DE3644665A1 - Verfahren zur trennung von gemischen aus oel und wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Öl und Wasser.

Bekannte Verfahrensweisen zur Trennung von Öl in Wasser bedienen sich entweder mechanischer Abscheider, wobei eine rein physikalische Trennung aufgrund des Dichteunterschiedes von Öl und Wasser erfolgt, oder es werden aufwendigere Verfahren angewandt, bei denen ein adsorbierendes Mittel eingesetzt wird, welches das Öl aufnimmt und auf diese Weise aus dem Wasser entfernt. Die letztgenannte Verfahrensweise unter Verwendung von adsorbierenden Mitteln ist jedoch relativ aufwendig, da die Adsorbentien nach ihrer Sättigung in aufwendiger Weise von Öl befreit werden müssen, sofern die mit Öl gesättigten Adsorbentien nicht endgelagert werden.

Bei dem Trennverfahren unter Einsatz von mechanischen Ölabscheidern ist häufig die Gefahr gegeben, daß der Abscheider überlastet wird, wobei dann nicht oder nicht vollständig getrennte Mischungen von Öl und Wasser durch den Abscheider auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines vereinfachten Verfahrens, bei welchem unter Verwendung preiswerter Materialien eine sichere Trennung von Öl und Wasser erreicht werden kann, wobei sicher vermieden wird, daß eine Öl/Wasser-Mischung durchtreten kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Gemisch aus Öl und Wasser durch ein Filtermittel leitet, das aus einer Schicht aus keramischen Fasern besteht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Schicht aus lose aufgeschichteten Fasern als Filtermittel verwendet. Dies weist den Vorteil auf, daß die Durchsatzmenge des Gemisches aus Öl und Wasser relativ hoch sein kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dichte dieser Schicht aus keramischen Fasern 50 kg/m³ bis 450 kg/m³, besonders bevorzugt 100 kg/m³ bis 280 kg/m³.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden feuerfeste oder feuerbeständige keramische Fasern für die Filterschicht verwendet, dies weist den Vorteil auf, daß die Filterschicht nach ihrer Sättigung mit Öl durch einfaches Ausbrennen gereinigt und wieder einsatzfähig gemacht werden kann.

Besonders bevorzugt werden hierzu Fasern mit einem Al ₂ O ₃-Gehalt von 45 Gew.-% verwendet. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, besonders feuerfeste Fasern mit Al ₂ O ₃-Gehalten von etwa 95 Gew.-% zu verwenden, falls der Anwendungszweck die Verwendung solcher kostspieligen Fasern erlaubt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Schicht aus keramischen Fasern zuvor mit Wasser gesättigt, bevor das Gemisch aus Öl und Wasser für deren Trennung auf die Faserschicht aufgebracht wird.

Als keramische Fasern können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren alle geeigneten anorganischen Fasern verwendet werden, z.B. Glaswolle, Gesteinswolle, Schlackenwolle und die sogenannten keramischen Fasern, d.h. Fasern, welche feuerbeständig oder feuerfest sind und als Hauptbestandteile A l ₂ O ₃, SiO ₂, gegebenenfalls ZrO ₂ etc. enthalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl auf die Trennung von Öl-in- Wasser-Emulsionen als auch auf die Trennung von Wasser-in-Öl- Emulsionen anwendbar.

Gemäß der Erfindung werden als Öle solche Substanzen bezeichnet, welche Emulsionen mit Wasser bilden, d.h. sowohl übliche Mineralöle wie Schmieröle oder Heizöl und Dieselöl, als auch fettartige Öle wie Olivenöl.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Wasser durch die Faserschicht durchgelassen, während das Öl auf der Zufuhrseite des Gemisches von Öl und Wasser zurückgehalten wird und aufschwimmt. Hierdurch ist es möglich, mit relativ geringen Fasermengen große Mengen an Öl aus einem Gemisch von Öl und Wasser, d.h. entweder einer Öl-in-Wasser-Emulsion oder einer Wasser-in-Öl-Emulsion zurückzuhalten, wobei das Gewichtsverhältnis der als Filter eingesetzten Fasern zu dem zurückgehaltenen Öl bis zu 1:100 betragen kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die anorganischen Fasern entweder auf eine geeignete, durchlässige Unterlage, z.B. eine Siebplatte, aufgeschichtet, oder es können auch aus solchen anorganischen Fasern hergestellte vernadelte Matten sogenannte Blankets eingesetzt werden. Falls Fasermatten verwendet werden, sollen zu ihrer Herstellung möglichst keine organischen Bindemittel verwendet werden, da hierdurch die anorganischen Fasern oleophil gemacht werden können, wodurch die Trenneigenschaft Öl/Wasser entweder beeinträchtigt wird oder sogar verloren geht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat sich herausgestellt, daß eine Druckfiltration oder eine Vakuumfiltration keine besonderen Vorteile bringt, da hierdurch Öl-Tröpfchen in die Faserschicht des Filters eindringen könnten, wodurch die Durchtrittsmenge/Einheitsfläche des Filters verringert wird oder die Filtration ganz gestoppt werden kann. Weiterhin wird bei Anwendung von Druck oder Vakuum der Sättigungswert des Filters herabgesetzt.

