FI123491B

FI123491B - Sekoitus-selkeytysallas, järjestely käsittäen ainakin kaksi sekoitus-selkeytysallasta ja menetelmä orgaanisen faasin ja vesifaasin tilavuussuhteen O/A ja faasien erottumisajan mittaamiseksi ja säätämiseksi dispersiossa

Info

Publication number: FI123491B
Application number: FI20105892A
Authority: FI
Inventors: Jaime Urzua
Original assignee: Outotec Oyj
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2013-05-31
Also published as: FI20105892A0; DOP2013000048A; JP2013540576A; BR112013005737A2; UA107715C2; WO2012025668A1; EP2608859A1; CA2806496A1; CL2013000512A1; PE20131239A1; MX2013002235A; CA2806496C; EP2608859A4; KR20130058740A; CO6690751A2; JP5689176B2; AU2011294976A1; MX340034B; US20130125672A1; EA024222B1

Description

SEKOITUS-SELKEYTYSALLAS, JÄRJESTELY KÄSITTÄEN AINAKIN KAKSI SEKOITUS-SELKEYTYSALLASTA JA MENETELMÄ ORGAANISEN FAASIN JA VESIFAASIN TILAVUUSSUHTEEN O/A JA FAASIEN EROTTUMISAJAN MITTAAMISEKSI JA SÄÄTÄMISEKSI DIS-5 PERSIOSSA

KEKSINNÖN ALA

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitus-selkeytysallas. Edelleen keksinnön kohteena 10 on patenttivaatimuksen 12 mukainen sekoitus- selkeytysallas j ärj estely. Esillä oleva keksintö kohdistuu myös patenttivaatimuksen 13 mukaiseen menetelmään .

15 KEKSINNÖN TAUSTA

Eräs tavallinen tehtävä neste-nesteuuttolaitoksessa (SX) on sisäisen O/A-suhteen mittaaminen kussakin vaiheessa (mikä tavallisesti suoritetaan 2 tunnin välein) . O/A-suhde on orgaanisen faasin tilavuuden ja 20 vesifaasin tilavuuden keskinäinen tilavuussuhde. Mikä li tämä suhde poikkeaa tavoitearvosta, on suoritettava säätöjä halutun O/A-suhteen saavuttamiseksi ja käyttö-olosuhteiden ylläpitämiseksi.

25 Näytteiden ottaminen dispersiosta mittausta varten ja co sisäisen O/A-suhteen mittaaminen suoritetaan nykyään ° manuaalisesti eli käsin. Näyte otetaan käsin nousu- g kanavasta tai viimeisestä mikseristä (sekoitussäiliös- oo tä) ja tämän jälkeen lasketaan orgaaninen/vesi- χ 30 tilavuussuhde läpinäkyvän astian avulla. Saman toimen- cr piteen aikana mitataan faasien erottumisaika kronomet- σ, rin avulla. Ongelma on siinä, että eri henkilöt saat- oo g tavat ottaa dispersionäytteen nousukanavan eri kohdis- δ ta. Tämä aiheuttaa suuren poikkeaman mittaus- c\j 2 tuloksissa, niin että ne saattavat muuttua epäluotettaviksi .

Hakijan kehittämässä VSF® -tekniikassa (VSF = Vertical 5 Smooth Flow eli tasainen pystyvirtaus) on kolme avaintekijää: pumppumikseri, jota nimitetään dispersion ylivuotopumpuksi (DOP®) (joka on esitelty esimerkiksi dokumentissa US 5,662,871) ja joka käsittää kahden SPIROK®-kierukkasekoittimen (esitelty esimerkiksi do-10 kumentissa US 5,185,081) muodostaman ryhmän, sekä patentoidun selkeytysallasrakenteen, joka sisältää DDG® -aidat (esitelty esimerkiksi dokumentissa US 7,517,461). VSF-tekniikan perusajatuksena on tasaisen sekoituksen aikaansaaminen koko SX-laitoksessa, jotta 15 vältetään orgaanisen aineen hapettuminen ja liian pienen pisarakoon muodostuminen dispersiossa.

