CN1853753A - 分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一将第一液体(38)与一第二液体(40)分离的分离装置(22)，其中，第一液体(38)具有比第二液体(40)低的比重。分离装置(22)包括一具有一内壁的容器(24)，一入口(26)和一出口(28)，其中，入口(26)布置在出口(28)上方，以及一由渗透过滤器材料制成的分离构件(32)，该材料能吸收第一液体(38)并布置在入口(26)和出口(28)之间的容器(24)内，且构造成在其清洁时浮在第二液体(40)上，并由于增加对第一液体(38)的吸收而下沉。分离构件(32)具有比容器(24)小的直径，这样，内壁(36)和浮动分离构件(32)之间存在一侧向距离，一由第一液体(38)和第二液体(40)组成的液体混合物(34)通过入口(26)填充到容器(24)内，以使它必须完全地流过分离构件(32)，这样，分离构件(32)可吸收第一液体(38)。

Description

分离装置

技术领域

本发明涉及一将第一液体与一第二液体分离的分离装置，其中，第一液体具有比第二液体低的比重，该分离装置具有

-一具有一内壁的容器；

-一入口和一出口，其中，入口布置在出口上方；

-一由渗透过滤器材料制成的分离构件，该材料

о能吸收第一液体；以及

о布置在入口和出口之间的容器内；

о构造成在其清洁时浮在第二液体上，并由于增加对第一液体的吸收而下沉。

背景技术

这样的分离装置例如在压缩空气的应用中是必要的。空气压缩机通过吸入和压缩周围的空气而产生压缩空气。由于物理的条件和压缩空气的干燥，空气中含有的水分凝结。该凝结水是一种在大多数情形下不能排入到公共下水道内的污水类型，因为它包含空气压缩机的润滑剂，因此超过容许的碳氢化合物浓度的限值。

每小时吸入空气为60m³的体积流量通常可导致1.6l/h的不连续的凝结水流，其每小时可加载300mg油，相当于190ppm。水和油之间的连接有多种不同的形式，范围从通过扩散的油/水混合物到乳化液。在德国，允许排入到下水道内的容许量是20或10ppm，在某些情形中是5ppm。因此，凝结水是处置昂贵的有害废物。这就是为什么要研究各种方法和装置来将含有的油从水中分离出的原因。

已知有各种分离液体的装置，或离析液体的离析装置。例如，实用新型DE 90040 19.8描述了在一液体分离器中吸出分离的轻的液体。所述液体分离器包括一其中布置一容器的外壳。一填充有油粘附剂的袋子布置在该容器内。油粘附剂是基于聚亚胺酯泡沫的悬浮颗粒材料。被轻液体污染的污水通过入口端口进入外壳。只要容器内的油粘附剂大大地未饱和，容器仅稍许地浸没在轻液体层内。轻液体穿过容器和包含油粘附剂的袋子，并被油粘附剂吸收。随着油粘附剂饱和程度增加，袋子重量也增加，这样，容器不断地下沉。当容器到达其最下位置时，油粘附剂大大地被轻密度材料饱和，从而可更换袋子。未被吸收的液体通过一出口逸出。基本上，该装置的原理是有效的，但该装置本身非常昂贵且易于失效。例如，由于不能保证液体混合物的全部体积实际地流过袋子，所以，必然不能确保完全地过滤。

根据该装置，DE 600 04 523 D2还描述了一离析装置和一用来离析不同密度的液体的方法。基本上，这里所描述的装置根据同样的原理进行操作，即，一吸收材料被两种液体之一饱和，并因为饱和而在另一液体中下沉。然而，一根本的差别在于，在此装置中，全部的体积流必须通过由吸收材料组成的离析部件。该离析部件布置在一容器内，以使它完全地填充该容器的横截面，离析部件和容器之间的摩擦是该装置的缺点。随着离析部件的吸收或污染的增加，并因为温度和压力的变化，摩擦条件也在变化，这可影响过滤过程和所要求的能量花费。因此，该装置易于失效并需要更多的维护保养。

