醇中蒸发以产生具有约50%纯度的二醇浓度并且包含在所述缓冲罐中且随后分批转移至缓冲罐中的废二醇;pH调节混合和取样罐,其被设置用于将约50%纯度的二醇浓度的废二醇的批料的pH调节到期望pH值,然后将其进行碳过滤并进料到蒸馏塔保存罐中以积累预定体积的具有约50%纯度浓度的废二醇,并且将废二醇的批料进料到在真空下操作的蒸馏塔的蒸发段中;上烟囱段,其设置有不锈钢填充物以保持热量高于来自所述下蒸发段的蒸发的液体的冷凝温度;温度传感器,用于监测设置有所述填充物的所述烟囱段的温度以及提供检测到的通过所述填充物排出的蒸气流的温度的温度信号代表值并将所述温度信号输入到计算机控制器,所述蒸发段将所述废二醇蒸发以产生所述蒸气流,所述蒸气流的蒸气通过所述烟囱段排出并进入到所述烟囱段下游的冷凝盘管中以从被进料经过冷凝装置的所述蒸气流中产生冷凝液体;二醇纯度浓度测量装置,其被连接至所述冷凝装置的外管用于连续测量在所冷凝液体中的二醇浓度,并将所述冷凝液体的%纯度的二醇浓度信号代表值输入到所述计算机控制器以与所述温度传感器的所述检测的温度信号相关联,从而确定操作固定至所述外管的阀门的合适时间,所述阀门具有连接至三个储存器中的各个的管道,以将水、与具有小于99.5%纯度的二醇浓度的二醇混合的水和具有大于99.5%纯度的二醇浓度的基本上未用过的二醇分离到所述三个储存器中的相关的一些中,将所述三个储存器的一个中的所述水引导至储存罐用于处置或再利用,将在所述三个储存器的另一个中的与具有低于99.5%纯度的二醇浓度的二醇混合的所述水引导回到向所述蒸馏塔的所述蒸发段进料的所述蒸馏塔保存罐中,将在所述三个储存器的另一个中的基本上未用过的二醇引导至所述经鉴定的二醇保存罐中;以及质量测量装置,其用于鉴定所述基本上未用过的二醇并将其储存在用于由飞机除冰车辆使用的经鉴定的保存罐中。
14.根据权利要求13所述的系统,其中,用于将具有预定的低%纯度浓度的废二醇除去的所述装置由在所述收集装置的上部的溢流管道和适合于将废二醇从所述收集装置的预定区域泵送到所述密度计的泵构成,所述密度计用于将废二醇浓度信号输入到计算机控制器,所述计算机控制器确定是否废二醇需要被排放到所述溢流管道中或者是否具有至少5%浓度的废二醇应当被转移到所述一个或多个工作罐中。
15.根据权利要求13所述的系统,其中,所述过滤装置包括第一过滤阶段,其用于产生废二醇的第一阶段过滤批料以收集在工作罐中;以及第二超滤阶段,其固定在回路中,来自所述工作罐的经过滤的废二醇通过所述回路被连续循环以提取经精细过滤的废二醇,以进料到蒸发器保存罐。
16.根据权利要求15所述的系统,其中,所述第二超滤阶段包括超细陶瓷过滤器,来自所述工作罐的废二醇的所述第一阶段过滤批料被进料通过所述超细陶瓷过滤器以除去大于0.5微米的另外的固体和所述其它物质。
17.根据权利要求15所述的系统,其中,进一步提供了共混装置,其用于将添加剂并入到所述基本上未用过的二醇中以产生具有高于99.5%纯度浓度的二醇浓度的最高质量的类型I除冰二醇。
18.根据权利要求17所述的系统,其中,所述pH调节混合和取样罐设置有用于从所述溶液取样以测试具有约50%纯度的二醇浓度的所述废二醇的pH的取样阀门,以及添加剂储存器,其连接至所述pH调节混合和取样罐以引入添加剂,从而产生具有约50%纯度的二醇浓度的所述废二醇的期望pH值,之后将具有约50%纯度的二醇浓度的所述废二醇转移到蒸馏塔保存罐中,以将具有约50%纯度的二醇浓度的所述废二醇的批料进料到所述蒸馏塔的所述蒸发段中。
19.根据权利要求13所述的系统,其中,具有大于99.5%纯度的二醇浓度的所述基本上未用过的二醇在约99.6%至99.9%的纯度范围内。
20.根据权利要求13所述的系统,其中,用于监测二醇的百分比浓度的所述测量装置是折射仪,所述折射仪用于测量在所述冷凝液体中的二醇的折射率,所述折射仪将折射率值信号提供给计算机控制器。
