DE3441491A1

DE3441491A1 - Verfahren und vorrichtung zur oelkonzentration

Info

Publication number: DE3441491A1
Application number: DE19843441491
Authority: DE
Inventors: Brill, (verstorben), Eugene L., Broadview Heights, Ohio
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-16
Filing date: 1984-11-13
Publication date: 1985-09-19
Also published as: IT1182161B; IT8547620A0; IT8547620A1; JPS60232211A; FR2561126A1; GB8429402D0; GB2155820A; US4483774A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft die Technik der Fluidtrennung. Sie ist anwendbar bei der Trennung von leichteren Flüssigkeiten wie Öl, und schwereren Flüssigkeiten wie Wasser. Die Erfindung findet besondere Anwendung bei der automatischen Beseitigung und Dekantierung von Bestandteilen einer Schicht von Öl, die auf Wasser schwimmt, das sich in einem geschlossenen Behälter befindet, und wird mit besonderem Bezug darauf beschrieben. Jedoch ist es zu würdigen, daß die Erfindung andere Anwendungen hat, einschließlich der Trennung von verschiedenen schwereren und leichteren Fluiden einschließlich Schaum (foam, froth), Gasolin, Fett, Emulsionen, schwebende Partikel, Flocken und dergleichen von Wasser, Säuren, Alkalilösungen und dergleichen.

Gewöhnlich ist der Öleinlaufprozeß und der Abwasserstrom meist kontinuierlich, aber in kleinen Mengen. Der kleine kontinuierliche Strom verursacht Probleme beim Verfahren und bei der Anlage, wenn er nicht entfernt wird. Gewöhnlich ist ein Beruhigungsbehälter vorgesehen, in dem Öl und Wasser ausreichend zur Ruhe kommen, damit das Öl auf der Oberfläche schwimmen kann.

Hierzu wurden verschiedene Systeme zur Trennung von Öl und Wasser entwickelt. In einem Verfahren wurde ein Oberlauf benachbart zur stromabwärts angeordneten Seite des Behälters angeordnet, der das Öl zurückhält, während er dem Wasser gestattet, darunter hindurch in den Hauptstrom zu laufen. Periodisch wurde das schwimmende Öl entfernt, indem man es über den Überlauf in einen Abfluß strömen ließ. Vor Inkrafttreten der Umweltgesetze wurde der Abfluß in einem Tank gesammelt, von dem das Öl zurückgewonnen werden konnte.

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Eines der Probleme dieses Verfahrens war, daß ein Bedienungspersonal erforderlich war, das den Ölstand in dem Behälter beobachtete und den Strom über den Überlauf kontrollierte. Das Bedienungspersonal hatte den Strom über den Überlauf so einzustellen, daß der Dekantiertank gefüllt wurde. Wenn der Tank gefüllt war, stoppte das Bedienungspersonal den Strom in den Tank und wartete, bis sich Öl und Wasser darin getrennt oder dekantiert hatten. Wenn Öl und Wasser getrennt waren, pumpte das Bedienungspersonal das Wasser vom Grund des Tanks zurück in den Behälter und pumpte das Öl in einen Lagertank.

Wenn die Schicht des Öls in dem Behälter dünner wurde, wurde dieses Verfahren zunehmend laborintensiv. Es war untragbar teuer, zu erreichen, daß der Behälter frei von einer dünnen Oberflächenschicht von Öl blieb. Obwohl Versuche gemacht wurden, den Prozeß zu automatisieren, war die Unterhaltung der automatisierten Anlage sehr teuer und der automatisierte Prozeß unbefriedigend.

Als billigere Lösung gestatteten es viele Produzenten dem Öl, sich in dem Behälter über lange Zeiträume anzusammeln, d. h., Monate oder Jahre. Dabei ist zu beachten, daß das Verdunsten von niedrigsiedenden Fraktionen des Öls Kohlenwasserstoff-Kontamination und eine Explosionsgefahr verursachten. Weiterhin, wenn die leicht flüchtigeren Fraktionen verdunstet waren, erhöhte sich das spezifische Gewicht und die Viskosität des Öls. Wenn es lange genaug sich selbst überlassen war, erreichte es einen neutralen Auftrieb mit dem Wasser, und strömte unter dem Umlenkblech in den Hauptstrom oder dergleichen. Nach Inkrafttreten strenger Umweltgesetze wurden diese Praktiken nicht nur unbefriedigend, sondern auch illegal.

Andere haben Vorrichtungen vorgeschlagen, die automatisch und kontinuierlich das schwimmende Öl von dem Behälter ent-

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fernen und dekantieren. Jedoch diese Vorrichtungen erfordern, daß die Operationsbedingungen innerhalb sehr eng vorgeschriebener Grenzen gleich gehalten werden. Ein Beispiel dieser kontinuierlichen automatischen Vorrichtung ist ein selektiver Adhäsions-Typ Ölabstreifer, ausgerüstet mit einem automatischen kontinuierlichen Dekantierer zur Entfernung eines mittelmäßigen Stroms von relativ viskosem Öl.

Andere haben erkannt, daß ein Wirbel eine Mischung von leichteren und schwereren Fluiden trennt. Die leichteren Komponenten sammeln sich in Richtung des Zentrums des Wirbels und die schwereren Komponenten bleiben um die Peripherie. Dieses Verfahren wurde verwendet zur Trennung einer leichteren Flüssigkeit wie Ölschlamm von einer schwereren Flüssigkeit wie Wasser. Wie z. B. in der US-Patentschrift 3 635 342 von Mourlon oder in der US-Patentschrift 4 142 972 von Nebeker gezeigt, umfassen diese Wirbelsysteme generell ein Flügelrad, eine Wasserdüse oder dergleichen zur Erzeugung eines Wirbels in dem Wasser. Der Wirbel formt einen Schacht, in dem sich ein Sumpf von Öl sammelt. Eine Pumpe ist zur Entfernung des Öls angeordnet, das in dem Wirbelsumpf angereichert wurde.

Die aus der Technik bekannten Wirbeltrenner haben verschiedene Nachteile. Jeder erfordert eine mechanische wirbelerzeugende Einrichtung, wie z. B. ein Flügelrad.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuen verbesserten Wirbeltrenner zu schaffen, der die oben genannten Probleme und andere beseitigt.

