CS213329B2 - Zařízení pro úpravy emulzí na bázi olej—voda - Google Patents

Description

Všeobecně známé, na rozdílu měrných hmotností se zakládající vyplavování oleje nemůže zde být použito pro povrchově aktivní látky nacházející se v roztoku, jakož i pro nízkou koncentraci oleje. Z tohoto důvodu se takové emulze upravují mechanickou cestou pomocí mikrofiltrů. U této známé metody se upravovaná emulze zachycuje ve sběrné nádrži a odtud se pak protlačuje pomocí čerpadla přes mikrofiltr, z něhož se pak koncentrát vede zpět do sběrné nádrže. Tento postup se tak dlouho opakuje, až obsah oleje v emulzi dosáhne hodnotu od 40 do 50 procent. Potom se kon2 centrát čerpá do usazovací nádrže a zde se po dobu 6 až 8 hodin upravuje usazováním, načež se olej z povrchu kapaliny, nacházející se v nádrži, odsaje. V usazovací jednotce zbylá vodná fáze se odsává zpět do sběrné nádrže, která se potom znovu naplní upravovanou emulzí, načež se pochod znovu započne.

Oddělování silně vázaných emulzí nastává velmi pozvolna a neplynule, přičemž provoz tohoto zařízení vyžaduje trvalý dozor. Další nevýhodou je, že odloučený olej obsahuje velké množství špíny a znečišťujících látek, takže tento olej je nutno znovu přečišťovat, má-li být znovu používán, nebo může být spalován pouze ve speciálních olejových hořácích. Další nevýhodou je jen velmi obtížná automatizovatelnost pro jeho přerušovaný průběh. Cílem vynálezu je odstranění uvedených nedostatků.

Vynálezem je vyřešen úkol, vytvořit pro úpravu emulzí oleje ve vodě jednoduché a málo nákladné zařízení, pomocí kterého by mohlo být prováděno oddělování průmyslových odmašťovacích zařízeních vznikajících silně vázaných emulzí oleje ve vodě, a to mechanickou cestou, plně automaticky a za plynulého provozu, přičemž by byly emulze oleje ve vodě rozkládány nejen ve své složky, avšak odmašťovací roztok by byl ještě získáván zpět pro nové použití a odloučený olej by byl do takové míry vyčištěn, že může být dále používán pro účely s nepříliš vysokými požadavky bez každého dalšího nového upravování.

Podstata zařízení pro úpravy emulzí na bázi olej—voda obsahujícího sběrnou nádrž pro emulzi a makrofiltr, který je zapojen do čerpadlem opatřeného cirkulačního okruhu, do něhož ústí přes ventil přívodní potrubí ze sběrné nádrže podle vynálezu, spočívá v tom, že do cirkulačního okruhu je zařazen hydrocyklón, jehož tangeciální vtok je zařazen za makrofiltr a přes přepadovou trubku umístěnou v jeho spodní části je zaústěn do cirkulačního okruhu, zatímco nad hydrocyklotronem je vytvořen recirkulační usazovač pro staženou olejovou fázi s přetokem, přičemž mezi přepadovou trubkou a makrofiltrem odbočuje z cirkulačního okruhu do tangenciálního vtoku hydrocyklónu obcházejí potrubí a mezi odbočkou a makrofiltrem je zařazen ventil.

Ve výhodném provedení vede přetok do usazovací nádrže, v jejíž horní části je potrubí pro odvádění oleje, přičemž na jejím dnu je umístěno spojovací potrubí s ovládacím ventilem a čerpadlem ke sběrné nádrži.

Podle dalšího výhodného provedení je recirkulační usazovač oddělen od hydrocyklónu nálevkou, orientovanou trubkou nálevky směrem vzhůru, zatímco v přírubě nálevky jsou vytvořeny otvory pro zpětné prolínání do hydrocyklónu, přičemž pod otvorem nálevky je ve středu umístěna směrem vzhůru směřující tryska pro stlačený vzduch.

Rovněž je výhodné, jestliže je v recirkulačním usazovači umístěno čidlo stavu úrovně hladiny pod přetokem a. měřič zákalu pod čidlem: stavu úrovně hladiny, přičemž v usazovacím prostoru hydrocyklónu je. umístěn další měřič zákalu „a. na .přívodním potrubí od .sběrné, nádrže?s cirkulačním tokem je umístěn regulovatelný ventil. · ;

Výhodné je v.e spojovacím, potrubí ke sběrné nádrži. umístěn další regulovatelný ventil.