所述装置的另一缺点在于，它们不能处理高度分散或甚至高乳化的凝结水。通常必须使用成本更加高的方法，例如，薄膜、蒸发或裂化方法等。

发明内容

本发明的目的是提供一能将第一液体与一第二液体可靠地分离的分离装置，其中，第一液体具有比第二液体低的比重。要求该装置构造成尽可能地简单，甚至能承受极端的操作条件，并要求可容易地和快速地执行诸如检查和更换过滤器之类的维护工作。

根据本发明，该目的的实现在于，分离构件具有比容器小的直径，这样，在操作过程中，内壁和浮动分离构件之间存在一侧向距离，一由第一液体和第二液体组成的液体混合物通过入口填充到容器内，以使它必须完全地流过分离构件，这样，分离构件可吸收第一液体。

因此，本发明的基本优点在于，由吸收材料构成的分离构件浮动在已经过滤液体的表面上，而不侧向接触容器的内壁。因为液体仍通过分离构件，所以，可消除由分离构件和容器内壁之间摩擦力造成的所有缺点。随着吸收的增加，分离构件的重量或质量也增加，这样，它在周围液体中不断地下沉。位于已经过滤的液体表面上方的过滤器材料通过毛细作用吸收油。可防止凝结水所流过的过滤器材料发生过早阻塞，同时，因为分离构件连续地下沉，所以，周围液体表面附近始终存在干净的未饱和的过滤器材料。

有利地是，分离构件的形状像一具有一内腔的罐，流体从内侧到外侧流过内腔，这样，油的自由部分(即使密度大约为1kg/dm³)不可避免地与分离构件接触。因为增加的凝结水量由于流动阻力的增加而导致分离构件内水位提高，因此，形成一自调节面区域。这种情况适用于分离构件增加的消耗。较佳地，借助于一导向管朝向内腔中心地执行分离构件的填充，由此，阻止或限制浮动的分离构件的侧向转向。

还为有利的是，借助于帮助(诸如逗留)可将分离构件保持在一中心位置内，由此，对防止侧向浮动离开提供了额外的措施。

根据本发明的分离装置的结构防止发生特性降低的旁路。此外，分离构件绝不可完全地阻塞其所布置在其中的装置，因为如果分离构件完全地阻塞和不渗透，则供应的液体混合物将从分离构件流出并向下流到分离构件的侧边。这就肯定地消除了过滤的效果，但装置将不阻塞。

分离构件较佳地由几乎不吸收水的材料组成。这提供的优点在于可毫无任何问题地实施热处理，且几乎不因为缺乏水和所选择类型材料而有残余物。这样的材料是公知的。例如，可采用亲油的聚丙烯。

尤其是，如果根据本发明的分离装置与附加的分离或过滤部件组合，则它特别地有效。例如，液体混合物起初留在其中的一预分离器可布置在分离装置的上游。该预分离器吸收悬浮物，这样，过滤阶段不经受任何性能减弱的加载。预分离器可借助于一在其底部的出口快速地和容易地清洗。

浮游在预分离器表面上的自由部分可通过一油排出管排出到一单独的收集容器内。对于大部分油类，带有一部分水的最大部分的自由油可在不到60分钟内落在表面上。通过向上移动油排出管，可在收集满的容器必须更换时防止预分离器溢流。油排出管和分离装置容器的入口之间的高度差可进行调整，这样，可阻止水进入收集容器的厚度层在波动状流动时总可根据油的密度进行调整。

原则上，两个过滤阶段应从顶向下通过。因此，密度大于水的油部分将不会阻塞任何与功能相关的管道。

如果分离构件起作一初级过滤器且主过滤器布置在容器内，则将可达到另一优点。该主过滤器较佳地布置在分离构件下方。因此，离开分离构件的液体到达主过滤器，通过它并流过出口而流出容器。主过滤器适于容器的尺寸以使全部的液体必须流过主过滤器。较佳地，主过滤器填充容器的全部横截面。