Entsprechend einer Form der vorliegenden Erfindung ist eine

Vorrichtung zur Trennung leichterer und schwererer Fluide

geschaffen. Die Vorrichtung umfaßt einen Behälter, in den

leichtere und schwerere Fluide störmen, tangential und se-

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parat in eine schwimmende Schicht einer leichteren Flüssigkeit auf einem schwereren Fluid. Ein Abflußrohr für das leichtere Fluid hat einen Einlaß, der unter dem Fluidniveau angeordnet ist, so daß das Abflußrohr für das leichtere Fluid das Fluid durch die Schwerkraft vom Behälter entfernt. Ein Abflußrohr für das schwerere Fluid entfernt das Fluid im wesentlichen um den Einlaß des Abflußrohrs für das leichtere Fluid, so daß die Entfernung des schwereren Fluids das Fluid gegen das Abflußrohr für das leichtere Fluid zieht, und dabei bei der Erzeugung eines Wirbels mitwirkt. Eine Kontrolleinrichtung für die Fluidentfernungsgeschwindigkeit ist wirkungsvoll verbunden mit dem Abflußrohr für das schwerere Fluid, um die Geschwindigkeit zu kontrollieren, mit der das schwerere Fluid entfernt wird. Die Kontrolleinrichtung reguliert die Fluidabflußgeschwindigkeit, so daß die Fluidentfernungsgeschwindigkeit variiert mit dem Pegel des Abflußrohreinlasses für das leichtere Fluid unter der Fluidoberflache. Das verursacht einen Wirbel, der in der Größe in Abhängigkeit vom Pegel variiert, um kontinuierlich das leichtere Fluid von der Oberfläche in das Abflußrohr für das leichtere Fluid abzuziehen. Auf diese Weise werden die leichteren und schwereren Fluidkomponenten durch die Schwerkraft ohne mechanische Hilfe getrennt.

Durch die vorliegende Erfindung ist außerdem eine Methode zur Trennung leichterer und schwererer Fluide geschaffen. Die Fluide werden in einen eingeschlossenen Bereich zugeführt, in dem ein Wirbel erzeugt ist. Das leichtere Fluid strömt in den Wirbel, von dem es durch ein Abflußrohr für leichtere Fluide entfernt wird. Das schwerere Fluid wird von dem Behälter am Wirbel mitgezogen und hilft bei der Bildung des Wirbels. Das schwerere Fluid wird mit kontrollierter Geschwindigkeit entfernt, die in Abhängigkeit vom Pegel des Abflußrohrs für das leichtere Fluid unter der Fluidoberflache variiert. Auf diese Weise variiert der Wirbel in der Größe in Abhängigkeit von dem Pegel von der

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Oberfläche zum Abflußrohr des leichteren Fluids.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie automatisch und kontinuierlich eine schwimmende Schicht eines leichten Fluids von der Oberfläche eines schwereren Fluids entfernt.

Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie einen Chargenstrom schafft, der mit leichtem Fluid angereichert ist, in einem Verhältnis und einer Konzentration, die geeignet sind zur kontinuierlichen automatischen Dekantierung.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der, daß sie sogar dünne Ölfilme ökonomisch, vielfach bei Kosten, die durch das rückgewonnene Öl ausgeglichen werden, entfernt.

Ein noch weiterer Vorteil der Erfindung ist der, daß die Trennung des schwimmenden leichten Fluids von dem schweren Fluid ohne Beeinträchtigung durch schwankendes Fluidniveau fortgesetzt wird. Weitere Vorteile werden dem Fachmann klar beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.

Die Erfindung kann ihren Niederschlag in verschiedenen Teilen und Anordnung von Teilen oder in verschiedenen Schritten und Anordnung von Schritten finden. Die Zeichnungen sind nur zum Zweck der Illustration einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und sind nicht geschaffen, diese zu begrenzen.

Fig. 1 zeigte eine graphische Abbildung einer Anreicherungseinrichtung des leichten Fluids in Verbindung mit einem Aufnahmebehälter für multidichte Fluide und einem stromabwärts angeordneten Wei-

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terverarbeitungsmittel;

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt eines voll ausgebildeten freien Wirbels mit Schichten von zunehmend dichteren Fluiden, die konzentrisch von der Zentrumslinie auswärts angeordnet sind;

Fig. 2A, B und C sind Querschnitte eines leichteren Fluidkonzentrats, das in eine Bohrung mit 2,54 cm Durchmesser strömt, wie durch die Schnitte A-A, B-B und C-C gezeigt, bezogen auf den konstanten Zirkulationswirbel der Fig. 2;

Fig. 3A, B und C sind Querschnitte des leichteren Fluidkonzentrats, das in eine Bohrung mit 5,08 cm Durchmesser eintritt, wie durch die Schnitte A-A, B-B bzw. C-C gezeigt wird, bezogen auf den konstanten Zirkulationswirbel der Fig. 2;

Fig. 4A, B und C sind Längsschnitte eines eines Wirbels, der in eine Bohrung mit konstantem Pegel entladen wird, wenn die Zirkulationsgeschwindigkeit progressiv verringert wird;

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Anreicherungseinrichtung für leichteres Fluid entsprechend der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung eines Trennungssystems für Schaum, leichtes Fluid und schweres Fluid.

Entsprechend Fig. 1 werden die zu trennenden leichteren und schwereren Fluide in einem Behälterbereich A aufgenommen. Eine Anreicherungseinrichtung B für das leichtere

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Fluid teilt die Fluide in einen Strom, der reich ist an leichterem Fluid und einen Strom mit schwererem Fluid. Der Strom, der reich an leichterem Fluid ist, wird zu einer stromabwärts angeordneten Weiterverarbeitungseinrichtung C gefördert, um weiterverarbeitet oder veredelt zu werden. Der Strom des schwereren Fluids wird abgeschieden oder kann weiterverarbeitet werden, wenn es zweckmäßig ist.

Das Fluid im Behälter mit Fluidkomponenten von verschiedenen Dichten trennt sich gewöhnlich durch die Schwerkraft in verschiedene Schichten. Entsprechend Fig. 2 umfaßt eine typische schichtenförmige Mischung eine Schicht einer schwereren Flüssigkeit 10, wie Wasser, Säure, Alkalien oder dergleichen. Eine Emulsions- oder Flockenschicht 12 wird häufig schwimmend auf der schwereren Schicht gefunden. Die Emulsions- oder Flockenschicht enthält gewöhnlich erhebliche Mengen des schwereren Fluids, in welches eine Emulsion des leichteren Fluids oder Partikel suspendiert sind. Eine Schicht des leichteren Fluids 14 wie Öl oder andere Petroleumprodukte und dergleichen, schwimmt auf der schwereren Fluidschicht. Obwohl in vielen Fällen die leichtere Fluidschicht die höchste ist, schwimmt vielfach eine Schaumschicht 16 und eine Schaum- oder Blasenschicht 18 auf der leichten Fluidschicht.

Entsprechend Fig. 2, 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C, 4A, 4B und 4C werden die Schichten, wenn ein Wirbel entwickelt wurde, in eine im wesentlichen konische Form gezogen, wobei die leichtesten Schichten in Richtung Zentrum üeqen und die schwereren Schichten konzentrisch außen angeordnet sind. Die Breite der Schicht verringert sich in Richtung der Spitze des Kegels, wobei die leichtere Schicht sich schneller verringert als die schwerere Schicht.

Entsprechend Fig. 1 umfaßt der Behälterbereich A mindestens eine Umfangswand 20, so daß die Höhe des Fluids in

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dem Behälter relativ zur Anreicherungseinrichtung (Konzentrator) B kontrollierbar ist. Der Behälter schafft eine Beruhigungszone für Komponenten mit verschiedenen Dichten zur Schichtbildung, d. h. die Ölkomponente kann auf der Oberfläche der Wasserkomponente schwimmen. Eine Einlaßeinrichtung 22 läßt die zu trennende Fluidmischung in den Behälter. Vorzugsweise läßt die Einlaßeinrichtung 22 die ankommende Fluidmischung tangential in ein oder mehreren Strömen ein, so daß dem Behälterfluid eine Drehbewegung erteilt wird, die der Einströmungsgeschwindigkeit angepaßt ist.