Rovněž je výhodné provedení u něhož je filtrátová strana mákrofiltru zapojitelná pro zpětné vyplachování na sifonovou nádrž, která je s. výhodou připojena ke zdroji stlačeného vzduchu......

Výhodou zařízení podle vynálezu je možnost dalekosáhle automaticky a v plynulém provozu provádět úpravu emulzí oleje ve vodě nebo emulzí srovnatelných, přičemž se zpět získávají jednotlivé složky emulze. Mechanické částečky znečištění a jiné nečistoty mající vysokou specifickou hmotnost se shromažďují ve sběrném prostoru na dolním konci směrem dolů se kuželovité zužujícího hydrocyklónu a mohou být z tohoto sběrného prostoru čas od času vypouštěny. Z horní části dělicí věže, ze záchytné nádrže, může být kapalina mající vysokou koncentraci, oleje odváděna pomocí přetoku, načež tato může být dále upravována podle potřeby v následovně zapojené usazovací nádrži, zatímco vodná tekutina přitom se usazující se odvádí zpět do sběrné nádrže. Filtrát prošlý plochou membrány jednotky mákrofiltru skýtá po příslušném obohacení znovu použitelný odmašťovací prostředek.

Další předností zařízení podle vynálezu je, že může být v důsledku možnosti plynulé regenerace připojeno bezprostředně k technologickým zařízením.

Vynález je blíže vysvětlen na příkladu provedení, znázorněném na výkrese, přičemž tento výkres představuje přiniciplální uspořádání zařízení podle vynálezu.

Spodní část oddělovací věže 1 je provedena jako hydrocyklón 2 se třemi vývody, horní část jako recirkulační usazovač 3. Hydrocyklón 2 je oddělen od recirkulačního usazovače 3 směrem nahoru se zužující, tedy obráceně orientovanou nálevkou 4. Nálevka 4 je na svém dolním okraji, který je vytvořen jako příruba dosedající na plášťovou plochu oddělovací věže 1 opatřena kolem dokola prosakovacími otvory 3. Na spodní částí nálevky 4 je v ose hydrocyklónu 2 tryska 6 přivádějící tlakový vzduch směrem vzhůru.

Na spodní část oddělovací věže 1 tvořené kuželovitou částí hydrocyklónu 2 je připojen sběrný prostor 7 pro zachycování částeček nečistot, který je vybaven vypouštěcím nátrubkem opatřeným ventilem 8. Kromě toho zasahuje do spodní kuželovité části hydrocyklónu 2 přepadová trubka 9 opatřená vodicí klapkou, která je připojena na třícestný ventil 10, který zapojuje hydrocyklón 2 do cirkulačního okruhu 16 obsahujícího, cirkulační čerpadlo 11, filtr, případně tlakový regulátor 13, ventil. 14 a makrofiltr 15,. přičemž cirkulační okruh vchází, přes tangenciální vstupní nátrubek do hydrocyklónu na jeho horním konci. Mezi cirkulačním čerpadlem 11. a filtrem, případně: tlakovým . regulátorem 13 odbočuje z cirkulačního okruhu 16 obcházccí potrubí :12,. které ústí tangenciálně do horní části hydrocyklónu a obchází přitom makrofiltr.

Přes třícestný ventil 10 může být k cirkulačnímu okruhu zapojena přes přívodní potrubí 17 a ventil 18 sběrná nádrž pro emulzi 19.

Horní část oddělovací věže 1 tvořící recirkulační usazovač 3 je nahoře opatřena přetokenj 20, který vede do usazovací nádrže 21. V horní částí usazovací nádrže 21 se necházívýtokový nátrubek pro olej 22 a ve spodní části usazovací nádrže 21 je nátrubek odvádějící usazenou vodnou emulzi mající vysokou specifickou hmotnost, který je přes spojovací potrubí 41, ve kterém je. zapojen ventil 23 a čerpadlo 24, zaústěn do střední části sběrací nádrže 19.

Ve spodní části hydrocyklónu 2 oddělovací věže.l je umístěn měřič zákalu 25 a v horní části recirkulačního usazovače 3 se nachází měřič 26 zákalu, jakož i čidlo 27 stavu úrovně hladiny. Měřič zákalu 25 a 26, jakož i čidlo 27 měřiče stavu úrovně hladiny, jsou přes ovládací člen 28 spojeny elektricky se stavěcím členem ventilu 14 jednotky makrofiltru 15 a se stavěcím členem ventilu 18 sběrné nádrže 19. Obdobně jsou rovněž na horní a spodní části usazovací nádrže 21 umístěny měřiče zákalu 29 a 30, které jsou rovněž přes ovládací orgán 28 elektricky spojeny se stavěcím členem ventilu 23, případně s čerpadlem 24.