Bei völliger Wassersättigung des Faserfilters vor Beginn der Trennung des Gemisches aus Öl und Wasser ergibt sich ein besserer Wirkungsgrad für diese Trennung Öl/Wasser. In einem solchen Fall fließt das Wasser klarer und sauberer ab.

Wie bereits zuvor beschrieben, kann das Faserfilter, wenn es durch Öl oder andere Verunreinigungen verschmutzt ist, im Fall der Verwendung von feuerfesten oder feuerbeständigen Fasern durch Ausbrennen gereinigt werden, dieses Ausbrennen erfolgt zweckmäßigerweise bei Temperaturen 900°C in oxidierender Atmosphäre, vorteilhafterweise bei Temperaturen zwischen 900 und 1000°C. Nach diesem Ausbrennen kann das Faserfilter erneut eingesetzt werden.

Falls die für das Faserfilter verwendeten anorganischen Fasern oleophil sind, kann eine vorherige Ausbrennbehandlung irgendwelcher Substanzen, welche die Fasern oleophil machten, entfernen. Nach einem solchen Ausbrennen wird die Faserschicht vor der Aufgabe des Gemisches aus Öl und Wasser vorteilhafterweise zunächst mit reinem Wasser getränkt, wie dies zuvor beschrieben wurde.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden ölige Substanzen mit Dichten zwischen 0,65 und 1,02 g/cm³ getrennt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Höhe der Faserschicht für einen guten Wirkungsgrad der Filtration von Einfluß. Es hat sich herausgestellt, daß die Dicke der Faserschicht jedoch wenigstens 1 cm und vorteilhafterweise wenigstens 2 cm betragen sollte, wobei ein vorteilhafter Maximalwert für die Dicke der Faserschicht 20 cm und vorteilhafterweise 10 cm ist.

Ferner hat sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren herausgestellt, daß eine unregelmäßige Orientierung der Fasern in der Faserschicht oder eine Orientierung der Fasern senkrecht zur Filtrationsrichtung günstiger ist als die Anordnung der Fasern parallel zur Filtrationsrichtung, da bei Anordnung der Faserlängsachse parallel zur Filtrationsrichtung die Gefahr des Auftretens von sogenannten "Tunneln" größer ist.

Es hat sich herausgestellt, daß die erfindungsgemäß verwendete Schicht aus Fasern bei Überlastung keinen Öldurchtritt erlaubt, sondern daß dann die Filterschicht verstopft, d.h. kein Durchtritt von Wasser mehr erfolgt.

Die Schicht aus Fasern kann sowohl von oben als auch vorteilhafterweise seitlich mit dem Wasser/Öl-Gemisch angeströmt werden, d.h. im letzteren Fall ist die Schicht senkrecht angeordnet.

Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels näher erläutert:

Beispiel 

Es wurde ein Gemisch aus 0,5 l Mineralöl und 0,5 l Wasser hergestellt. Dieses Gemisch wurde auf eine Faserschicht von 1 cm Stärke aus keramischen Fasern mit einem Al ₂ O ₃-Gehalt von etwa 47 Gew.-% (Anwendungsgrenztemperatur dieser Fasern = 1260°C) aufgegeben, wobei sich dieses Faserfilter auf einer Siebplatte in einem Glasrohr mit einem Innenquerschnitt von 5 cm befand. Das Faserfilter wurde zuvor etwa 30 Sekunden mit reinem Wasser getränkt. Nach dem Ablaufenlassen dieses reinen Wassers wurde das Gemisch aus Öl/Wasser aufgegeben. Die Durchlaufzeit betrug etwa 30 Sekunden, wobei unten aus dem Filter reines, geruchloses Wasser austrat, während das Öl zurückgehalten wurde und auf der Faserschicht schwamm.

Claims (5)

1. Verfahren zur Trennung von Öl und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus Öl und Wasser durch ein Filtermittel leitet, das aus einer Schicht aus anorganischen Fasern besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schicht aus lose aufgeschichteten, anorganischen Fasern als Filtermittel verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schicht aus anorganischen Fasern mit einer Raumdichte zwischen 50 kg/m³ und 450 kg/m³ verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schicht aus feuerbeständigen oder feuerfesten keramischen Fasern mit einem Al ₂ O ₃-Gehalt von 45 Gew.-% verwendet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man vor Beginn der Trennung Öl/Wasser die keramischen Fasern mit Wasser sättigt.