21.根据权利要求20所述的系统,其中,阀门由所述计算机控制器基于接收的来自所述折射仪的折射率值信号来自动操作,由此操作所述阀门将所述冷凝液体引导到所述相关的储存器中。
22.根据权利要求13所述的系统,其中,质量测试装置是用于提供用于鉴定所述基本上未用过的二醇的质量控制测试的质量控制测试保存罐,并且混合罐用于将另外的添加剂添加到所述经鉴定的基本上未用过的二醇中,以储存在罐中待被车辆使用,所述车辆取决于气候因素而适合于共混最终飞机除冰二醇溶液。
Claims (23)
1.一种使废乙二醇或丙二醇再循环以产生基本上未用过的二醇的方法,所述废乙二醇或丙二醇从含有二醇、水和其它物质的飞机除冰溶液中回收,所述方法包括组合的以下步骤:
i)从机场的除冰设施中回收废二醇并将其储存在储存装置中,
ii)从储存在所述储存装置中的所述废二醇中除去具有预定的低%浓度的废二醇以产生工作废二醇,并将所述工作废二醇储存在一个或多个储存罐中,
iii)通过至少两个过滤阶段过滤来自所述一个或多个储存罐的所述工作废二醇以基本上除去在所述其它物质中的所有固体,随后是蒸发步骤,其中将所述工作废二醇加热到足以仅蒸发水的温度,从而使所述工作废二醇成为约50%的二醇浓缩物,用于储存在缓冲罐中,
iv)在搅拌罐中调节所述约50%的二醇浓缩物的pH以将pH调节到期望值,然后碳过滤约5%的二醇浓缩物,
v)将预定体积的经碳过滤的约50%的二醇浓缩物进料到在真空下操作的蒸馏塔的蒸发段中,
vi)在预定温度下加热批料以将所述约50%的二醇浓缩物蒸发到连续的蒸气流中,
vii)感测在蒸馏段上方间隔开的烟囱段的热填充段中的所述蒸气流的温度,以监测所述蒸气流的实际温度并将其温度信号代表值输入到计算机控制器,
viii)在所述蒸气流离开所述烟囱段之后,将其冷却以将所述蒸气流冷凝成冷凝液体,
ix)连续监测(a)温度信号,以使其与水和二醇的蒸发温度相关联,和(b)来自位于所述冷凝液体流经的管道中的折射仪的二醇浓度信号,以从所述冷凝液体中回收水、与低于99.5%浓度的二醇混合的水和具有至少99.5%浓度的基本上未用过的二醇,以及
x)将所述基本上未用过的二醇从其相关的储存器中引导用于其纯度的进一步测试和鉴定,并将其储存在用于由飞机除冰车辆使用的经鉴定的保存罐中。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,在鉴定所述基本上未用过的二醇的纯度并将其储存在步骤(x)(中的经鉴定的保存罐中的步骤(x)之后,提供将经鉴定的至少99.5%的二醇溶液共混到共混罐中的另外的步骤,其中,将添加剂与经鉴定的基本上未用过的二醇共混。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤(ix)的所述基本上未用过的二醇具有在至少99.5%到至高达99.9%的范围内的浓度。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(ix)中,与低于99.5%浓度的二醇混合并且收集在相关储存器中的分离的水被进料回到所述蒸馏塔的保存罐中以被再引入到所述蒸馏塔中用于进一步蒸发,步骤(v)进一步包括将预定体积的经碳过滤的二醇浓缩物进料到所述蒸馏塔的所述保存罐中。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(ii)中,使具有通过密度计测定的低于5%的预定低浓度的所述废二醇在所述储存装置中上升到溢流管道以处置到下水道,所述密度计将二醇浓度信号输入到计算机控制器。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,在过滤步骤(iii)中,所述至少两个过滤阶段中的一个包括5微米的袋式过滤器,所述袋式过滤器将过滤的二醇溶液进料到工作罐中,并且其中,将来自所述工作罐的所述过滤的二醇溶液泵送到连续回路中并通过0.5微米的陶瓷过滤器,所述工作废二醇在所述连续回路中被过滤以获得期望的不含大于0.5微米颗粒尺寸的物质的过滤的废二醇,并且将超滤的废二醇进料到另外的保存罐中,所述另外的保存罐将所述过滤的废二醇进料到一个或多个蒸发器中。