分离构件和主过滤器的密度适于对应液体流过，由此，防止形成水道和防止液体以基本上耗尽的方式流过。

此外，分离构件和主过滤器精确地适于表面区域、数量和保持时间诸方面的对应应用，以及经济地设计。主过滤器也包括几乎不吸收水的过滤介质。

有利地是，分离构件和主过滤器通常满足联邦部所出版的“油粘附剂的要求”。

较佳地，主过滤器应这样地布置在容器内，以使液体中心地供应和排出，且在每一情形中可提供主过滤器的全部横截面区域，从而不发生液体的旁路。

此外，主过滤器可由能分离包含细微分散液体和甚至乳化油而使它们可被排出的材料组成。例如，合适的材料有：带有分配定向表面压缩的亲油的融熔纺丝聚合物，以及纺织物及具有合适密度和大小的活性碳，它们用来吸收最细微的油滴和亲油的泡沫聚合物，并通过过滤介质上的油涂层来防止阻塞。

有利地是，一上升管布置在容器出口下游处的纯水上，所述上升管确保长的保持时间和液体在过滤阶段内良好的分布。

为便于维护工作并确保过滤器均匀地分离，可设置多个液面指示器，它们指示分离或过滤阶段的消耗程度。例如，分离构件较佳地设置有一指示分离器已下沉深度的液面指示器。此外，一液面指示器可指示液体在分离构件内或主过滤器内的积累程度。

附图说明

现将参照附图详细地解释本发明。应该理解到，所示附图只是示范性的，并不限制本发明。

附图示出：

图1示出一用来从水中分离或离析油的凝结处理装置的第一实施例；

图2示出根据本发明的一凝结处理装置的第二实施例。

具体实施方式

液体流动方向用箭头表示。

附图中示出的两个凝结处理装置20说明本发明分离装置22的原理。分离装置22布置在一包括入口26和出口28的容器24内。在所示实施例中，容器24布置在外壳30内。容器24可比图中所示短。一可供选择的密封可布置在容器24和外壳30之间。然而，容器24可构造成省略外壳30。

分离装置22包括一布置在入口26和出口28之间的分离构件32，即，位于出口28上方和入口26下方。较佳地，分离构件32呈罐形状，其中，通过入口26供应液体混合物34，使液体混合物34通过分离构件32从内侧到外侧。入口26相对于罐形状分离构件32尽可能中心地布置，由此，液体混合物34在内腔42内达到一均匀的分布或累积。

本发明的另一主要特征在于，分离构件32包括比容器24的内横截面小的外尺寸或横截面。因此，分离构件32不接触容器24的内壁36。

液体混合物34由第一液体38和第二液体40构成。第一液体38最好是油，而第二液体40是水。

当液体混合物34通过分离构件32时，分离构件32吸收第一液体38并让第二液体40通过。分离构件32构造成：当分离构件32没有或只吸收很少第一液体38时，其浮动在第二液体40上。这特别地通过使用一种用于分离构件32的材料来实现，该材料具有等于或小于第二液体40的比重。

在图1和2中，凝聚水处理装置20已处于操作过程中，这样，一部分第二液体40已经通过分离构件32，且分离构件32对应地浮动在第二液体40上或已经在其中下沉。

这意味着第一液体38的吸收导致分离构件32的重量逐渐增加，以使后者下沉在第二液体40内。由于毛细作用，第一液体38在分离构件32内上升到第二液体的液位上方。该稳定的下沉过程可具有这样的效果：第一液体38可总是接触清洁的还未使用的能够吸收的分离构件32的材料。

所示的两个凝聚水处理装置20包括一主过滤器44，其对应地布置在分离构件32或分离装置22的下游。主过滤器44布置在分离构件32的下方，并构造成填充容器24的横截面，这意味着，离开分离装置22的全部第二液体40被强制通过主过滤器44，以便到达出口28。例如，主过滤器44包括带有分配定向表面压缩的亲油的融熔纺丝聚合物，以及纺织物及具有合适密度和大小的活性碳，它们用来吸收最细微的油滴或亲油的聚合物。因此，主过滤器44能分离含有细微分散的和甚至乳化的油的凝聚水。

一中间处理阶段形成在分离构件32和主过滤器44之间。该中间阶段提供离开分离构件32的液体，其具有附加保持时间以便分离尚未阻止的第一液体38的自由部分。此外，该部分仍被过滤以在该区域内接触分离构件32的外表面。