Besonders in den Fig. 1 und 5 ist die Anreicherungseinrichtung B in dem Behälter angeordnet, um eine ausgewählte Schicht davon zu entfernen. Insbesondere streicht der Konzentrator die Ölkomponente ab, um einen konzentrierten Strom davon zu erzeugen und einen getrennten weitestgehend reinen Strom von Wasser oder schwererem Fluid. In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die Teile der Anreicherungseinrichtung weiter auseinander angeordnet als in der Ausführungsform der Fig. 5, zur Vereinfachung der Zeichnung. Gemeinsame Elemente in den Fig. 1 und 5 sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Anreicherungseinrichtung B umfaßt ein Abflußrohr für leichtere Fluide 30 mit einem weitestgehend horizontal angeordneten Einlaß 32 an seinem obersten Ende. Auf diese Weise wird das leichtere Fluid in dem Abflußrohr für das leichtere Fluid aufgenommen und durch die Schwerkraft dadurch abgeleitet. Ein Abflußrohr für das schwerere Fluid oder ein Durchgangskanal 34 zieht das schwerere Fluid von im wesentlichen um und unter dem Abflußrohr für das leichtere Fluid zur Abgabe. Das Abflußrohr für das schwerere Fluid begrenzt sein Einlaßende in einem Zylinder 36, der sich konzentrisch um das Abflußrohr für das leichtere Fluid erstreckt und im wesentlichen in gleicher Höhe mit dem Einlaß endet. Der Zylinder 36 erfüllt zwei Zwecke. Erstens

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drängt er die schwimmende Schicht in einen runden Raum, der den Einlaß 32 der Anreicherungseinrichtung umringt. Zweitens stabilisiert er die Stellung des freien Wirbels, der über dem Rohreinlaß der Anreicherungseinrichtung gebildet ist; dies zusammen erzeugt einen im wesentlichen konstanten Strom des leichteren Fluids zu der stromabwärts angeordneten Weiterverarbeitungseinrichtung C. Der Abflußzylinder 36 und das Abflußrohr 34 für das schwerere Fluid ziehen das schwerere Fluid konzentrisch um das Abflußrohr des leichteren Fluids, erhöhen dabei den Wirbeleffekt entsprechend der Geschwindigkeit, mit der das schwerere Fluid mitgezogen ist. Eine Wirbelvergrößerungseinrichtung, wie ein Mantelring 38, erlaubt, einen Wirbel durch die Schwerkraft zu bilden, da die Schichten des leichteren und schwereren Fluids in den Zylinder 36 strömen. Der Mantelring ist umkehrbar an dem Zylinder angebracht, so daß er umkehrbar ist für den Gebrauch in nördlicher oder südlicher Hemisphäre entsprechend rechtsdrehender oder linksdrehender Wirbeldrehung. Wahlweise kann eine Vielzahl von tangential orientierten Flügeln die Fluide tangential zu den konzentrischen Abflußrohren für leichtere und schwerere Fluide weisen, so daß die Fluide sich einwärtsdrehen, wobei der Wirbel vergrößert wird.

Das Abflußrohr für das schwerere Fluid ist mit einer Kontrolleinrichtung 40 für die Abflußströmungsgeschwindigkeit verbunden zur Kontrolle der Geschwindigkeit des Fluidabflusses von dem Behälter A. Das Niveau des Fluids in dem Behälter muß nicht und ist in der Tatsache nicht konstant gehalten. Veränderungen in der Strömungsgeschwindigkeit des ankommenden Fluids verursachen damit zusammenhängende Veränderungen in beiden Pegeln und der Zirkulation innerhalb des Behälters. Sobald ein Wirbel entstanden ist, wird der gleiche Wirbel im wesentlichen aufrechterhalten, da der Fluidpegel sich erhöht durch die Erhöhung der Zirkulation wie das Quadrat des Pegels. Da die Zirkulation direkt

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proportional ist zur Strömungsgeschwindigkeit des ankommenden Fluids, verursacht die Geschwindigkeitskontrolleinrichtung, daß sich der Strom durch das Abflußrohr erhöht, um zu erreichen, daß sich die Zirkulation erhöht wie das Quadrat des Pegels. Der Innendurchmesser des Abflußrohrs 30 für das leichtere Fluid ist so ausgewählt, daß er den Strom durch das Rohr begrenzt auf die maximale Weiterverarbeitungsgeschwindigkeit der automatischen stromabwärts angeordneten Weiterverarbeitungseinrichtung C. Die maximale Stromgeschwindigkeit durch das Abflußrohr für das leichtere Fluid ist ein kleiner Bruchteil der normalen Strömungsgeschwindigkeit in den Behälter. Demzufolge werden Erhöhungen im zufließenden Fluidstrom in erster Linie durch das Abflußrohr 34 für das schwerere Fluid übernommen.

Die Kontrolleinrichtung 40 für die Abflußströmungsgeschwindigkeit kontrolliert den Strom des Fluids, so daß die Zirkulation im wesentlichen proportional ist zur Quadratwurzel des Pegels des Rohreinlasses 32 für das leichtere Fluid unter der Oberfläche der Fluidmischung in den Behälter. Um diese Strömungsgeschwindigkeit zu erreichen, begrenzt die Kontrolleinrichtung 40 einen Kontrollschlitz 42. Eine Schlitzunterseite ist im wesentlichen parallel zum Rohreinlaß 32 für das leichtere Fluid.

Gelegentlich kann der Behälter A ein Fluid mit einer Geschwindigkeit aufnehmen, die zu groß ist, um durch die zusammengesetzten Kapazitäten des leichteren und schwereren Fluidabflußrohrs 30 und 34 transportiert zu werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rohre für das leichtere und schwerere Fluid so ausgelegt, daß über 379 1 pro Minute verarbeitet werden können. Um einen schnelleren Einstrom von Wasser oder anderen schwereren Fluiden zu bearbeiten, wurde ein zweites Abflußrohr 44 eingerichtet. Das zweite Abflußrohr zieht das Wasser vom Grund des Behälters und entlädt es durch einen zweiten Abflußschlitz 46. Der Schlitz 46 hat eine Grundfläche, die in einem

kurzen Abstand, d. h. 2,54 cm, über der Grundfläche des ersten Schlitzes 42 angeordnet ist. Wenn ein Fluid in einer Geschwindigkeit, die größer als 379 l/Minute ist, aufgenommen wird, kontrollieren das zweite Abflußrohr und der Schlitz des zweiten Abflußrohrs 46 neben dem Kontrollschlitz 42 das Fluidniveau in dem Behälter. Das schwerere Fluid aus dem Kontrollschlitz 42 und dem zweiten Abflußschlitz 46 strömt frei aus diesen Schlitzen und geht durch einen Abfluß 48 hinaus. Der Abfluß ist größer in seiner Kapazität als die zusammengefaßte Kapazität des Rohrs für das schwerere Fluid 34 und des zweiten Abflusses 44, so daß das freie Strömen des Wassers aus den Schlitzen ermöglicht, daß der Strom durch die Schlitze das angemessene Niveau in dem Behälter A aufrechterhält.

