DE2316021A1

DE2316021A1 - Vorrichtung zur halbkontinuierlichen trennung von mit kohlenwasserstoffen verschmutztem wasser

Info

Publication number: DE2316021A1
Application number: DE2316021A
Authority: DE
Inventors: Jean-Marie Cheysson; Michel Alain Coquard; Paul Jean Verney
Original assignee: MECANIQUE ET DE TRANSPORT LE H
Current assignee: MECANIQUE ET DE TRANSPORT LE H
Priority date: 1972-03-30
Filing date: 1973-03-30
Publication date: 1973-10-18
Also published as: DE2316021B2; NL169861B; NL169861C; CA1002461A; NL7304507A; FR2177581B1; FR2177581A1; IT981680B; GB1424763A; US3925204A; DE2316021C3

Description

SOCIETE DE MFCANIQUE ET DE TRANSPORT Io9, Boulevard de Strasbourg, 76 LE.HAVRE Seine-Maritime, Prankreich

Vorrichtung zur halbkontinuierlichen Trennung von mit Kohlenwasserstoffen verschmutztem Wasser

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur halbkontinuierlichen Trennung von mit Kohlenwasserstoffen verschmutztem Wasser.

Es ist bekannt, Wasser, welches durch Kohlenwasserstoffe oder andere Stoffe, die sich mit Wasser nicht mischen und eine geringe Dichte als Wasser haben, verschmutzt ist, in Abscheidern zu behandeln, welche meistens den Effekt der Schwere aufgrund der Unterschiede der Dichten und die Wirkung von Scheidewänden, zwischen denen die Reinigung erfolgt, ausnutzen.

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Der Nachteil dieser bekannten Verfahren lieprt in der Tatsache begründet, daß bei der Behandlung beträchtlicher Gemischmengen bei erhöhtem Durchsatz, .- eine Situation', wie sie besonders bei der Aufnahme von zu beseitigendem Ballastwasser großer Tankschiffe vorkommt - die Abmessungen der Abscheider gleichermaßen beträchtlich werden und sich auch folglich deren Preis erhöht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindunp; ist es, diese Nachteile zu vermeiden, indem eine Trennvorrichtung geschaffen wird, welche die Umwandlung eines herkömmlichen Tanks großen Inhalts in einen Puffer- und Vorabscheidungstank gestattet. Auf diese Weise erhält man eine bessere Trennung bei gleichzeitiger Absenkung der Einrichtungs- und Betriebskosten,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein schwimmender Ablauf zur Rückgewinnung der Kohlenwasserstoffe in einem Tank mit großen Abmessungen angeordnet wird, wodurch dieser die Punktionen eines Pufferund Vorabseheidungstanks erhält» Dieser schwimmende Ablauf, welcher mit einer "Entleerungsvorrichtung, für die rückgewonnenen Kohlenwasserstoffe verbunden ist₉ besteht aus einem beweglichen Rohr_s welches in einem feststehenden vertikalen Rohr gleitet und an seinem oberen Ende mit einem Trichter oder ähnlichem zur Rückgewinnung der Kohlenwasserstoffe versehen ist. Der Trichter trägt Schwimmhohlräume- und äußere Schwimmerο Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die Konstruktion des schwimmenden Ablaufs ' für sich bereits eine Erfindung darstellt» Einlaßfür das verschmutzte Wasser wird vorzugsweise tangential bezüglich des zylindrischen Behälters und im unteren Drittel seiner Höhe angebracht₉ und ein zentraler Ablaß für das Wasser am Boden des Behälters ist über ein© Abflußleitung₃ welche mit einem Regulierventil versehen ist_s mit einem außenliegenden Oberlauf verbunden.

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Verschiedene andere Merkmale der Erfindung ergeben sich außerdem aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den angefügten Zeichnungen, welche, ohne die Frfindung einschränken zu sollen, eine Ausführunrsform der Erfindung darstellen.

Fig. 1 zeigt den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Trennanordnung.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung des Schwimmtrichters und eines der Schwimmer.

Fig. 3 stellt die Volumenverhältnisse zur Gewinnung der Gleichgewichtsbedingungen des Schwimmzylinders dar.