VSF®-tekniikassa perustava O/A-suhde määritetään pääasiallisesti niiden orgaanisten ja vesiliuosten määri-20 en perusteella, jotka syötetään kunkin vaiheen pumppu-mikseriin joko edeltävästä vaiheesta tai varastosäiliöistä. Laitoksen normaaleissa ja vakaissa olosuhteissa O/A-suhdetta voidaan muuttaa pääasiallisesti kahdella tavalla: muuttamalla dispersion ylivuotopumpun (DOP®)

25 pyörimisnopeutta tai muuttamalla vaiheen sisäisen kierrätysventtiilin asentoa. Venttiili, joka sijaitsee sisäisessä kierrätyskanavassa (esimerkiksi US

CO

£ 6,083,400) säätää vesifaasin kiertokulkua selkeytys- ^ altaasta takaisin pumppumikseriin.

co o 30 $5 Ongelmana on se, että jos pumppumikserin pyörimisnope- utta tai sisäisen kierrätysventtiilin avautumisasentoa Q.

muutetaan, muuttuu myös orgaanisen liuoksen edellisen

CM

vaiheen ylivuotokourun korkeus, jolloin on normaalisti m o 35 taas muutettava nopeutta ja venttiilin asentoa sisäi- ° sen O/A-suhteen ja ylivuotokourun korkeuden haluttujen tavoitearvojen saavuttamiseksi.

3

KEKSINNÖN TARKOITUS

Keksinnön tarkoituksena on edellä mainittujen haittojen poistaminen.

5 Keksinnön erityisenä tarkoituksena on saada aikaan sellainen sekoitus-selkeytysallas, jossa sisäisen tilavuussuhteen 0/A ja faasien erottumisajan mittaus sekä mittausten perusteella tapahtuva sisäisen 0/A-suhteen säätö voidaan suorittaa luotettavammin halli-10 tulla tavalla, ja joka tekee mahdolliseksi mittauksen ja säädön automatisoinnin.

Keksinnön tarkoituksena on lisäksi saada aikaan sekoitus-selkeytysaltaiden sellainen järjestely, jossa si-15 säisen tilavuussuhteen O/A ja faasien erottumisajan mittaus ja mittausten perusteella tapahtuva sisäisen O/A-suhteen ja ylivuotokourun korkeuden säätö voidaan automatisoida.

20 Keksinnön tarkoituksena on lisäksi saada aikaan parannettu menetelmä, jolla mitataan orgaanisen faasin ja vesifaasin tilavuussuhde O/A ja faasien erottumisaika dispersiossa, joka menetelmä tekee mahdolliseksi mittausten ja säätöjen automatisoinnin.

25

KEKSINNÖN YHTEENVETO

CO

^ Keksinnön mukaiselle sekoitus-selkeytysaltaalle on ^ tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuk- cb cp sessa 1. Edelleen keksinnön mukaiselle järjestelylle $2 30 on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaati- ^ muksessa 12. Lisäksi keksinnön mukaisen menetelmän

CL

tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuk-c\j § sessa 13.

m o δ c\j 4

Sekoitus-selkeytysallas käsittää pumppumikseriyksikön, neste-neste-uuton selkeytysaltaan ja laitteen, joka on järjestetty mittaamaan orgaanisen faasin ja vesifaasin tilavuussuhdetta O/A ja faasien erottumisaikaa disper-5 siossa, joka on valmistettu mainitussa pumppumikse-riyksikössä ennen dispersion syöttöä mainittuun neste-neste-uuton selkeytysaltaaseen nousukanavan kautta. Laite käsittää mittauskammion, joka on järjestetty ottamaan vastaan dispersionäytteen O/A-suhteen ja faasi-10 en erottumisajan mittausta varten.

Keksinnön mukaisesti laite käsittää tulokanavan, jossa on nousukanavaan avautuva ensimmäinen pää ja mittaus-kammioon avautuva toinen pää, jolloin mainittu tulo-15 kanava muodostaa kanavan näytteen virtaukselle mitta-uskammioon; poistokanavan, jossa on mittauskammioon avautuva kolmas pää ja pumppumikseri-yksikköön avautuva neljäs pää, jolloin mainittu poistokanava muodostaa kanavan näytteen virtaukselle ulos mittauskammiosta; 20 tuloventtiilin, joka on tulokanavaan sijoitettu ohjattu sulkuventtiili ja jolla tuloventtiilillä on avoin asento, joka sallii virtauksen tulokanavassa, ja suljettu asento, joka sulkee virtauksen tulokanavassa; ja poistoventtiilin, joka on poistokanavaan sijoitettu 25 ohjattu sulkuventtiili ja jolla poistoventtiilillä on avoin asento, joka sallii virtauksen poistokanavassa, ja suljettu asento, joka sulkee virtauksen poistokana-oo ^ vassa. Mainitut tulo- ja poistoventtiili on järjestet- ^ ty toimimaan samanaikaisesti, niin että tulo- ja pois- oo o 30 toventtiilin avoimessa asennossa dispersion annetaan $5 virrata jatkuvasti nousukanavasta mittauskammion haukia ta pumppumikseriin, ja tulo- ja poistoventtiilin sul-

CL

jetussa asennossa dispersionäyte jää mittauskammioon c\j oo O/A-suhteen ja faasien erottumisajan mittausta varten, o 35 δ c\j 5

Sekoitus-selkeytysaltaan eräässä toteutusmuodossa laite käsittää säätölaitteen, joka on konfiguroitu säätämään tulo- ja poistoventtiilin asentoa.