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述另外的保存罐设置有液位感测装置以将液位信号提供给计算机控制器,所述计算机控制器控制连续过滤回路的操作,所述蒸发器连续操作并具有液位感测装置以允许所述计算机控制器将过滤的废二醇溶液分配到其中以在所述一个或多个蒸发器中维持预定体积的所述过滤的废二醇溶液。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述蒸发器设置有两个电阻加热元件,所述电阻加热元件通过由所述计算机控制器操作的开关装置连接用于独立操作以确保在所述电阻加热元件中的一个失效的情况下所述蒸发器的连续操作;密度计,其与所述一个或多个蒸发器中的每一个相关联以检测在所述蒸发器的预定区域中的二醇浓度,从而将二醇浓度信号值输入到所述计算机控制器以操作阀门来将具有50%浓度的废二醇溶液从所述一个或多个蒸发器的底部区排放到所述缓冲罐中并且当浓度信号值下降到低于50%二醇浓度时关闭所述阀门。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,使储存在所述缓冲罐中的约50%的所述二醇浓缩物经历由步骤(iv)限定的预处理:根据需要将NaOH(氢氧化钠)添加到所述搅拌罐中以将pH调节到期望值,所述期望值为pH标度上的约7.8,并且进一步地,其中步骤(v)的碳过滤是为了从所述二醇浓缩物中除去颜色和气味,然后再将其进料到所述蒸馏塔的保存罐中,其中50%的预处理的二醇浓缩物的控制液位被保持以分批向所述蒸馏塔的蒸发段进料。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述蒸馏塔的所述蒸发段具有加热盘管,在所述加热盘管中循环着来自锅炉的热蒸汽,以将所述50%的二醇浓缩物的预定批料蒸发到所述蒸气流中,真空泵在所述蒸发段下游连接于所述蒸馏塔,所述热填充段具有多个不锈钢填充物,所述不锈钢填充物沿着所述烟囱段被所述蒸气流加热,并且其中,在步骤(viii)之后并且在步骤(ix)之前,提供将所述冷凝液体进料到冷却器设备中以实现完全冷凝的另外步骤。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,监测的步骤(ix)通过折射仪来实施,所述折射仪将信号传送给所述计算机控制器,所述计算机控制器操作阀门以将所述冷凝液体引导到所述储存器中的相关的一些中。
12.根据权利要求2所述的方法,其中,所述共混罐设置有液位放液阀,以允许测试在所述共混罐的不同液位处基本上未用过的除冰二醇的pH、透明度、锤度和折射率,通过布置在所述共混罐下方的秤来测定所述基本上未用过的二醇在所述共混罐中的体积,并且泵送装置用于将基本上未用过的二醇从所述共混罐泵送到所述经鉴定的保存罐。
13.一种用于使废乙二醇或丙二醇再循环以产生基本上未用过的二醇的系统,所述废乙二醇或丙二醇从含有二醇、水和其它物质的飞机除冰溶液中回收,所述系统组合地包括:收集装置,用于从飞机除冰区域的停机坪回收废二醇;下述装置,所述装置被进一步设置用于将具有预定的低%浓度的废二醇从所述收集装置中除去;一个或多个工作罐,其还被设置用于储存具有高于所述预定的低%浓度的二醇浓度的废二醇;过滤装置,其还被设置用于过滤来自所述工作罐的废二醇以从所述废二醇中除去基本上所有的固体,所述过滤装置具有至少两个过滤阶段,其中一个是回路超滤装置;一个或多个蒸发器,用于将水从所述废二醇中蒸发以产生具有约50%的二醇浓度的废二醇,所述具有约50%的二醇浓度的废二醇然后被分批转移到缓冲罐中;下述装置,所述装置被设置用于将约50%的二醇浓缩物的批料的pH调节到期望pH值,然后将其进行碳过滤并进料到蒸馏塔保存罐中以积累预定体积的高于约50%浓度的废二醇浓缩物,从而将废