Die Anordnung der Kontrollschlitze 42 und 46 kann durch eine Rechnung hergeleitet werden, die auf dem Verhältnis zwischen der Strömungsgeschwindigkeit, der Zirkulationsgeschwindigkeit und dem Pegel des Einlaßrohrs der Anreicherungseinrichtung beruht, oder durch empirische Lösung (Trial and Error). Da die Merkmale des Stroms, der Zirkulation und des Pegels von Behälter zu Behälter schwanken, müssen die Merkmale der Kontrollschlitze normalerweise für jeden Behälter gesondert bestimmt werden.

Die Berechnung der Merkmale des Kontrollschlitzes ist ein Verfahren in drei Schritten. Der erste Schritt ist die Bestimmung des Verhältnisses des ankommenden Stroms zur Zirkulation der Fluidmenge im Behälter. Die Mengengeschwindigkeit des ankommenden Fluids bestimmt den Energieeingang in das Behältersystem. Die Parameter für Form, Größe, Stellung und Orientierung des Einlasses sind ausschlaggebend für die potentielle Zirkulation. Die Form, Größe und das Vorhandensein von Hindernissen innerhalb des Behälters bestimmen die Ausnutzung, mit der die Energie des ankommenden Fluids in eine Drehbewegung der Fluidmenge innerhalb

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des Behälters umgewandelt wird. Das heißt, die Energie, die nutzbar ist, um den freien Wirbel zu bewegen, wird bestimmt von der Energie des ankommenden Fluids, verringert um jede ungünstige Wirkung auf die Übertragung der ankommenden Energie auf die Fluidmenge im Behälter.

Die Kapazität der stromabwärts angeordneten kontinuierlichen automatischen Anreicherungseinrichtung C bestimmt den maximal zulässigen Innendurchmesser des Rohrs 30 der Anreicherungseinrichtung. Der Innendurchmesser des Rohrs der Anreicherungseinrichtung ist demgegenüber ausschlaggebend auf den geforderten Durchmesser der leichteren Flüssigkeit in dem Wirbel am Einlaß 32 des Rohrs der Anreicherungseinrichtung. Das heißt, der Durchmesser des Stroms der leichten Flüssigkeit in dem Wirbel bei einem Pegel des Einlasses des Rohrs der Anreicherungseinrichtung sollte kleiner gehalten werden als der Innendurchmesser des Abflußrohrs für das leichtere Fluid 30.

Von der Zirkulation, die im ersten Schritt bestimmt wurde, wird der Pegel des Einlasses 32 des Rohrs der Anreicherungseinrichtung unter dem Behälterniveau bestimmt. Der berechnete Pegel ist der Pegel, der den geforderten Durchmesser des Stroms des leichteren Fluids im Wirbel erzeugt. Es wurde gefunden, daß dieser Wirbeldurchmesser des leichteren Fluids sich ziemlich konstant hält zwischen einem Pegel, der das Dreifache des Durchmessers des Einlasses des Rohrs für die konzentrierte leichtere Flüssigkeit beträgt und einem maximal zulässigen Betriebspegel.

Der maximal zulässige Betriebspegel ist der Pegel, bei dem die Tangentialgeschwindigkeit am Einlaß des Anreicherungsrohrs so hoch ist, daß zwischenräumliche Scherkraft eine Redispersion zwischen den Teilchen der leichten Flüssigkeit verursacht, wobei diese Redispersion sehwerwirkend die Leistung des stromabwärts angeordneten kontinuierlichen

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automatischen Dekantiersysteins C beeinträchtigt. Es wurde gefunden, daß mit feinen Flocken der maximal zulässige Pegel über 7,62 cm beträgt, wobei mit hochviskosem Öl der maximal zulässige Pegel über 20,32 cm liegt.

Wenn der Pegel,bei welchem sich der Durchmesser des Wirbels der leichten Flüssigkeit auf den Durchmesser des Einlasses des Rohrs der Anreicherungseinrichtung verringert und unter dem maximal zulässigen Betriebspegel ist, ist es erforderlich, die Zirkulation auf ein Strömungsverhältnis zu erhöhen, das demgegenüber den Pegel reduziert, der erforderlich ist, um den ausgewählten Wirbeldurchmesser der leichten Flüssigkeit aufrechtzuerhalten.

Wenn der Pegel des Einlasses des Rohrs für die Anreicherung der leichten Flüssigkeit kleiner ist als dreimal sein Durchmesser, ist der Strom des leichteren Fluids dahin ein wesentlicher Teil des gesamten Stroms aus dem Behälter. Wenn der Strom durch das Anreicherungsrohr 30 ein wesentlicher Teil des Stroms wird, der den Behälter verläßt, ist der Strom des schwereren Fluids durch die Schlitze 42 und 46 nicht unter absoluter Kontrolle. Vielmehr, es verteilen sich mehr Fluide der niedrigdichten leichten Flüssigkeit auf den Einlaß des Anreicherunasrohrs für die leichteren Flüssiakeiten, wenn diese Bedingungen erreicht sind. Jedoch muß die Strömungsgeschwindigkeit in dem Behälter relativ niedrig sein, damit diese Bedingungen bestehen können. Da dickere Schichten des leichteren Fluids schneller entfernt werden als dünnere Schichten, wurde für den Zweck der Berechnung gefunden, daß der Mittelwert des Stroms der leichteren Flüssigkeit verwendet werden kann. In der Praxis ist die Schicht des leichteren Fluids normalerweise reduziert auf die Dicke, die eine Ausbreitungsgeschwindigkeit verursacht, die gleich der Vorwärtsgeschwindigkeit des Fluids in dem Behälter oder der Einwärtsdrehgeschwindigkeit der eingeleiteten Oberflächenströmung ist. In anderen Worten,

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der klärende Zeitfaktor wird wesentlicher durch die Transportzeit bestimmt als durch die Systemkapazität. Vorausgesetzt, daß das Verhältnis des Pegels zum Quadrat der Zirkulation aufrechterhalten wird, müssen keine neuen Berechnungen für jedes Fluidniveau im Behälter gemacht werden.

Hat man die Strömungsgeschwindigkeit des schwereren Fluids bestimmt, die erforderlich ist, um das Verhältnis des Pegels zur Zirkulation aufrechtzuerhalten, wird die Größe der Öffnung für den Durchgang dieses Stroms für jeden Pegel berechnet. Es wurde gefunden, daß man dabei Schlitze erhält, die im wesentlichen die Form eines verkehrten Trapezes haben, mit geraden Seiten, die sich auswärts vom Grund zur Spitze des Schlitzes erweitern.