Filtrátová strana makrofiltru 15 je přes ventil 31 a potrubí 32 a třícestný ventil 33 spojena se sifonovou nádrži 34. Na třícestný ventil 33 je rovněž zapojeno potrubí odvádějící filtrát. Na sifonovou nádrž 34 je připojeno přívodní potrubí 35 opatřené ventilem a přivádějící regenerační prostředek pro membránu makrofiltru, jakož i potrubí 37 na stlačený vzduch a opatřené odfukovým ventilem 36. Sifonová nádrž 34 je připojena přes potrubí 38 a třícestný ventil k regenračnímu nátrubku makrofiltru

15.

V sifonové nádrži 34 je kapalinové čidlo opatřené v horní části nádrže snímacím článkem úrovně kapaliny a a bí a v dolní části snímacím článkem úrovně kapaliny c. Tyto snímací články úrovně kapaliny a, b a c jsou elektricky spojeny se stavěcími členy ventilu 33, ventilu 36 a ventilu 39 přes neznázorněnou zesilovací jednotku.

V průběhu provozu zařízení podle vynálezu je přicházející emulze určená k oddělení shromažďována, případně ukládána do zásoby ve sběrací nádži 19. Odtud je přes ventil 18 umístěný na výtoku z nádrže 19, přes přívodní potrubí 17 a třícestný ventil 10 pomocí cirkulačního čerpadla 11 přes vysokotlaké obcházecí potrubí 12 naplňována oddělovací věž 1 emulzí až po úroveň horního přetoků. Po otevření ventilu stlačeného vzduchu 14 cirkulačního potrubí 16 se pomocí pomalého přiškrcování ventilu obcházecího potrubí 12 nastaví potřebný vstupní tlak makrofiltru. Když bylo takto zařízení uvedeno shora uvedenými opatřeními do normálního provozního stavu, je přes přepadovou trubku 9 umístěnou na spodní části hydrocyklůnu 2 oddělovací věže 1 a opatřenou vodicí klapkou udržována kapalina pomocí čerpadla 11 v okružním proudění přes obcházecí potrubí 12, jakož i cirkulační okruh 16 a tím přes makrofiltr 15.

Spodní část oddělovací věže 1 pracuje jako hydrocyklón 2 se třemi vývody. Horní vstupní otvory hydrocyklůnu 2 jsou uspořádány tangenciálně, takže kapalina, která vstupuje z cirkulačního okruhu, případně z obcházecího potrubí 12, dostává v hydrocyklónu vstupní kroutivý moment hybnosti. Ve sběrném prostoru 7 na konci směrem dolů kuželovité vytvořeného hydrocyklónu 2 dochází k usazování, případně ke shromažďování nečistot majících vyšší hodnoty specifické hmotnosti. Tyto nečistoty mohou být ze sběrného prostoru 7 v určitých časových odstupech odstraňovány krátkodobým otevřením ventilu 8.

Pod kuželovitou nálevkou 4, umístěnou v horní části hydrocyklónu 2 je vylučována emulze mající malou specifickou hmotnost a olej odloučený z této emulze s malou specifickou hmotností je proudem vzduchu vystupujícího z trysky stlačeného vzduchu 6 nucen vystupovat směrem vzhůru přes zužující se část nálevky 4, to znamená, že kapalina obohacená olejem přichází přes nálevku 4 pohybem vzhůru do recirkulačního usazovače 3 oddělovací věže 1. V recirkulačním usazovací 3 jsou vyplavovány na povrch kapaliny odloučené částečky oleje. Emulze mající větší specifickou hmotnost se usazuje na dně recirkulačního usazovače 3, odkud je působením sacího účinku hydrocyklónu 2 přiváděna zpět do hydrocyklónu přes prosakovací otvory 5 nacházející se na spodní přírubě kuželovité nálevky 4 mezi přírubou a pláštěm oddělovací věže

1. V okruhu proudění náležejícímu k hydrocyklónu 2 oddělovací věže jsou povrchově aktivní látky s malou molekulovou hmotností a voda protlačovány a filtrovány přes membránu makrofiltru 15, přičemž částečky oleje mající velkou molekulovou hmotnost jsou membránou odráženy zpět a přicházejí přes okružní proudění zpět do hydrocyklónu. Z emulze se tímto způsobem odloučí část vody a emulgačních chemikálií a tím je umožněno v důsledku zmenšujícího se emulgačního působení mechanické oddělování v hydrocyklónu způsobem shora popsaným.

