CZ5399U1

CZ5399U1 - Plant for treating water containing crude oil substances

Info

Publication number: CZ5399U1
Application number: CZ19965749U
Authority: CZ
Inventors: Josef Ing. Stuchlík
Original assignee: Josef Ing. Stuchlík
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1996-11-19

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká zařízení k čištění vod obsahujících ropné látky, které zahrnuje nádobu s koalescenčním odlučovačem, jíž je přiřazeno zařízení pro odebírání ropných látek ve formě odloučené fáze, a navazující nádobu se sorpčním filtrem.The technical solution relates to a device for the purification of oil-containing water, which comprises a vessel with a coalescing separator, which is associated with a plant for extracting oil in the form of a separated phase, and a downstream vessel with a sorption filter.

Dosavadní stav technikyBackground Art

Koalescence se používá pro zlepšení gravitačního oddělování dvou nemísitelných kapalin s rozdílnou měrnou hmotností. Koalescenty jsou rohože, lože nebo vrstvy porézního či vláknitého materiálu s vlastnostmi vhodnými pro daný účel. Jako koalescenty slouží různé materiály organického i anorganického původu.Coalescence is used to improve the gravitational separation of two immiscible liquids with different density. Coalescents are mats, beds or layers of porous or fibrous material with properties suitable for the purpose. Various materials of organic and inorganic origin serve as coalescents.

V českém patentovém spisu č. 278 860 je popsán/způsob odstraňování ropných látek· z vody a zařízení k provádění tohoto způsobu. Způsob podle tohoto vynálezu využívá koalescenční a sorpční filtraci, při níž se vede voda směrem zdola nahoru vrstvou polyamidových třísek a potom se vede vrstvou sorpčního materiálu tvořeného textilními vlákny s plnidlem. Zařízení k provádění tohoto způsobu sestává z nádoby s koalescenčním filtrem, k němuž je přiřazeno zařízení pro odebírání odloučené ropné látky a sorpční filtr, přičemž podstata tohoto zařízení spočívá v tom, že koalescenční filtr je tvořen vrstvou polyamidových třísek. S výhodou jé vrstva polyamidových třísek uložena pod hladinou mezi dvěma rošty v otevřené nádobě.The Czech patent specification No. 278 860 discloses a method for removing oil from water and a device for carrying out this process. The process of the present invention utilizes coalescence and sorption filtration in which water is led from the bottom upwards through a layer of polyamide chips and then passed through a layer of sorbent material composed of a textile fiber with a filler. The apparatus for carrying out this method consists of a container with a coalescing filter to which a separating oil collection device and a sorption filter are assigned, the principle of which is that the coalescing filter is a layer of polyamide chips. Preferably, the layer of polyamide chips is placed below the surface between two grids in an open container.

Nevýhodou tohoto řešení je, že polyamidové třísky, tvořící koalescenční filtr, mají poměrné vysokou nasákavost a tím rovněž zhoršenou smáčitelnost povrchu, čímž se snižuje celková účinnost způsobu i zařízení. Proto tento použitý materiál není příliš vhodný koalescent pro oddělování ropných uhlovodíků a vody.A disadvantage of this solution is that the polyamide chips forming the coalescing filter have a relatively high water absorption and hence wettability of the surface, thereby reducing the overall efficiency of the process and the device. Therefore, the material used is not a very suitable coalescer for the separation of petroleum hydrocarbons and water.

Další nevýhodou je, že polyamidové třísky mají vyšší měrnou hmotnost než voda s ropnými látkami, takže polyamidové třísky musí být uloženy mezi dvěma rošty, a tím polyamidové třísky s rošty zvyšují hydraulický odpor zařízení.Another disadvantage is that polyamide chips have a higher specific gravity than oil-based water, so polyamide chips must be placed between two grids, and thus polyamide chips with grates increase the hydraulic resistance of the device.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Uvedené nevýhody odstraní nebo podstatně omezí zařízení k čištění vod obsahujících ropné látky, zahrnující nádobu s koalescenčním odlučovačem, jíž je přiřazeno zařízení pro odebírání odloučené fáze ropných látek a nádobu se sorpčním filtrem. Podstata zařízení podle tohoto technického řešení spočívá v tom, že 'koalescenční odlučovač je tvořen plovoucím ložem tělísek, zhotovených z materiálu na bázi polyolefinů.The above-mentioned disadvantages are eliminated or substantially reduced by the apparatus for purifying water containing oil, comprising a vessel with a coalescence separator, which is associated with a device for extracting the separated oil phase and a container with a sorption filter. The essence of the device according to the invention is that the coalescing separator is formed by a floating bed of bodies made of polyolefin-based material.