In der empirischen Lösungsmethode wird der ankommende Fluidstrom in Schritten erhöht. Die Strömungsgeschwindigkeit der schweren Flüssigkeit durch den Schlitz wird geregelt, bis ein Pegel geschaffen wird, bei dem das Fluid, das durch das Anreicherungsrohr 30 strömt, eine geforderte Zusammensetzung der Komponenten der leichten Flüssigkeit hat. Diese Strömungsgeschwindigkeit wird aufgezeichnet und verwendet, um die Formen des KontrollSchlitzes zu berechnen.

Wenn eine Anreicherungseinrichtung in einem Behälter mit einer vorhandenen Vielfalt von multiviskosen Flüssigkeiten angeordnet wird, verändert die Entfernung der Schichten des leichteren Fluids oft die Natur der leichten Flüssigkeit, die entfernt wird. Erstens tendieren die leichteren Fluidkomponenten dazu, relativ schwer und teerähnlich zu sein. Jedoch nach der Entfernung der gesammelten leichteren Fluidschichten wird das entfernte leichtere Fluid wesentlich identisch mit dem neuen Produkt, das in den Behälter gegossen wird. Folglich ist es häufig vorteilhaft, die Strömungskontrollöffnung zu variieren, um den Wechsel

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in der leichteren Fluidkomponente, die mitgezogen wird, zu kompensieren und die Wirksamkeit des stromabwärts angeordneten Weiterverarbeitungssystems für das konzentrierte leichtere Fluid C zu erhöhen. Zum Beispiel wäre es in einigen Fällen wünschenswert, den Innendurchmesser des Rohrs für das leichtere Flüssigkeitskonzentrat 30 zu verringern und die Form des Kontrollschlitzes zu verändern, um zu kompensieren, daß das leichtere Fluid mitgezogen wird.

Wenn einmal der Kontrollschlitz 42 festgelegt ist, wird in demselben Verfahren der zweite Abflußschlitz 46 bestimmt.

In einer bevorzugten Ausführungsform, in der Öl von Wasser getrennt wird, hat das Rohr 30 für das angereicherte leichtere Fluid einen Durchmesser von 2,54 cm. Der Durchmesser des Rohrs für die schwerere Fluidkomponente wurde so ausgewählt, daß über 379 1 des Fluids pro Minute hindurchlaufen können, wenn das Oberflächenniveau 12,7 cm über dem Anreicherungseinlaß 32 liegt. Der Zylinderdurchmessers 36 ist so gewählt, daß die Abwärtsgeschwindigkeit durch ihn geringer ist als 3,05 m/min. Der Überlaufrand des Zylinders 36 ist so angeordnet, daß er gleich mit oder unter dem Anreicherungsrohreinlaß ist, um sicherzustellen, daß die Einwärtsdrehgeschwindigkeit nahe oder kleiner als 3,05 m/min ist. Die Unterseite des zweiten Abflußschlitzes 46 ist über 2,54 cm über der Unterseite des Kontrollschlitzes 42 angeordnet.

Die Dekantiereinrichtung C nimmt das leichtere Fluid an einem Einlaß 50 auf. Öl oder andere leichtere Materialien schwimmen auf der Oberseite und über eine Zwischenwand oder einen Überflußrand 52 zu einem Auslaß 54 für Öl oder leichtere Fluidkomponenten. Das schwerere Fluid oder Wasser geht durch einen Abfluß 56, der wirksam mit einem Abfluß 48 verbunden ist.

Normalerweise erfordert die Dekantiereinrichtung C mindestens 0,09 m² der Tankoberfläche für jeweils 3,79 1 pro Minute des aufgenommenen Konzentratstroms. Häufig ist die Kapazität der Dekantiereinrichtung der begrenzende Faktor in den Konstruktionskriterien der Anreicherungseinrichtung B. Die Höhe der Dekantiereinrichtung wird bestimmt durch die Zeit, die für kleine Wassertröpfchen erforderlich ist, um aus einer dickeren Schicht schwimmenden Öls herauszufallen. Üblicherweise ist die Dekantiereinrichtung 2,54 bis 25,4 cm hoch. Der Durchmesser des Anreicherungsrohrs 30 wird so ausgewählt, daß er 42,1 Liter pro Minute pro m² des Dekantiertanks zuführt, wenn das Behälterniveau an seinem Maximum ist. Das Dekantierrohr ist gewöhnlich so bemessen, daß es eine maximale Dekantierkapazität bei vollem Querschnitt mit einem 12,7 cm breiten Kopf erlaubt. Andere kontinuierliche automatische Weiterverarbeitungsgeräte, wie Filter, Zentrifugen, Magnetabscheider und dergleichen, können vorteilhaft angewendet werden, um das leichtere Fluid noch vollständiger zu verarbeiten. Es sollte bemerkt werden, daß keine Pumpen erforderlich sind, um das Konzentrat zu bewegen. Die Bewegung, die mit Pumpen verbunden ist, verursacht eine Redispersion des leichteren Fluids in der schwerere. Zusätzliche Trennschritte und Zeit wären erforderlich, um das Fluid zu trennen und den Pumpvorgang zu kompensieren.

Fig. 4B zeigt einen schematischen Wirbel zur Trennung leichterer und schwererer Fluidkomponenten, in welcher der Durchmesser des Wirbels am Einlaß des leichteren Fluidrohrs 32 im wesentlichen die Hälfte seines Durchmessers beträgt. Wenn der Pegel und die Zirkulation erhöht werden, treten Scherkräfte zwischen den rotierenden leichteren Fluidkomponenten auf und die eher stationäre schwerere Fluidkomponente tendiert dazu, einen Emulsionshof 58 zu erzeugen. Die schwereren Komponenten werden durch die Reibung mit der äußeren Oberfläche des Einlaßrohrs für das leichtere

Fluid mehr stationär gehalten.

Wenn die Zirkulation zu langsam wird oder der Pegel zu groß, wird der Wirbel seine Form verändern, wie in Fig. 4C gezeigt. Bei niedrigen Zirkulationsgeschwindigkeiten wird ein relativ kleiner Teil der leichten Fluidkomponente 14 in das Abflußrohr für das leichtere Fluid gezogen. Jedoch wird die Emulsions- oder Flockenschicht 12 leicht in das Abflußrohr für das leichtere Fluid gezogen. Folglich kann durch Reduzierung der Zirkulation im Verhältnis zum Pegel die Gestalt des Wirbels variiert werden, um einen höheren Prozentsatz von Flocken und Emulsionsschichten, bezogen auf das leichtere Fluid, und Schaumschichten mitzuziehen.

Entsprechend Fig. 4A vergrößert eine Erhöhung der Zirkulation im Verhältnis zum Pegel den Wirbel. Wenn die Zirkulation ausreichend hoch ist, bezogen auf den Pegel des Einlasses des leichteren Fluids, wird die leichtere Fluidschicht des Wirbels außerhalb des Einlasses für das leichtere Fluid gehalten. Die Vergrößerung des Wirbels gestattet, daß ein relativ hoher Prozentsatz von Schaumschichten 16 und 18 in das Abflußrohr des leichteren Fluids gezogen werden. Ein relativ dünner Strom des schwereren Fluids 10 genauso wie ein relativ kleiner Prozentsatz der leichteren Fluidkomponente werden dabei ebenso entfernt.