V normálním provozním postavení řídí čidlo 27 stavu úrovně umístěné v recirkulačním usazovači 3 oddělovací věže lsvým impulsním signálem přes ovládací člen 28 stavěči člen třícestného ventilu 10, jakož i ventilu 18 sběrné nádrže 19. Čidlo 27 stavu úrovně reguluje v důsledku toho další přívod z nádrže 19 v závilosti na průběhu filtrace. V normální provozní poloze je čidlo 27 stavu úrovně zablokována měřičem 2 zákalu.

Stupeň účinnosti makrofiltru se zhoršuje při dosažení olejové koncentrace hodnoty asi 50 až 60 procent, a to zcela náhle. Aby se tomu zabránilo, dává měřič 25 zákalu před dosažením 50ti procentní koncentrace oleje impulsní signál a zapojí měřič 26 zákalu. V důsledku shora uvedeného zablokování vypojí měřič 26 zákalu po svém zapojení čidlo 27 stavu úrovně z řízení a přebírá řízení sám.

Když měřič 26 zákalu změří koncentraci oleje, která smí bý dále vedena do usazovací nádrže, reguluje přes ovládací člen 28 a stavěči člen ventilu 18, jakož i třícestného ventilu 10 výši přívodu ze sběrné nádrže 19, vypojí uzavřením ventilu 14 z cirkulačního okruhu makrofiltr 15 a nechá emulzi cirkulovat přes obcházecí potrubí 12. V důsledku toho stoupá v oddělovací věži 1 stav hladiny kapaliny plynule a kapalina vykazující vysokou koncentraci oleje proudí přes přetok 20 do usazovací nádrže 21. Zatímco sloup kapaliny v oddělovací věži 1, který má vysoký obsah oleje, stoupá vzhůru, snižuje se obsah oleje v prostoru hydrocyklónu 2. Jakmile měřič 26 zákalu naměří hodnotu koncentrace oleje nedosahující hodnotu průchozí a měřič 25 zákalu ve spodním prostoru oddělovací věže 1 v hydrocyklónu 2 naměří koncentraci oleje nedosahující 50 procent, pak se řízení ujímá opět čidlo 27 stavu úrovně hladiny.

Roztok o vysoké koncentraci oleje vystupující z přetoku 29 oddělovací věže 1 přichází do usazovací nádrže 21. Zde se usazují na dno usazovací nádrže ty částečky oleje, které jsou ještě vázány na emulgační prostředky nacházející se v oleji. Poměrně čistý olej je plynule odváděn výstupním nátrubkem oleje 22 usazovací nádrže 21. Když měřič 29 zákalu usazovací nádrže 21 naměří vodný roztok mající menší obsah oleje, než je stanovená hodnota, otevře na impuls měniče 29 zákalu ovládací člen 28 ventil 23 ve spojovacím potrubí 41 odvádějícím vodnou emulzi ke sběrné nádrži 19 a uvede do činnosti čerpadlo 24, které pak přečerpává vodný emulzní roztok z usazovací nádrže 21 zpět do sběrné nádrže 19. Jakmile vodný roztok v usazovací nádrži 21 poklesne až po úroveň, při které měřič 30 zákalu již nezaregistruje žádnou zpět proudicí kapalinu, dává tento impulsní signál, kterým je přes ovládací člen 28 odstaveno čerpadlo 24 a současně je uzavřen ventil 23 ve spojovacím potrubí 41 odvádějícím vodnou emulzi ke sběrné nádrži 19 a uvede do činnosti čerpadlo 24, které pak přečerpává vodný emulzní roztok z usazovací nádrže 21 zpět do sběrné nádrže 19. Jakmile vodný roztok v usazovací nádrži 21 poklesne až po úroveň, při které měřič 30 zákalu již nezaregistruje žádnou zpět proudicí kapalinu, dává tento impulsní signál, kterým Je přes ovládací člen 28 odstaveno čerpadlo 24 a současně je uzavřen ventil 23 ve spojovacím potrubí, kterým byla přiváděna vodná emulze.

Bezporuchová pracovní funkce makrofiltru 15 je zajištována v cirkulačním okruhu 16 zabudovaným omezovačem tlaku, případně filtrem 13. Z membrány makrofiltru 15 musí být v určitých časových odstupech odstraňovány nečistoty a membránu je nutno pomocí desinfekčních prostředků regenerovat.