有利地是，一上升器46布置在主过滤器44的下游处，其中，上升器46可提升离开主过滤器44的纯水48。上升器46提供长的保持时间并确保液体在凝结水处理装置内良好地分布。

此外，两个图示出一实施例，其中，预分离器50布置在分离装置22的上游。液体混合物34流过一吸入构件52并进入吸入罐54和在其中提升。吸入构件52包括一将液体混合物34引入到靠近吸入罐54底部附近的一区域的管嘴56。预分离器50吸收悬浮物，这样，其后的过滤阶段不经受任何性能减弱的加载。然后，液体混合物34流出预分离器50并通过入口26朝向分离构件32。

根据图2，预分离器50也可构造成：排出已经浮动在预分离器表面上的油的自由部分或第一液体38的自由部分。为此目的，设置一单独的收集容器60，其通过导管62连接到吸入罐54。导管62内的一开口64布置成：第一液体38的上升部分可通过开口64迁移到导管62内并最终进入到收集容器60内。其余的液体混合物34通过一上升器66供应到入口26。

此外，可设置能指示分离构件32和主过滤器44消耗程度的液面指示器68。当分离构件32的内腔42内的液位上升，分离构件32下沉且液体积累在容器24内时，主过滤器44消耗尽。可使用市场出售的装置用作为该液面指示器68。

本发明的分离装置22可通过入口26连接到预分离器50和通过出口28连接到上升器46，并还包括所述的主过滤器44。或者，分离装置22可只与上述部件中的一个或几个组合。与所述部件的连接视对应的应用而定。

本发明不局限于上述的实施例，但包括所有同样起作用的实施例。

从以下专利的权利要求书中将会明白本发明进一步的优点。

Claims (9)

1.一将第一液体与一第二液体分离的分离装置(22)，其中，第一液体具有比第二液体低的比重，该分离装置具有

—一具有一内壁(36)的容器(24)；

—一入口(26)和一出口(28)，其中，入口(26)布置在出口(28)上方；

—一由可渗透的过滤器材料制成的分离构件(32)，该材料

—能吸收第一液体(38)；以及

—布置在入口(26)和出口(28)之间的容器(24)内；

—构造成在它清洁时浮在第二液体(40)上，并由于增加对第一液体(38)的吸收而下沉，

其特征在于，分离构件(32)具有比容器(24)小的直径，这样，内壁(36)和浮动分离构件(32)之间存在一侧向距离，一由第一液体(38)和第二液体(40)组成的液体混合物(34)通过入口(26)填充到容器(24)内，以使它必须完全地流过分离构件(32)，这样，分离构件(32)可吸收第一液体(38)。

2.如权利要求1所述的分离装置(22)，其特征在于，分离构件(32)呈罐形状，并具有一内腔(42)以及一朝向入口(26)定向的罐开口，液体混合物(34)填充到内腔(42)内。

3.如权利要求1或2中任何一项所述的分离装置(22)，其特征在于，分离构件(32)在其中心线内被导向，并因此保持在容器(24)内。

4.如权利要求1至3中任何一项所述的分离装置(22)，其特征在于，一主过滤器(44)布置在容器(24)内位于分离构件(32)和出口(28)之间，并构造成使离开分离构件(32)的第二液体(40)通过主过滤器(44)到出口(28)。

5.如权利要求4所述的分离装置(22)，其特征在于，一上升管(46)布置在出口(28)的下游，在此上升管(46)中，离开主过滤器(44)的纯水(48)上升。

6.如权利要求1至5中任何一项所述的分离装置(22)，其特征在于，入口(26)连接到一预分离器(50)，其中，悬浮物质从液体混合物(34)中分离。

7.如权利要求6所述的分离装置(22)，其特征在于，预分离器(50)构造成使第一液体(38)的自由部分也被分离。

8.如权利要求1至7中任何一项所述的分离装置(22)，其特征在于，设置多个液面指示器(68)，以指示分离构件(32)的消耗程度。

9.如权利要求1至8中任何一项所述的分离装置(22)，其特征在于，设置多个液面指示器(68)，以指示主过滤器(44)和/或分离构件(32)的消耗程度。

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