Fig. 1 zeigt die Einrichtung eines Tanks 1 mit großen Abmessungen, die ihm die Funktionen eines Puffer- und Vorabscheidungstanks verleiht. Dieser Tank 1 mit großem Fassungsvermögen weist einen Einlaß 2 für verschmutztes Wasser, welcher vorzugsweise tangential und im unteren Drittel der Höhe des Tanks angebracht ist, und einen zentralen Wasserablaß 3, welcher vorzugsweise in der Achse des Tanks 1 angebracht und durch eine ihm als Abdeckung dienende Scheibe ¹J geschützt ist, auf. Mit dem Wasserablaß 3 ist eine Rohrleitung 5, welche mit einem Regulierventi'l 6 versehen ist, und zu einer Kolonne 22 zur Wasserabführung führt, verbunden. Letztere, welche als überlauf mit festem Niveau dient,'besteht aus einem senkrecht und ablaufseitig des Ventils 6 angebrachten Rohr und ist von einem weiteren, zu jenem konzentrischen Rohr umgeben. Letzteres Rohr weist an seinem unteren Ende einen Ausgangsrohrstutzen 2*1 für das von den Kohlenwasserstoffen abgetrennte Wasser und über seinem Oberteil einen Siphon (Entlüftung) 25 auf, welcher oberhalb des Randes des Tanks 1 mündet. Im Zentrum des Wasserablasses 3 und in der Achse des Tanks 1 befindet sich ein Rohr 7, welches die Scheibe *» durchdringt und in

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welchem ein anderes Rohr Io gleitend geführt ist_s welches an seinem oberen Ende einen Schwimmtrichter 9 trägt_s der das Einsammeln der Kohlenwasserstoffe gestattete Eine Stopfbüchse 11 sorgt für die Flüssigkeitsdichtigkeit der Gleitverbindung zwischen den Rohren 7 und Io«, Die mit dem unteren Teil des Rohres 7 verbundene Rohrleitung 8 leitet die rückgewonnenen Kohlenwasserstoffe in. einen statischen Abscheider 23. .Die'Leitung 26.dieses Abscheiders 23 dient zum Ablässen von Restwasser_s während die rückgewonne·= nen Kohlenwasserstoffe über den Rohrstutzen 27 entnommen. werden. . .

'Fig. 2 seigt im Detail den Aufbau dps SchwimmtFienters 9₉ der im wesentlichen durch einen umgedrehten Kegelstumpf gebildet wird₅ dessen Rauminhalt den des Hohlraums 12₉ zusammengesetzt aus einem Rotationszylinder mit der Basis 13 und dem Mantel l4₉ übertrifft ο Dieser'flüssigkeitsdichte Hohlraum 12 trägt mit seinem Volumen zur Schwimmfähigkeit der Gesamtheit bei₀ Der Trichter 9 ist durch . einen umgedrehten Kegel 15 überdeckt_s welcher mit ihm durch Verbindungsstreben l6 verbunden ist» In seinem Oberteil ist dieser'Kegel 15 mit einer senkrechten Gewindeachse 17 versehen_s die zwischen der Scheibe zur-Höhenregulierung 18 und der Mutter und. Gegenmutter 19 drei radiale Arme 2o trägt, von denen jeder mit einem Schwimmer 21 fest verbunden ist.

Die Grenzbbedingungen für das Gleichgewicht des Systems mit drei Schwimmern sind in Figo 3 ,dargestellt. P bezeichnet das Gewicht der beweglichen Anordnung_s d die Dichte des Gemischs in der Umgebung des Schwimmtrichters 9 zum Aufsammeln der Kohlenstoffe,. S den Eintauchquerschnitt der seitlichen Schwimmer» s_ den Querschnitt des oberen Kegels 15 auf Höhe des Überlaufs des Trichters, Vl, V2_S V3₉ YU die schraffierten Volumina der Figo 3_S hJL die Eintauchtiefe der Schwimmer, wenn die Oberfläe^he der Flüssigkeit auf gleicher Höhe wie der Überlauf des Trichters ist,-Ku die

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Höhe dor Flüssigkeit über dem überlauf, wenn der Trichter voll in das nicht vollkommen gefüllte Rohr 7 fordert, h_[_ die Höhe der Flüssigkeit über dem überlauf, wenn der Trichter 9 und die Rohre Io und 7 voll mit Flüssigkeit sind und der Abflußkanal bzw. die Rohrleitunp; 8 gleichermaßen voll und verstonft ist. Man findet in diesem Fall die folgenden Gleichungen:

£ = Vl + V2 + V3 + Sh 1 + AV Mit AV = Ό

£ = Vl + Y2 + Sh 1 + Sh + sh

= Vl + V2 + ViI + Sh 1 + Sh' + sh'

Diese Bedingungen ergeben:

AV + V 3
S" + s

h¹= - mit h^f =0

ο + s

(dx AV) stellt den Überschuß des nach unten wirkenden Gewich es dar, der, wenn der Flüssigkeitsspiegel steigt und der Flüssigkeitsablauf leer ist, ein Eintauchen desselben gestattet.