V základním postavení před regenerací je třícestný ventil 39 ve směru k makrofiltru 15 a k cirkulačnímu okruhu 16 uzavřen. V průběhu regenerování se naplní regenerační prostředek nutný pro jedno regenerování přes potrubí 35 do sifonové nádrže 34 a potom se uzavře ventil náležející k potrubí 35. Zařízení pracující za normálního provozu naplní přes ventil 31 nacházejících se na filtrátové straně makrofiltru 15 a přes potrubí 32 přes třícestný ventil 33 sifonovou nádrž 34 až po nejvrchnější čidlo stavu úrovně hladiny a měřiče 40 stavu kapaliny filtrátem. Přitom uzavře elektrický signál nejhořejšího čidla stavu úrovně kapaliny a měřiče 49 stavu kapaliny třícestný ventil ve směru k sifonové nádrži 34. Na počátku zpětného umývání makrofiltru 15 je třícestný vypouštěcí ventil přívodního potrubí stlačeného vzduchu mezi potrubím 37 a sifonovou nádrží 34 otevřen a po otevření ventilu 39, jakož i cirkulačního potrubí 16 tlačí stlačený vzduch regenerační prostředek do emulzního prostoru makrofiltru 15. Když poklesne stav hladiny kapaliny v sifonové nádrži 34 až k druhému čidlu stavu úrovně kapaliny b, to jest k čidlu střednímu, pak otevře ovládací člen 28 na impulsní signál tohoto čidla b měřiče 40 stavu kapaliny ventil 39 ve směru filtrátové strany a uzavře ventil 31, takže filtrát je membránou jednotky makrofiltru 15 zatlačován zpět do emulzního prostoru. Na impulsní signál nejspodnějšího čidla úrovně stavu kapaliny c měřiče stavu kapaliny 40 uvede se zařízení opět do normálního provozního stavu.

Claims (6)

1. PREDMET

   1. Zařízení pro úpravy emulzí na bázi olej —voda, obsahující sběrnou nádrž pro emulzi a makrofiltr, který je zapojen do čerpadlem opatřeného cirkulačního okruhu, do něhož ústí přes ventil přívodní potrubí ze sběrné nádrže, vyznačující se tím, že do cirkulačního okruhu (16) je zapojen hydrocyklón (2), jehož tangenciální vtok je zařazen za makrofiltr (15) a přes přepadovou trubku (9) umístěnou v jeho spodní části je zaústěn do cirkulačního okruhu, zatímco nad hydrocyklónem (2) je vytvořen recirkulační usazovač (3) pro staženou olejovou fázi s přetokem (20)', přičemž mezi přepadovou trubkou (9) a makrofiltrem (15) odbočuje ynAlezu z cirkulačního okruhu do tangenciálního vtoku hydrocyklónu (2) obcházecí potrubí (12) a mezi odbočkou a makrofiltrem (15) je zařazen ventil (14).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že přetok (20) vede do usazovací nádrže (21)', v jejíž horní části je potrubí (22) pro odvádění oleje, přičemž na jejím dně je umístěno spojovací potrubí (41J s ventilem (23) a čerpadlem (24) ke sběrné nádrži (19).
3. 3. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že recirkulační usazovač (3) je oddělen od hydrocyklónu (2) nálevkou (4), orientovanou trubkou nálevky (4) směrem vzhůru, zatímco v přírubě nálevky (4} jsou vytvořeny otvory (5) pro zpětné prolínání do hydrocyklónu (2), přičemž pod otvorem nálevky (4) je ve středu umístěna směrem vzhůru směřující tryska (6) pro stlačeny vzduch.
4. 4. Zařízení podle některého z bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že v recirkulačním u- « sazovači (3) je umístěno čidlo (27)' stavu . úrovně hladiny pod přetokem (20) a měřič (26) zákalu pod čidlem (27) stavu úrovně hladiny, přičemž: v usazovacím prostoru hydrocyklónu (2) je umístěn další měřič zákalu (25) a na přívodním potrubí (17) , od sběrné nádrže (19] s cirkulačním tokem (16) je umístěn regulovatelný ventil (10). ^Λ
5. 5. Zařízení podle bodu 4, vyznačující se tím, že ve spojovacím potrubí (41) ke sběrné nádrži (19) je umístěn další regulovatelný ventil (23).
6. 6. Zařízení podle některého z bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že filtrátová strana - makrofiltru (15) je zapojitelná pro zpětné vyplachování na sifonovou nádrž (34), která je s výhodou připojena ke zdroji (37’) stlačeného vzduchu.