5 Sekoitus-selkeytysaltaan eräässä toteutusmuodossa sekoitus-selkeytysallas käsittää sisäisen kierrätyskana-van vesifaasin yhden osan kierrättämiseksi selkeytysaltaasta tai vesifaasin poistokourusta pumppumikse-riyksikköön. Kierrätyksen säätöventtiili on tarkoitet-10 tu säätämään vesifaasin virtausta kierrätyskanavassa. Säätölaite on järjestetty muuttamaan kierrätyksen sää-töventtiilin asentoa mitatun O/A-suhteen perusteella sekoitus-selkeytysaltaan sisäisen O/A-suhteen säätämiseksi ennalta määrätylle tasolle.

15

Sekoitus-selkeytysaltaan eräässä toteutusmuodossa mit-tauskammio käsittää vaakasuoran pohjan ja pystysuoran, lieriömäisen sivuseinän, jolloin sivuseinän korkeus määrittää mittauskammion korkeuden H.

20

Sekoitus-selkeytysaltaan eräässä toteutusmuodossa laite käsittää faasin pinnankorkeuden mittauslaitteen, joka mittaa orgaanisen faasin pinnankorkeutta mittaus-kammiossa .

25

Sekoitus-selkeytysaltaan erään toteutusmuodon mukaan faasin pinnankorkeuden mittauslaite on ohjattu tutkain tasomittari.

o

C\J

CO

cp 30 Sekoitus-selkeytysaltaan eräässä toteutusmuodossa lai- $2 te käsittää paine-eron mittauslaitteen, joka mittaa x nesteen paine-eroa mittauskammiossa.

ir ^

CL

C\J

g Sekoitus-selkeytysaltaan eräässä toteutusmuodossa pai- o 35 ne-eron mittauslaite käsittää ylemmän paineilmaisimen, ^ joka sijaitsee sivuseinässä mittauskammion vaakasuoran symmetria-akselin alapuolella, niin että ylempi pai- 6 neilmaisin pysyy vesifaasin pinnantason alapuolella sen jälkeen, kun faasien erottuminen on täysin tapahtunut. Paine-eron mittauslaite käsittää lisäksi alemman paineilmaisimen, joka on sijoitettu sivuseinään 5 välimatkan dH päähän ylemmästä paineilmaisimesta ja välimatkan ha päähän mittauskammion pohjasta.

Sekoitus-selkeytysaltaan eräässä toteutusmuodossa säätölaite on järjestetty laskemaan O/A-suhde seuraavas-10 ti: O/A-suhde = (h/H-h) jossa h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion korkeus 15

Sekoitus-selkeytysaltaan erään toteutusmuodon mukaan säätölaite on järjestetty laskemaan faasien erottumis-ajan PDT seuraavan yhtälön avulla: 20 PDT = (1/dH) * (H-h-ha) * (Tb-Ta) + Ta jossa dH = ylemmän ja alemman paineilmaisimen välinen etäisyys, 25 h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion korkeus ha = alemman paineilmaisimen etäisyys mitta- o uskammion pohjasta c\j ^ Ta = ajankohta, jolloin paine alkaa nousta ° 30 Tb = ajankohta, jolloin paine vakiintuu, oo g Sekoitus-selkeytysaltaan eräässä toteutusmuodossa sää- cvj tölaite on suunniteltu sulkemaan tulo- ja poistovent- σ> g tiili ennalta määrätyin mittausväliajöin ennalta mää- ? 35 rätyksi mittausjaksoksi, joka valitaan riittävän pit-

O

^ käksi faasien täydelliseksi erottumiseksi mittauskam- miossa.