S výhodou jsou tělíska koalescenčního odlučovače zhotovena z materiálu na bázi polyetylénů, nebo na bázi polypropylenu.Preferably, the coalescing separator bodies are made of a polyethylene-based or polypropylene-based material.

Hlavní předností tohoto řešení je zvýšení účinnosti koalescenčního odlučovače a zjednodušení jeho konstrukce.The main advantage of this solution is to increase the efficiency of the coalescing separator and to simplify its design.

-1CZ 5399 Ul-1CZ 5399 Ul

Příklady provedeníExemplary embodiments

Zařízení sestává ze dvou základních částí, a to z gravitačně koalescenčního odlučovače s plovoucím ložem a ze sorpčního filtru. Koalescenční odlučovač je tvořen otevřenou nádobou s přívodem vody kontaminované ropnými uhlovodíky. Voda je přiváděna do dolní části koalescenčního odlučovače, je vedena směrem zdola nahoru a na této cestě prochází koalescenčním ložem, tvořeným vrstvou polyetylenových tělísek s velkým měrným povrchem např. třísek, spirál atp. Na povrchu tělísek dochází k oddělování částic ropných uhlovodíků od vody, a jejich spojování do formy odloučené fáze nad plovoucím koalescenčním ložem, protože polyetylenová tělíska, tvořící koalescenční lože, mají měrnou hmotnost nižší než voda a vyšší než ropné uhlovodíky.The device consists of two basic parts, namely the gravitationally coalescing floating bed separator and the sorption filter. The coalescence separator is formed by an open vessel with a supply of water contaminated with petroleum hydrocarbons. The water is fed to the lower part of the coalescing separator, it is guided from the bottom upwards and passes through a coalescing bed formed by a layer of polyethylene bodies with a large surface area, eg chips, spirals, etc. on this path. On the surface of the bodies, the petroleum hydrocarbon particles are separated from the water and separated into a separated phase over the floating coalescence bed, since the polyethylene bodies forming the coalescing bed have a specific gravity lower than water and higher than petroleum hydrocarbons.

Ropné uhlovodíky ve formě odloučené fáze jsou zvláštním zařízením odváděny do rezervoáru. Takto hrubě předčištěná voda se dále odvádí do sorpčního filtru, kde se běžným a známým postupem dočišťuje např. na textilním vlákenném materiálu s plnivem z mikromletého vápence.Separate petroleum hydrocarbons are discharged to the reservoir by a special device. The pre-purified water is then transferred to a sorption filter, where it is refined, for example, on a textile fiber material with a micronised limestone filler by conventional and known processes.

Polyetylenové třísky v koalescenčním loži působí jednak tím, že umožňují potušení filmu obklopujícího kapky dispergované fáze, jednak tím, že dispergovaná fáze přednostně smáčí jejich povrch a spojuje se na něm ve větší kapky, které se pak vlivem gravitace snáze oddělí od spojité fáze, nejčastěji vody.The polyethylene chips in the coalescing bed act both by allowing the film surrounding the drops of the dispersed phase to swell, and by preferably dispersing the surface of the dispersed phase and bonding it to larger drops, which are then more easily separated from the continuous phase, most often water, by gravity. .

Povrch polyetylenových tělísek je přirozeně dobře smáčitelný drobnými kapkami jemné disperze oddělované fáze. T.j. mezipovrchóvé napětí pevné fáze, koalescentu, a dispergované fáze je malé, zatímco mezipovrchové napětí pevné a spojité kapalné fáze je co největší.The surface of the polyethylene bodies is naturally well wettable with small drops of a fine dispersion of the separated phase. I.e. the interfacial tension of the solid, coalescent, and dispersed phase is small, while the interfacial tension of the solid and continuous liquid phases is as large as possible.