Die Trennvorrichtung kann eine breite Vielzahl von Schichten trennen, wenn entsprechend Fig. 6 der Vorteil genutzt wird, daß verschiedene Schichten unterschiedlich in den Wirbel weggezogen werden. In der Ausführung nach Fig. 6 sind gleiche Elemente der Vorrichtung wie in der Ausführungsform der Fig. 1 und 5 mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Der Behälter A wird mit der Fluidmischung, die getrennt werden soll, gefüllt. Eine Anreicherungseinrichtung B für die leichtere Fluidkomponente wird zentral im Behälter angeordnet. Ein Entfernungs- oder Anreiche-

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rungsrohr 30 für das leichtere Fluid mit einem Einlaß 32 wird zentral in der Anreicherungseinrichtung angeordnet, um eine oder mehrere der leichteren Fluidkomponenten zu entfernen. Ein Rohr 34 für das schwerere Fluid, das mit dem Zylinder 36 des schwereren Fluids verbunden ist, zieht das Fluid aus der Anreicherungseinrichtung ab. Die Geschwindigkeit, bei der das Fluid durch das Rohr 34 mitgezogen wird, wird durch eine Kontrolleinrichtung 40 für die Strömungsgeschwindigkeit kontrol1iert.

Eine Zirkulationseinrichtung 60 begründet und erhält eine kräftige Fluidzirkulation in dem Behälter. Die Zirkulationseinrichtung zieht das Fluid vom Behälter mit durch einen Fluidzirkulationseinlaß 62, der koaxial unter dem Rohr für das leichtere Fluid oder dem Einlaß der Anreicherungseinrichtung und dem Zylinder des schwereren Fluids angeordnet ist. Das Fluid wird durch eine Zirkulationsrohrleitung 64 zu einer Pumpe 66 gezogen und kehrt durch eine Rohrleitung 68 tangential in den Behälter benachbart zur Oberfläche zurück. Die Pumpe 66 pumpt das Fluid in einer ausreichend hohen Strömungsgeschwindigkeit, so daß das Fluid in dem Behälter in einem Zustand starker Bewegung gehalten wird. Das heißt, ein Bewegungszustand, der verursacht, daß die leichteren und schwereren Flüssigkeitskomponenten, wie Öl und Wasser, miteinander vermischt bleiben und der erlaubt, daß nur die leichtesten Schaumkomponenten schwimmen.

Die Flüssigkeitsmischung von der Geschwindigkeitskontrolleinrichtung 40 wird in einem Fluidsammelbehälter 70 aufgenommen. Eine Pumpe 72 pumpt das Fluid vom Sammelbehälter 70 durch ein Rücklaufrohr 74 tangential in den Behälter A zurück, um bei der Aufrechterhaltung der Zirkulation mitzuwirken. Das Rücklaufrohr 74 bildet ein geschlossenes System, so daß das schwerere Fluid zurückgehalten wird. Dieses geschlossene System findet besondere Anwendung in Wasch-

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hadern bei Herstellungsverfahren, bei denen das schwerere Waschfluid umgewälzt und wiederverwendet wird. Wahlweise kann die Rücklaufpumpe 72 direkt mit dem Rohr 34 für das schwerere Fluid verbunden werden. In einem geschlossenen System, das ein weitestgehend konstantes Niveau in dem Behälter oder Tank 20 aufrechterhält, können die Pumpen mit konstanter Geschwindigkeit arbeiten. Wenn das Behälterniveau schwankt, kann die Pumpgeschwindigkeit der Rücklaufpumpe 72 variiert werden, um einen konstanten Wirbeldurchmesser des leichteren Fluids am Einlaß des Abflußrohrs des leichteren Fluids aufrechtzuerhalten. In dieser Weise funktioniert die Rücklaufpumpe 72 als Strömungsgeschwindigkeits· kontrolleinrichtung 40.

Das Anreicherungsrohr 30 ist mit einer stromabwärts angeordneten Weiterverarbeitungseinrichtung für die leichtere Fluidkomponente C verbunden. Insbesondere ist das Abflußrohr für das leichtere Fluid mit einer abgedichteten Dekantierkammer 80 verbunden. Ein Kompressor 82 zieht ein Vakuum in die Dekantierkammer 80 und pumpt einen Strom von Luft oder Gas zu einer oder mehreren Luftdüsen 84. Diese Luftdüsen sind neben dem Einlaß des Abflußrohrs für das leichtere Fluid 32 angeordnet. Der Schaum neigt dazu, relativ steif zu sein und selbsttragende Ringe um das Loch des Wirbels zu bilden. Dieser Ring blockiert die Bewegung von zusätzlichem Schaum in das Wirbelzentrum. Die Luft von der Düse 84 bricht diesen versteiften Ring auf und schiebt den Schaum in das WirbelZentrum. Ein Rücklaufrohr 36 bringt die schwerere Fluidkomponente von der Dekantierkammer 80 zu dem Sammelbehälter 70 zur Rezirkulation zurück.

Wenn der Schaum, der einen hohen Prozentsatz von Verunreinigungen enthält, entfernt ist, wird die Arbeit der Pumpe 66 beendet oder reduziert. Das Fluid von den Rohren 64 und 68 kehrt in den Behälter zurück und vergrößert sein Flüssigkeitsniveau. Die Erhöhung des Fluidniveaus und die

Verringerung der Zirkulation verengt den Wirbel von der erweiterten Form aus Fig. 4A in die Form der Fig. 4B. Die leichteren Flüssigkeitskomponenten fließen zu der Oberfläche und werden in das Abflußrohr der leichteren Komponente 30 gezogen. Der Schlitz 42 der Strömungsgeschwindigkeitskontrolleinrichtung 40 bringt die schwereren Fluidkomponenten zu der Pumpe 72 zurück mit einer Strömungsgeschwindigkeit, die dem Pegel des Fluids im Behälter entspricht. Die leichteren Fluidkomponenten und Emulsionen werden durch ein Vakuum, das durch den Kompressor 82 erzeugt wurde, in die Dekantierkammer 80 gezogen. Leichtere Fluidkomponenten werden aus der Dekantierkammer 80 durch ein Rohr 88 in einen Lagertank 90 für leichtere Fluide befördert, wobei der Lagertank durch ein Auslaßventil 92 abgedichtet ist. Das Auslaßventil 92 erhält das Vakuum, das durch den Kompressor in der Dekantierkammer 80 und im Lagertank 90 für das leichtere Fluid erzeugt wurde. Von Zeit zu Zeit wird das Ventil 92 geöffnet, um das gelagerte leichtere Fluid in einen Lagertank für leichteres Fluid zu entfernen.