7 Järjestelyssä, joka käsittää ainakin kaksi sekoitus-selkeytysallasta, nämä sekoitus-selkeytysaltaat on sijoitettu perätysten perättäisten prosessivaiheiden muodostamiseksi. Säätölaite on järjestetty muuttamaan 5 kierrätyksen säätöventtiilin asentoa kyseisessä jäl kimmäisessä vaiheessa mitatun O/A-suhteen ja faasien erottumisajan perusteella orgaanisen faasin ylivuoto-kourun korkeuden säätämiseksi edeltävässä vaiheessa.

10 Keksinnön mukaisesti johdetaan menetelmässä dispersion jatkuva virtaus nousukanavasta mittauskammion kautta pumppumikseriyksikköön, ja ennalta määrätyin väliajoin tämä jatkuva virtaus keskeytetään dispersionäytteen pitämiseksi mittauskammiossa O/A-suhteen ja faasien 15 erottumisajan mittausta varten.

Menetelmän eräässä toteutusmuodossa mittausjärjestys O/A-suhteen ja faasien erottumisajan mittausta varten noudattaa seuraavia vaiheita: 20 1) määritetään, onko pumppumikseri käynnissä, ellei ole, mennään vaiheeseen 1), jos on, jatketaan vaiheeseen 2), 2) suljetaan tulo- ja poistoventtiili dispersionäytteen pitämiseksi mittauskammiossa, 25 3) ennalta määrätyn ajanjakson Tl pituinen odotus faasien täydellisen erotutumisen varmistamiseksi mittauskammiossa, co ^ 4) orgaanisen kerroksen korkeuden h mittaus, ^ 5) O/A-suhteen mittaus: cp 30 O/A-suhde = (h/H-h) $2 jossa h = orgaanisen kerroksen korkeus ^ H = mittauskammion korkeus

CL

6) lasketaan faasien erottumisaika yhtälöllä: c\j g PDT = (1/dH) * (H-h-ha) * (Tb-Ta) + Ta tn on· o 35 jossa dH = ylemmän ja alemman paineilmaisimen kes- ° kinäinen välimatka h = orgaanisen kerroksen korkeus 8 H = mittauskarranion korkeus ha = alemman paineilmaisimen etäisyys mittaus kammion pohjasta

Ta = ajankohta, jolloin paine alkaa nousta 5 Tb = ajankohta, jolloin paine vakiintuu, 7) tulo- ja poistoventtiilin avaus, 8) ennalta määrätyn ajanjakson T2 pituinen odotus, joka on perättäisten näytteidenottojen välinen aika, 10 9) mennään vaiheeseen 1).

Menetelmän eräässä toteutusmuodossa dispersion O/A-suhdetta säädetään säätämällä vesifaasin kierrätysvir-tausta selkeytysaltaasta tai vesifaasin poistokourusta 15 pumppu-sekoittimeen mitatun O/A-suhteen ja faasien erottumisajan perusteella.

Menetelmän eräässä toteutusmuodossa on ainakin kaksi sekoitus-selkeytysallasta sijoitettu peräkkäin perät-20 täisten prosessivaiheiden muodostamiseksi, ja edellisen vaiheen orgaanisen faasin ylivuotokourun korkeutta säädetään säätämällä kierrätysvirtausta seuraavassa vaiheessa mitatun O/A-suhteen ja faasien erottumisajan perusteella.

25

Menetelmän eräässä toteutusmuodossa kierrätysventtii-_ liä säädetään seuraavissa vaiheissa:

CO

^ 1) määritetään, onko pumppumikseri käynnissä, g ellei ole, mennään vaiheeseen 1), jos on, jatketaan oo 30 vaiheeseen 2), x 2) tulo- ja poistoventtiili suljetaan, cc 3) ennalta määrätyn ajanjakson Tl pituinen oJ odotus faasien täydellisen erottumisen varmistamiseksi co LQ mittauskammiossa, o δ 35 4) orgaanisen kerroksen korkeuden h mittaus,

CM

5) O/A-suhteen mittaus: 9 O/A-suhde = (h/H-h) jossa h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion korkeus 6) lasketaan faasien erottumisaika yhtälöllä: 5 PDT = (1/dH) * (H-h-ha) * (Tb-Ta) + Ta jossa dH = ylemmän ja alemman paineilmaisimen välinen etäisyys h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion korkeus 10 ha = alemman paineilmaisimen etäisyys mitta uskammion pohjasta