Hustota kohezní energie, která vyjadřuje podobnost chemických vazeb sloučenin a umožňuje předvídat rozpustnost a smáčivost polymerů rozpouštědly, je pro ropné uhlovodíky technicky využívaných frakcí 3 569 J¹/²^³/² až 3 912 J¹/².m³/², pro dosud používaný polyamid 6 650 J¹/².m“³/².Cohesive energy density, which reflects the similarity of the chemical bonds of the compounds, and to predict the solubility and wettability of polymers with solvents, petroleum hydrocarbons is technically exploited fractions 3569 J ^{^1/2} ^ ^{^3/2} through 3,912 J ^{^1/2} .m ^{^3/2} for hitherto used polyamide 6,650 J ^{^1/2} .m '; ^3. / ^2.

Polární vazby -CO-NH- ve struktuře polyamidu, spojující uhlovodíkové řetězce polykondenzátu, jsou příčinou vyšší nasákavosti polyamidů, a tím rovněž i zhoršené smáčitelnosti povrchu ropnými látkami.The polar -CO-NH- bonds in the polyamide structure, linking the hydrocarbon chains of the polycondensate, are the cause of the higher absorbability of the polyamides and thus also the wettability of the surface by the oil.

Z těchto důvodů je výhodnější využít pro daný účel jako koalescent polyolefinů, zejména polyetylénů či polypropylenu, které mají shodnou stavbu z řetězců -[CH₂-CH₂]-, respektive .-[CH₂-CH(CH₃)]-, stejně jako ropné uhlovodíky. Jsou nepolární stejně jako ropné uhlovodíky. Odpovídající hustota kohezní energie pro polyetylén je 3 863 J^1//2 ,m^-3/², tedy velmi blízká hodnotám charakterizujícím ropné uhlovodíky.For these reasons, it is preferable to use for this purpose as coalescent polyolefins, especially polyethylene or polypropylene, which have the same structure from the chains - [CH ₂ -CH ₂ ] -, respectively .- [CH ₂ -CH (CH ₃ )] -, equally as petroleum hydrocarbons. They are non-polar as well as petroleum hydrocarbons. The corresponding cohesive energy density for polyethylene is 3,663 J ^1/2 , m ^-3 / ² , thus very close to the values characterizing petroleum hydrocarbons.

Nasákavost polyolefinů je oproti dosud používaným polyamidům řádově nižší.The absorption capacity of polyolefins is of the order of magnitude lower than the polyamides used so far.

-2CZ 5399 Ul-2CZ 5399 Ul

Výhodná je i jejich další vlastnost, a to měrná hmotnost nižší než 1000 kg.m^-3, tedy jejich schopnost plavat na hladině vody.Another advantage is their specificity, namely a specific gravity lower than 1000 kg.m ^-3 , ie their ability to float on the water surface.

To umožňuje použít polyetylenová či polypropylenová tělíska jako plovoucí koalescenční lože, které vzhledem k nižší měrné hmotnosti ropných látek odděluje separovanou vrstvu ropných uhlovodíků od vodní fáze v gravitační části odlučovače.This makes it possible to use polyethylene or polypropylene bodies as a floating coalescing bed which, due to the lower specific gravity of the oil, separates the separated oil hydrocarbon layer from the water phase in the gravity separator.

Průmyslová využitelnostIndustrial usability

Řešení je určeno pro pro čištění odpadních a podzemních vod, nebo jakýchkoliv jiných vod kontaminovaných ropnými uhlovodíky.The solution is for cleaning waste and groundwater, or any other water contaminated with petroleum hydrocarbons.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

An oil purification apparatus comprising a vessel with a coalescing separator associated with a separation means for separating off the oil phase and a downstream vessel with a sorption filter, characterized in that the coalescing separator is formed by a floating bed of bodies made of material based on polyolefins.

Device according to claim 1, characterized in that the coalescing separator bodies are made of a polyethylene-based material.

Device according to claim 1, characterized in that the coalescing separator bodies are made of polypropylene-based material.

(- ___