Die Erfindung wurde in bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist naheliegend, daß Modifizierungen und Veränderungen beim Lesen und verstehen der vorstehenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen auftreten. Die Erfindung soll alle Veränderungen und Modifikationen, sofern sie im Schutzbereich der Ansprüche oder deren Äquivalente liegen, einschließen.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum automatischen und kontinuierlichen Dekantieren einer Schicht eines leichteren Fluids, das auf einem schwereren Fluid schwimmt, gekennzeichnet durch:

einen Fluide inlauf (22) zur Abgabe leichterer und schwerer Fluide in einen Behälter (A) in der Weise, daß die Geschwindigkeit des abgegebenen Fluids eine entsprechende Rotation des Fluids innerhalb des Behälters (A) verursacht, die in dem Behälter (A) aufgenommenen leichteren und schwereren Fluide neigen zur Abscheidung, wobei das leichtere Fluid aufsteigt und eine schwimmende Schicht auf dem schwereren Fluid bildet;

ein Abflußrohr (30) für das- leichtere Fluid mit einem Einlaß (32), angeordnet in dem Behälter (A) zur Aufnahme eines Fluidstroms, der mit leichterem Fluid angereichert ist, das Abflußrohr für das leichtere Fluid ist wirksam verbunden mit einer automatischen kontinuierlichen Dekan-

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tiereinrichtung (C) in der Weise, daß das konzentrierte Fluid zu der Dekantiereinrichtung (C) unter dem Einwirken eines Druckdifferentials zwischen dem Einlaß (32) des Abflußrohrs für das leichtere Fluid und der automatischen kontinuierlichen Dekantiereinrichtung (C) strömt, wobei das Druckdifferential verursacht wird entweder durch (a) die Schwerkraft, die zurückführbar ist auf eine Höhendifferenz zwischen dem Einlaß (32) und der Dekantiereinrichtung (C) oder (b) ein künstlich erzeugtes Druckdifferential, wie der Reduzierung des Atmosphärendrucks innerhalb der Dekantiereinrichtung (C), der Strom des konzentrierten Fluids wird in der Geschwindigkeit durch den Innendurchmesser des Abflußrohrs (30) für das leichtere Fluid begrenzt;

die automatische kontinuierliche Dekantiereinrichtung (C) trennt das schwerere Fluid vom leichteren Fluid in einer Geschwindigkeit, die größer ist als die maximale Strömungsgeschwindigkeit des konzentrierten Fluids durch das Abflußrohr (30) für das leichtere Fluid; ein Abzugsrohr (34) für das schwerere Fluid ist in dem Behälter (A) angeordnet, um das schwerere Fluid daraus zu entfernen, das Abzugsrohr (34) für das schwerere Fluid hat einen Einlaß, der im wesentlichen unter dem Einlaß (32) des Abflußrohrs (30) für das leichtere Fluid angeordnet ist, so daß der Ablauf praktisch des gesamten Stroms des schwereren Fluids dem zweifachen Zweck dient, die schwimmende Schicht des leichteren Fluids zu dem Einlaß des Abflußrohrs für das leichtere Fluid (32) zu transportieren und einen freien Wirbel zu bilden, der verstärkt wird durch den Strom des leichteren Fluids in das Abflußrohr (30) für das leichtere Fluid, um die schwimmende leichtere Flüssigkeit in das Abflußrohr (30) für das leichtere Fluid zu ziehen;

eine Kontrolleinrichtung (40) für die Abflußströmungsgeschwindigkeit des schwereren Fluids zur Kontrolle der Geschwindigkeit des Stroms des schwereren Fluids durch das

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Abzugsrohr (34) für das schwerere Fluid, wobei die Kontrolleinrichtung (40) für die Abflußströmungsgeschwindigkeit des schwereren Fluids eine Öffnung mit nach oben auseinanderstrebenden Seitenfläche einschließt, die wirksam verbunden ist mit dem Abzugsrohr (34) für das schwerere Fluid, um zu kontrollieren, daß die Geschwindigkeit des schwereren Fluidstroms von dem Behälter (A) eine Geschwindigkeit ist, die sicherstellt, daß der Pegel des Einlasses des Abflußrohrs (32) für das leichtere Fluid unter der Oberfläche des leichteren Fluids im wesentlichen in direktem Verhältnis zur Quadratwurzel der Zirkulation der Fluidmenge innerhalb des Behälters (A) ist, in der Weise, daß ein konstanter Durchmesser des leichteren Fluids aufrechterhalten wird, der eine Öffnung des freien Wirbels umgibt, der sich am Einlaß des Abflußrohrs (32) für das leichtere Fluid befindet, wobei der konzentrierte Fluidstrom, der zu der Dekantiereinrichtung (C) strömt, einen im wesentlichen konstanten Anteil an leichterem Fluid aufrechterhält, sogar wenn der Fluidstrom in dem Behälter (A) schwankt; und

eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsoberflächenniveaus an einem Punkt, der direkt stromabwärts der Öffnung (42) der Kontrolleinrichtung (40) für die Abflußströmungsgeschwindigkeit des schwereren Fluids liegt.

2. Vorrichtung zur Trennung eines leichteren Fluids von einem schwereren Fluid, gekennzeichnet durch:

einen Behälter (A) zur Aufnahme des leichteren und schwereren Fluids zur Trennung;

ein Abflußrohr (30) für das leichtere Fluid mit einem im wesentlichen horizontalen Einlaß (32), der in dem Behälter (A) angeordnet ist, um das Fluid, das reich an leichterem Fluid ist, aufzunehmen und es zu einer stromabwärts angeordneten Weiterverarbeitungsvorrichtung zu entfernen;

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ein Abzugsrohr (34) für das schwerere Fluid, angeordnet in dem Behälter (A) zur Entfernung des schwereren Fluids aus dem Behälter (A), wobei das Abzugsfohr (34) für das schwerere Fluid einen Einlaß hat, der im wesentlichen unter dem Einlaß (32) des Abflußrohres für das leichtere Fluid angeordnet ist, so daß die Entfernung des schwereren Fluids dazu neigt, bei der Bildung eines Wirbels um den Einlaß (32) des Abflußrohrs für das leichtere Fluid mitzuwirken; eine Kontrolleinrichtung (40) für die Abflußströmungsgeschwindigkeit des Fluids ist wirksam verbunden mit dem Abflußrohr (34) für das schwerere Fluid, um die Fluidabzugsgeschwindigkeit vom Behälter (A) zu kontrollieren, in Übereinstimmung mit einem Abstand zwischen der Oberfläche des Fluids in dem Behälter (A) und dem Abflußrohr für das leichtere Fluid (30), so daß sich der Wirbel von der Fluidoberflache in das Abflußrohr (30) für das leichtere Fluid mit einem im wesentlichen konstanten Durchmesser an dem Einlaß (32) des Abflußrohrs für das leichtere Fluid ausdehnt, selbst wenn der Abstand zwischen dem Abflußrohr (30) für das leichtere Fluid und der Fluidoberflache variiert.