Ta = ajankohta, jolloin paine alkaa nousta Tb = ajankohta, jolloin paine vakiintuu, ja tallennus järjestyksessä Ο/Ai, jossa i on mittauk-15 sen järjestysnumero, 7) tulo- ja poistoventtiilin avaus, 8) määritetään onko | O/Ai-i - O/Αι | < 0,05, jos on, jatketaan vaiheeseen 12), ellei ole, edetään vaiheeseen 9) 20 9) lasketaan säädön antotehon arvo kierrätys- venttiilin asentoa varten: %FFCi+1 = %FFCi - (0/Aj_* (%FFCi - %FFCi-i) ) / (O/Αι - O/Ai-i) 10) tehdään O/Ai = O/Ai-i 25 11) päivitetään kierrätysventtiilin asentoa arvolla %FFCi+i 12) odotetaan ennalta määrätyn ajanjakson T2

CO

1- verran, joka on perättäisten näytteidenottojen välinen ^ aika, co cp 30 13) jatketaan vaiheeseen 1), $5 jossa O/Αι = suhteen mittaus järjestyksessä i, ja g %FFCi = säädön antotehoarvo (kierrätysvent-

CL

tiilin asento) järjestyksessä i. c\j o

CO

Lii o 35 Keksinnön etuna on, että näytteenotto- ja mittausme- S nettelyt voidaan automatisoida. Inhimillinen tekijä näytteen otossa voidaan eliminoida, kun näyte aina 10 otetaan nousukanavan samasta kohdasta. Mittaustulokset ovat tämän vuoksi luotettavampia. O/A-suhteen ja faasien erottumisajan mitatut arvot voidaan tallentaa automaattisesti laitoksen ohjausjärjestelmään. Mittauk-5 siä voidaan suorittaa useammin. O/A-suhdetta voidaan muuttaa automaattisesti ja ylläpitää aikaa myöten. Mikäli pumppumikserin pyörimisnopeutta muutetaan jonkin toimintaolosuhteen johdosta, voidaan O/A-suhde ylläpitää automaattisesti.

10

KUVALUETTELO

Oheinen piirustus, joka on tarkoitettu helpottamaan keksinnön ymmärtämistä ja joka muodostaa osan tätä selitystä, kuvaa keksinnön erään toteutusmuodon ja yh-15 dessä selityksen kanssa auttaa keksinnön periaatteiden selittämisessä. Kuvio näyttää erään keksinnön mukaisen sekoitus-selkeytysaltaan toteutusmuodon, joka on varustettu O/A-suhteen ja faasien erottumisajan mittauslaitteella .

20

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Kuvio esittää kaaviomaisesti sekoitus- selkeytysallasta, joka käsittää pumppumikseriyksikön 1, neste-neste-uuton selkeytysaltaan 2 ja laitteen 3, 25 joka on suunniteltu mittaamaan dispersion orgaanisen co faasin O ja vesifaasin A tilavuussuhdetta O/A ja faa- ^ sien erottumisaikaa PDT. Dispersio tuotetaan pumppu- g mikseriyksikössä 1. Yksikkö 1 käsittää dispersion yli- oo vuotopumpun DOP, jonka jälkeen on kaksi mikseriä (se- x 30 koitussäiliötä). Dispersio syötetään viimeisestä mik-

DC

seristä selkeytysaltaaseen nousukanavan 4 kautta.

C\1 O)

CO

g Mittauslaite 3 käsittää mittauskammion 5, joka on jär- o jestetty ottamaan vastaan dispersionäyte O/A-suhteen 35 ja faasien erottumisajan mittausta varten. Laite 3 kä- 11 sittää lisäksi tulokanavan 6, jossa on nousukanavaan 4 avautuva ensimmäinen pää 7 ja mittauskammioon 5 avautuva toinen pää 8, jolloin tulokanava muodostaa kanavan näytteen virtaukselle mittauskammion sisälle.

5 Poistokanavassa 9 on mittauskammioon 5 avautuva kolmas pää 10 ja pumppumikseriyksikköön avautuva neljäs pää 11. Poistokanava 9 muodostaa kanavan näytteen virtaukselle ulos mittauskammiosta 5. Tuloventtiili 12, joka on ohjattu sulkuventtiili, on sijoitettu tulokanavaan 10 6. Tuloventtiilillä 12 on avoin asento tulokanavassa 6 tapahtuvalle virtaukselle ja suljettu asento tulokanavassa 6 tapahtuvan virtauksen sulkemiseksi. Poisto-venttiili 13, joka on ohjattu sulkuventtiili, on sijoitettu poistokanavaan 9. Poistoventtiilillä 13 on 15 avoin asento poistokanavassa 9 tapahtuvalle virtaukselle ja suljettu asento poistokanavassa 9 tapahtuvan virtauksen sulkemiseksi. Laite 3 käsittää säätölaitteen 14, joka on suunniteltu säätämään tuloventtiilin 12 ja poistoventtiilin 13 asentoja.