二醇的批料进料到在真空下操作的蒸馏塔的蒸发段中;上烟囱段,其设置有不锈钢填充物以保持热量高于来自下蒸发段的蒸发的液体的冷凝温度;温度传感器,其监测设置有所述填充物的所述烟囱段的温度以提供检测到的通过所述填充物排出的蒸气流的温度的温度信号代表值并将温度信号输入到计算机控制器,所述下蒸发段将所述废二醇蒸发以产生所述蒸气流,所述蒸气流的蒸气通过所述烟囱段排出并进入到所述烟囱段下游的冷凝盘管中以从被进料经过冷凝装置的所述蒸气流中产生冷凝液体;测量装置,其被进一步设置用于连续测量在所冷凝液体中的二醇浓度,并将二醇浓度信号输入到所述计算机控制器以与所述温度信号相关联,从而确定操作阀门以将水、与具有二醇的二醇混合的水和具有至少99.5%的二醇浓度的基本上未用过的二醇分离到相关的储存器中的合适时间;以及质量测量装置,其用于鉴定所述基本上未用过的二醇并将其储存在用于由飞机除冰车辆使用的经鉴定的保存罐中。
14.根据权利要求13所述的系统,其中,用于将具有预定的低%浓度的废二醇除去的装置由在所述收集装置的上部的溢流管道和适合于将废二醇从所述收集装置的预定区域泵送到密度计的泵构成,所述密度计用于将废二醇浓度信号输入到计算机控制器,所述计算机控制器确定是否废二醇需要被排放到溢流管道中或者是否具有至少5%浓度的废二醇应当被转移到所述一个或多个工作罐中。
15.根据权利要求13所述的系统,其中,所述过滤装置包括第一过滤阶段,其用于产生废二醇的第一阶段过滤批料以收集在工作罐中;第二超滤阶段,其固定在回路中,来自所述工作罐的经过滤的废二醇通过所述回路被连续循环以提取经精细过滤的废二醇,以进料到蒸发器保存罐。
16.根据权利要求15所述的系统,其中,所述第二超滤阶段包括超细陶瓷过滤器,来自所述保存罐的废二醇的第一阶段过滤批料被进料通过所述超细陶瓷过滤器以从所述其它物质中除去大于0.5微米的另外的固体。
17.根据权利要求15所述的系统,其中,进一步提供了共混装置,其用于将添加剂并入到所述基本上未用过的二醇中以产生最高质量且高于至少99.5%浓度的类型I除冰二醇。
18.根据权利要求17所述的系统,其中,进一步提供了pH调节混合罐,所述pH调节混合罐具有取样装置以测试约50%的二醇浓度的废二醇的pH;以及下述装置,所述装置将添加剂引入到所述混合罐中以在将所述约50%的二醇浓度的废二醇转移到另外的保存罐中之前产生所述约50%的二醇浓度的废二醇的期望pH值,所述另外的保存罐用于将50%的废二醇浓度的批料进料到所述蒸馏塔的所述下蒸发段中。
19.根据权利要求13所述的系统,其中,分离的至少99.5%的基本上未用过的二醇浓度优选在约996%至99.9%的浓度范围内。
20.根据权利要求13所述的系统,其中,用于监测二醇的百分比浓度的所述测量装置通过折射仪来实施,所述折射仪用于测量在冷凝物液体中的所述二醇的折射率,所述折射仪将折射率值信号提供给计算机控制器。
21.根据权利要求20所述的系统,其中,所述分离装置是阀门,所述阀门由所述计算机控制器基于接收的来自所述折射仪的折射率值信号来自动操作,由此操作所述阀门将所述冷凝物液体引导到储存器中的相关的一些中。
22.根据权利要求21所述的系统,其中,所述储存器设置有管道装置以将收集的冷凝物液体通过阀门引导到期望的位置,其中在所述储存器的一个中的所述水被引导用于处置或再利用,与低于99.5%浓度的二醇混合的水被引导回到另外的保存罐中,所述另外的保存罐向所述蒸馏塔的所述蒸发段进料,并且所述基本上未用过的二醇被引导到经鉴定的二醇储存罐中。
23.根据权利要求22所述的系统,其中,进一步提供了质量控制测试保存罐,其用于提供用于鉴定所述基本上未用过的二醇的质量控制测试;以及混合罐,其用于将另外的添加剂添加到经鉴定的基本上未用过的二醇中,以储存在罐中待被车辆使用,所述车辆取决于气候因素而适合于共混最终飞机除冰二醇溶液。
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