3 - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abflußrohr (30) für das leichtere Fluid einen ersten Durchmesser an dem im wesentlichen horizontalen Einlaß (32) hat und wobei die Geschwindigkeitskontrol!einrichtung (40) das Fluidniveau in dem Behälter (A) über dem Einlaß des Abflußrohrs für das leichtere Fluid (32) in einem Abstand aufrechterhält, der das Ein- bis Zweifache des besagten ersten Durchmessers beträgt, wobei das Abflußrohr für das leichtere Fluid das Fluid mit einer hohen Konzentration des leichteren Fluids entfernt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Geschwindigkeitskontrol!einrichtung (40) das schwerere Fluid schneller mit

höherem Fluidniveau entfernt, so daß ein größerer Wirbel geschaffen wird und langsamer mit niedrigerem Fluidniveau, so daß ein kleinerer Wirbel geschaffen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Geschwindigkeitskontrolleinrichtung (40) eine Einrichtung umfaßt, durch die ein erster Schlitz (42) definiert ist, durch den das entfernte schwerere Fluid strömt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Schlitz (42) eine Querschnittsfläche hat, die einen Fluidstrom durch ihn ermöglicht, so daß der Abstand zwischen dem Behälterfluidniveau und dem Einlaß des Abflußrohrs für das leichtere Fluid (32) im Verhältnis zur Quadratwurzel der Rotationsgeschwindigkeit des Wirbels variiert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Schlitz (42) eine erste Unterkante hat, die im wesentlichen in gleichem Niveau oder unter dem Einlaß (32) des Abflußrohrs für das leichtere Fluid ist und der erste Schlitz sich nach oben ausstreckt und davon auswärts divergiert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Geschwindigkeitskontrol!einrichtung (40) weiterhin ein zweites Abzugsrohr umfaßt, das sich von einem unteren Bereich des Behälters (A) erstreckt, das zweite Abflußrohr (44) einen zweiten divergierenden Schlitz (46) neben seinem Fluidabgabeende hat, der zweite Schlitz (46) eine zweite Unterkante hat, die über der Unterkante des ersten Schlitzes (42) angeordnet ist, wobei der erste und zweite Schlitz (42, 46) das Fluidniveau in dem Behälter (A) bei einem Niveau über der zweiten Unterkante kontrollieren.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Pumpeinrichtung (66) umfaßt, die mindestens das schwerere Fluid vom im wesentlichen unter dem Ablaufrohr für das leichtere Fluid abpumpt und es tangential zurück in den Behälter (A) gibt, so daß die Zirkulation erhöht wird und der Wirbel vergrößert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Schaumschicht umfaßt, die auf den leichteren und schwereren Fluidschichten schwimmt und wobei die Pumpeinrichtung (66) den Wirbel ausreichend erhöht, so daß die Umgebungsluft und der Schaum in das Abflußrohr (30) für das leichtere Fluid gezogen werden, und sie weiterhin eine Druckdifferentialeinrichtung umfaßt zur Schaffung eines Druckdifferentials entlang des Einlasses (32) des Abflußrohrs für das leichtere Fluid, um den Schaum in das Abflußrohr (30) für das leichtere Fluid zu ziehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckdifferentialeinrichtung außerdem eine Luftdüse (84) umfaßt, die im wesentlichen neben und über dem Einlaß (32) des Abflußrohrs für das leichtere Fluid angeordnet ist, um den Schaum in den Wirbel zu leiten, wobei relativ steife Schaumteile daran gehindert werden, den Wirbel zu überbrücken.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Tank (80) umfaßt zur Trennung des Schaums und des leichteren Fluids vom schwereren Fluid, der Trenntank (80) ist verbunden mit einem Lagertank (90) für leichteres Fluid und Schaum und hat ein Abflußrohr (88) für das schwerere Fluid, sie weiterhin eine Umwälzpumpe (82) umfaßt, die wirksam verbunden ist mit dem Abflußrohr des Trenntanks und der Ni-

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veau-Kontrolleinrichtung, die das schwerere Fluid daraus tangential in den Behälter (A) pumpt.

13. Verfahren zur Trennung mindestens eines schwereren und eines leichteren Fluids, gekennzeichnet durch :

Einlassen des leichteren und schwereren Fluids in einen Bereich;

Schaffen eines Wirbels innerhalb des Bereichs, so daß der Wirbel eine höhere Konzentration des leichteren Fluids in seinem Zentrum erhält;

Ablauf des leichteren Fluids von dem Wirbel bei einem variablen Ablaufpegel des leichteren Fluids unter dem Fluidniveau in dem Bereich;

Ablauf des schwereren Fluids von im wesentlichen um den Wirbel, so daß der Ablauf des schwereren Fluids zur Bildung des Wirbels beiträgt; und

Regelung der Ablaufgeschwindigkeit des schwereren Fluids in Übereinstimmung mit Veränderungen im Ablaufpegel des leichteren Fluids.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß es außerdem eine Maßnahme zur Entfernung des schwereren Fluids bei einer variablen Geschwindigkeit umfaßt, die das Fluidniveau in dem Behälter (A) kontrolliert, und das Fluidniveau im wesentlichen auf ein vorbestimmtes maximales Niveau begrenzt.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß es außerdem eine Maßnahme des kontinuierlichen Dekantierens des entfernten leichteren Fluids umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß außerdem das Fluid tangential in den Bereich eingegeben wird, um den Wirbel zu vergrößern.

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17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Fluid von unter dem Wirbel entfernt wird und wieder tangential in einer auswählbaren kontrollierbaren Geschwindigkeit wieder eingeführt wird, um die Erweiterung des Kerns des Wirbels auswählbar zu kontrollieren.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern des Wirbels verengt wird, um die Teilchen zu entfernen, die in den oberen Teil des schwereren Fluids neben dem leichteren Fluid suspendiert sind.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß der Wirbelkern erweitert wird, um eine Schaumschicht mitzuziehen, die auf dem leichteren und schwereren Fluid schwimmt.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß ein Druckdifferential geschaffen wird, welches den Schaum, der auf dem leichteren und schwereren Fluid schwimmt, in den Wirbel bewegt, so daß der Schritt der Entfernung mindestens die Entfernung des Schaums umfaßt.

21. Vorrichtung zur Trennung eines leichteren Fluids von einem schwereren Fluid, gekennzeichnet durch:

ein Abflußrohr (30) für das leichtere Fluid mit einem im wesentlichen horizontalen Einlaß (32), der in dem Behälter (A) angeordnet ist, um das Fluid aufzunehmen, das angereichert ist mit leichterem Fluid, um es zu einer stromabwärts angeordneten Weiterverarbeitungseinrichtung zu entfernen;

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ein Abzugsrohr (34) für das schwerere Fluid, angeordnet in dem Behälter (A) zur Entfernung des schwereren Fluids von dem Behälter (A), das Abzugsrohr (34) für das schwerere Fluid hat einen Einlaß, der im wesentlichen unter dem Einlaß des Abflußrohrs für das leichtere Fluid (32) angeordnet ist, so daß der Ablauf des schwereren Fluids dazu neigt, bei der Bildung des Wirbels um den Einlaß des Abflußrohrs für das leichtere Fluid (32) mitzuwirken; eine Umwälzpumpe (66), wirksam verbunden mit dem Abflußrohr für das schwerere Fluid, um das schwerere Fluid in den Behälter (A) zurückzupumpen, wobei das zurückgepumpte schwerere Fluid tangential in den Behälter (A) entladen wird, um den Wirbel zu erhöhen.