20

Tulo- ja poistoventtiilit 12, 13 on järjestetty toimimaan samanaikaisesti, niin että niiden avoimessa asennossa dispersion jatkuva vähäinen kiertovirtaus voi tapahtua nousukanavasta 4 mittauskammion 5 kautta 25 pumppumikseriin 1 ja tulo- ja poistoventtiilin 12, 13 suljetussa asennossa dispersionäyte jää mittauskammioon 5, niin että tapahtuu orgaanisen liuoksen ja vesi-

CO

1- liuoksen välinen luonnollinen faasien erottuminen, o ^ jolloin O/A-suhteen sekä faasien erottumisajan mittaus co cp 30 voi tapahtua. Kuviossa tuloventtiili 12 ja poistovent- tiili 13 ovat suljetussa asennossa ja orgaanisen faa-^ sin O ja vesifaasin A faasien erottuminen on tapahtu-

CL

nut. Koska kahdesta liuoksesta vesifaasi A on raskaam-c\j § pi liuos, se on alempi kerros kammiossa 5, ja koska

LO

o 35 orgaaninen kerros O on kahdesta liuoksesta kevyempi ^ liuos, se on ylempi kerros kammiossa 5.

12

Sekoitus-selkeytysallas käsittää lisäksi sisäisen kierrätyskanavan 15 vesifaasin yhden osan kierrättämiseksi selkeytysaltaasta 2 pumppumikseriyksikköön 1 (jota osoittaa ehyt viiva). Kierrätyskanava 15 voi li-5 säksi tai vaihtoehtoisesti kierrättää osan vesifaasis-ta selkeytysaltaan 2 purkauspäässä sijaitsevasta vesi-faasin poistokourusta 23 (jota osoittaa katkoviiva).

Kierrätyksen säätöventtiili 16 on järjestetty säätä-10 mään vesifaasin virtausta kierrätyskanavassa 15. Säätölaite 14 on määritetty muuttamaan kierrätyksen sää-töventtiilin 16 asentoa mitatun O/A-suhteen perusteella sekoitus-selkeytysaltaan sisäisen O/A-suhteen säätämiseksi ennalta määrätylle tasolle.

15

Mittauskammio 5 käsittää vaakasuoran pohjan 17 ja pystysuoran, lieriömäisen sivuseinän 18. Sivuseinän 18 korkeus määrittää mittauskammion 5 korkeuden H. Laite 3 käsittää faasin pinnankorkeuden mittauslaitteen 19, 20 joka mittaa orgaanisen faasin O pinnankorkeutta h mit-tauskammiossa. Faasin pinnankorkeuden mittauslaite 19 voi olla ohjattu tutkatasomittari.

Laite 3 käsittää lisäksi paine-eron mittauslaitteen 25 20, joka mittaa paine-eron mittauskammiossa olevassa nesteessä. Paine-eron mittauslaite 20 käsittää ylemmän paineilmaisimen 21, joka sijaitsee sivuseinässä 18

CO

£ mittauskammion 5 vaakasuoran symmetria-akselin T-T

^ alapuolella, niin että ylempi paineilmaisin pysyy ve to o 30 sifaasin pintatason alapuolella, kun faasit ovat täy- “ dellisesti erottuneet. Alempi paineilmaisin 22 on si- ^ joitettu sivuseinään välimatkan dH päähän ylemmästä

CL

paineilmaisimesta ja välimatkan ha päähän mittausta § kammion pohjasta, o 35 ° Säätölaite 14 on järjestetty laskemaan O/A-suhde seu raavasti : 13 O/A-suhde = (h/H-h) jossa h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion 5 korkeus.

5 Säätölaite 14 on järjestetty laskemaan faasien erottu-misaikaa PDT seuraavan yhtälön avulla: PDT = (1/dH) * (H-h-ha) * (Tb-Ta) +Ta 10 jossa dH = ylemmän ja alemman paineilmaisimen välinen etäisyys h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion korkeus 15 ha = alemman paineilmaisimen etäisyys mitta uskammion pohjasta

Ta = ajankohta, jolloin paine alkaa nousta Tb = ajankohta, jolloin paine vakiintuu.