AV muß positiv sein; h - h¹ stellt die gesamte Schwankung der Eintauchtiefe des Ablaufes bei.den Schwankungen in der Regelung der Abführung der rückgewonnenen Kohlenwasserstoffe. Die Dimensionierungsrechnung für den Flüssigkeitsablauf- erfolgt anhand dieser Gleichungen, ebenso die Verifikation seiner Stabilität.

Diesen Zusammenhängen liegt die Überlegung zugrunde, daß der schwimmende Ablauf dann richtig in der Flüssigkeit liegt, wenn sein Auftrieb in Wasser die Ablaufschwelle

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f-eringfügip unterhalb des Wasserniveaus hält; auf diese Weise ist sichergestellt, daß stets die gesamte abzuziehende Kohlenwasserstoff schicht j, unabhängig von ihrer-Dicke, abgezogen werden kann» Dabei spielt es keine RoIIe₃ wenn noch eine geringe Menge Wasser mit abgeführt-wird„

Die Funktionsweise der Gesamtheit Behälter_s schwimmender Ablauf und äußerer überlaufkolonne des Wasserausgangs ist die folgende: , '

Das Ballastablassen bei einem Tankschiff setzt sich in der Repel aus mehreren Phasen zusammen. Bei Beginn des Vorganges enthält der Tank 1 nur Wasser_s dessen Spiegel Nl an den Rand des Schwimmtrichters 9 des Ablaufes zur Rückge*= winnung der Kohlenwasserstoffe heranreicht,» Letzterer befindet sich aufgrund seines richtigeingestellten Gewichts in tiefer Stellung, er taucht aus dem Wasserspiegel auf und kann aufgrund von- Anschlagvorrichtungen nicht unter diese Stellung absinken. Der größte Teil des Ballastes des Schiffes, welcher im Verlauf seines Aufenthalts in den Behältern -des Schiffes praktisch schon von Kohlenwasser«= stoffen getrennt wird_s wird mit hohem Durchsatz in den Tank 1 gepumpt. Infolgedessen steigt in diesem der Flüssigkeitsspiegel und der Ablauf_s der ja schwimmt, wird sofort nach oben mitgenommen, der Trichter 9 sammelt die an der Oberfläche schwimmenden Kohlenwasserstoffe_o Sobald der Flüssigkeitsspiegel N3 erreicht _s wird die Entleerung des Wasserabzuges durch den Ausgangsrohrstutzen 24 mit hohem Durchsatz möglich_s wenn man das Regulierventil 6 öffnet. Je nach den Durchsatzwerten'schwankt der Flüssig« keitsspiegel ein wenig oberhalb N3» Der Ablauf ₉ bestehend aus dem Rohr Io und dem 'Trichter 9» folgt also dem Flüssig» keitsspiegel, wobei der überlauf des Trichters 9 dauernd um einen zwischen h und h' schwankenden Wert gern=, der Regulierung am Ab lauf der Rückgewinnung eingetaucht is to

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Das so ge- ffimelte Gemisch wird über die Rohrleitung 8 in einen statischen Abscheider 23 mit schwachem Durchsatz geleitet, der die Trennung von Wasser und Kohlenwasserstoffen vollendet.