20 Säätölaite 14 on suunniteltu sulkemaan tulo- ja poistoventtiilit 12, 13 ennalta määrätyin mittausväliajöin (jotka voisivat olla esimerkiksi 10 -60 minuuttia) ennalta määrätyksi mittausjaksoksi, joka valitaan riittävän pitkäksi, jotta faasien täydellinen erottuminen 25 voi tapahtua mittauskammiossa 5. Faasien täydelliseen erottumiseen kammiossa 5 kuluu normaalisti alle 3 minuuttia . co δ

Mittausten järjestys O/A-suhteen ja faasien erottumis-co o 30 ajan mittauksessa noudattaa seuraavia vaiheita: 1) määritetään onko pumppumikseri (1) käyn-nissä, ellei ole, mennään vaiheeseen 1), jos on, ede-

CL

tään vaiheeseen 2), C\1 § 2) tulo- ja poistoventtiili (12,13) suljetaan

LO

o 35 dispersionäytteen pitämiseksi mittauskammiossa (5), δ C\1 14 3) ennalta määrätyn ajanjakson Tl pituinen odotus täydellisen faasien erottumisen varmistamiseksi mittauskammiossa, 4) orgaanisen kerroksen korkeuden h mittaus, 5 5) O/A-suhteen laskeminen: O/A-suhde = (h/H-h) jossa h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion korkeus 6) faasien erottumisaika lasketaan seuraavan 10 yhtälön avulla: PDT = (1/dH) * (H-h-ha) * (Tb - Ta) +Ta jossa dH = ylemmän ja alemman paineilmaisimen välinen etäisyys, h = orgaanisen kerroksen korkeus 15 H = mittauskammion korkeus ha = alemman paineilmaisimen etäisyys mittauskammion pohjasta

Ta = ajankohta, jolloin paine alkaa nousta Tb = ajankohta, jolloin paine vakiintuu, 20 7) tulo- ja poistoventtiilin 12, 13 avaami nen, 8) ennalta määrätyn ajanjakson T2 pituinen odotus, joka on perättäisten näytteidenottojen välinen aika, 25 9) mennään vaiheeseen 1).

Dispersion O/A-suhdetta säädetään säätämällä vesifaa-” sin kierrätysvirtausta selkeytysaltaasta 2 pumppumik-

O

^ seriin 1 mitatun O/A-suhteen ja faasien erottumisajan co cp 30 perusteella, co g Kun vähintään kaksi sekoitus-selkeytysallasta on si-

CL

joitettu perätysten perättäisten prosessivaiheiden c\j g muodostamiseksi, edellisen vaiheen orgaanisen faasin

LO

o 35 ylivuotokourun korkeutta voidaan säätää säätämällä ° kierrätysvirtausta seuraavassa vaiheessa siinä mitatun O/A-suhteen ja faasien erottumisajan perusteella.

15

Kierrätysventtiiliä 16 säädetään seuraavissa vaiheissa : 1) määritetään onko pumppumikseri 1 käynnissä, ellei ole, mennään vaiheeseen 1), jos on, jatke- 5 taan vaiheeseen 2), 2) tulo- ja poistoventtiilin 12,13 sulkeminen, 3) ennalta määrätyn ajanjakson Tl pituinen odotus faasien täydellisen erottumisen varmistamiseksi 10 mittauskammiossa, 4) orgaanisen kerroksen korkeuden h mittaus, 5) O/A-suhteen laskeminen: O/A-suhde = (h/H-h) jossa h = orgaanisen kerroksen korkeus 15 H = mittauskammion korkeus 6) faasien erottumisajan mittaus seuraavan yhtälön avulla: PDT = (1/dH) * (H-h-ha) * (Tb - Ta) +Ta jossa dH = ylemmän ja alemman paineilmaisimen väli-20 nen etäisyys h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion korkeus ha = alemman paineilmaisimen etäisyys mittauskammion pohjasta 25 Ta = ajankohta, jolloin paine alkaa nousta

Tb = ajankohta, jolloin paine vakiintuu, ja tallennus järjestyksessä O/Αι, jossa i on mittautit sen järjestysnumero, o ^ 7) tulo- ja poistoventtiilin 12,13 avaus, o 30 8) määritetään onko | O/Ai-i - O/Αι | < 0,05, $2 jos on, jatketaan vaiheeseen 12), ellei ole, edetään x vaiheeseen 9)

CC

CL

9) lasketaan säädön antotehon arvo kierrätys-

C\J

g venttiilin (16) asentoa varten: o 35 %FFCi+i = %FFC± - (0/Ai*(%FFCi - %FFCi-i) ) / (0/A± - S O/Ai-i) 10) tehdään 0/Α± = O/Ai-i 16 11) päivitetään kierrätysventtiilin asentoa arvolla %FFCi+i 12) odotetaan ennalta määrätyn ajanjakson T2 verran, joka on perättäisten näytteidenottojen välinen 5 aika, 13) jatketaan vaiheeseen 1), jossa O/Αι = suhteen mittaus järjestyksessä i, ja %FFCi = säädön antotehoarvo (kierrätysventtiilin asento) järjestyksessä i.