Wenn der Schiffstank fast leer ist, steigt die Verunreinigung des in den Tank 1 gepumpten Gemisches stark an, jedoch erweist sich das Pumpverhältnis in der Regel als verringert. Das Ventil 6 kann also geschlossen oder ganz leicht offengelassen werden, was ein Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels im Behälter 1 vpn N3 nach N2 mit sich bringt. Die Trennung findet also mit hoher Leistung in dem oberen Halbvolumen des Behälters 1 statt. Das Gemisch an der Oberfläche wird weiter abgeschöpft. Man kann die Abschöpfung mit schwachem Durchsatz nach Auslaufen des Schiffes fortsetzen und je nach den Trennungsschwierigk^ten des gerade vorliegenden Falls dient der Tank 1 als Puffer.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentan s ρ r.iü ehe

Vorrichtung zur Trennung von durch Kohlenwasserstoffe verschmutztem Was-s-er, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen als Puffer dienenden Tank (1) mit.tangentiälem Einlaß (2) für das₍zu behandelnde Gemisch_s welcher durch den Effekt der Schwere aufgrund unterschiedlicher Dichten der Bestandteile des Gemischs eine Vorabtrennung und eine Anreicherung der leichteren Fraktion im oberen Be-= reich bewirkt, ferner einen geeigneten untenliegenden Wasserablaß O), welcher bis zu einem vertikalen Rohr verlängert ist, das an seinem oberen Ende in eine Kolonne . (22 ) .mündet, die unten mit- einem Aus gangs rohrstutzen (2*1 K versehen ist, ferner eine innere Anordnung zum Abführen der Kohlenwasserstoffe mit einer diese abführenden Rohrleitung (8) und mit einem schwimmenden Ablauf zum Sammeln der Kohlenwasserstoffes dessen ,Schwimmeigenschaften so festgelegt sind, daß die Schwelle bzw» der Überlauf _s den er bildet, stets unter dem im Behälter vom Gemisch ,erreichten Niveau liegt_s wobei die vorabgetrennte Fraktion mit geringerer Dichte durch den Ablauf strömen und infolge der Schwerkraf^wirkung in der inneren Anordnung durchlaufen kann.

Vorrichtung nach Anspruch l_s dadurch gekennzeichnet, daß die innere Anordnung durch ein vom Boden des Tanks (1) nach oben weggehendes Rohr (7) gebildet wird₉ welches mit einer Rohrleitung (8), verbunden und an ein freigleitendes, teleskopartig geführtes Rohr (Io) angeschlossen ist, welches den schwimmenden Ablauf mit mehreren Auftriebsvolumina trägt, von denen wenigestens einer, einen umgedrehten Kegel (15) bildet, der in einer festen vorherbestimmten Stellung in axialer Richtung in das Innere eines Trichters (9) eingreift, dessen Boden mit dem teleskopartig geführten-Rohr (Io) in Verbindung steht_s wobei die'Dimensionsmerkmale der verschiedenen Volumina so bestimmt sind, daß

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der Süßere, den überlauf bsw. die Schwelle des Ablaufs bildende Rand des Trichters (9) unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit liegt, selbst wenn die Rohrleitung (8) leer ist und wenn besagte Flüssigkeit allein aus Wasser besteht, derart, daß immer eine Schicht Flüssigkeit aus der Umgebung der Oberfläche weggenommen wird.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch

• gekennzeichnet, daß die innere Anordnung einen schwimmenden Ablauf umfaßt, welcher durch einen Trichter (9) mit einem wasserdichten röhrenförmigen Element in Form eines Zylindermantels (14) gebildet ist und wobei der Trichter

• . einen wasserdichten konischen Körper in Form des umgedrehten Kegels (15) aufnimmt, welcher axial in den Trichter .eingreifend, angeordnet ist und. zusammen mit letzterem einen ringförmigen Zwischenraum begrenzt, welcher mit dem taleskopai'tig geführten Rohr (lo) in Verbindung steht, und wobei dar konische Körper Arrr.e (2o) trägt, an welchen Schwimmer (21) aufgehängt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (2o) zur Aufhängung der Schwimmer (21) an dem konischen Körper über eine Einstellvorrichtung (17 bis 19), die eine Verstellung in Richtung der Rotationsachse des konischen Körpers erlaubt, befestigt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis h_$ dadurch gekennzeichnet, daß die innere Anordnung mit einer Rohrleitung (8) verbxmden ist, die außerhalb des Tanks (1) mit einem statischen Abscheider (23) verbunden ist, dessen obere3 Niveau unterhalb des tiefstmöglichen Niveaus liegt» das durch den schwimmenden Ablauf erreicht werden kann.

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6. Vorrichtung nach Anspruch l_s dadurch gekennzeichnet., daß das obere Ende der Kolonne (2-2) zur Wasserab führung durch einen rohrförmigen Siphon (25) verlängert ist * ·. der sich zum oberen Teil des Tanks (1) hin öffnet.,,

3ο_β Kars 1973/648 C

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