10 Säädössä käytetään sekantti- eli leikkausmenetelmää epälineaaristen yhtälöiden ratkaisemiseksi, koska perinteinen näyte-PID-piiri saattaa heilahdella. Piirin konvergenssi taataan käyttämällä Lyapunovin teoreemaa. 15 Muitakin numeerisia sokkomenettelyjä voidaan käyttää.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että teknologian kehittymisen myötä on mahdollista toteuttaa keksinnön perusajatusta eri tavoin. Näin ollen keksintö ja sen 20 toteutusmuodot eivät rajoitu edellä kuvattuihin esimerkkeihin, vaan niitä voidaan muuttaa patenttivaatimuksissa määritellyn suojapiirin puitteissa.

co δ

CvJ

co cp co

X

Q.

CvJ

o

CO

m o δ

CvJ

Claims

1. Sekoitus-selkeytysallas, joka käsittää pumppumikse-riyksikön (1), neste-neste-uuton selkeytysaltaan (2) ja laitteen (3), joka on järjestetty mittaamaan or-5 gaanisen faasin (0) ja vesifaasin (A) tilavuussuhdetta 0/A ja faasien erottumisaikaa (PDT) dispersiossa, joka on tuotettu mainitussa pumppu-imik-seriyksikössä (1) ennen dispersion syöttöä mainittuun neste-neste-uuton selkeytysaltaaseen (2) nousukanavan (4) kautta, jol- 10 loin laite (3) käsittää mittauskammion (5), joka on järjestetty ottamaan vastaan dispersionäytteen O/A-suhteen ja faasien erottumisajan mittausta varten, tunnettu siitä, että laite (3) käsittää 15 tulokanavan (6), jossa on nousukanavaan (4) avautuva ensimmäinen pää (7) ja mittauskammioon (5) avautuva toinen pää (8), jolloin mainittu tulokanava muodostaa kanavan näytteen virtaukselle mittauskammioon, 20 poistokanavan (9), jossa on mittauskammioon (5) avautuva kolmas pää (10) ja pumppumikseri- yksikköön avautuva neljäs pää (11), jolloin tämä poistokanava muodostaa kanavan näytteen virtaukselle mit-tauskammiosta, 25 tuloventtiilin (12), joka on ohjattu sulku- venttiili, joka on sijoitettu tulokanavaan (6), jol- m loin tällä tuloventtiilillä on avoin asento tulokana- o van virtaukselle ja suljettu asento virtauksen pysäyt- oo tämiseksi tulokanavassa, ja o ^ 30 poistoventtiilin (13), joka on ohjattu sulku- venttiili, joka on sijoitettu poistokanavaan (9), jol-x £ loin tällä poistoventtiilillä on avoin asento virtauk- cvj selle poistokanavassa ja suljettu asento virtauksen O) ίο pysäyttämiseksi poisto-ikanavassa, ° nr ς 55 jolloin tuloventtiili (12) ja poistoventtiili ^ (13) on järjestetty toimimaan samanaikaisesti, niin että niiden avoimessa asennossa dispersion sallitaan virrata jatkuvasti nousukanavasta (4) mittauskammion (5) kautta pumppumikseriin (1), ja niiden suljetussa asennossa dispersionäyte jää mittauskammioon (5) 0/A- suhteen ja faasien erottumisajan mittausta varten. 5

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitus- selkeytysallas, tunnettu siitä, että laite (3) käsittää säätölaitteen (14), joka on järjestetty säätämään tuloventtiilin (12) ja poistoventtiilin (13) asentoa. 10

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sekoitus-selkeytysallas, tunnettu siitä, että sekoitus-selkeytysallas käsittää sisäisen kierrätyskanavan (15) vesifaasin yh-15 den osan kierrättämiseksi selkeytysaltaasta (2) ja/tai vesifaasin poistokourusta (23) pumppumikseriyksikköön (l) ; kierrätyksen säätöventtiilin (16), joka on järjestetty säätämään vesifaasin virtausta kierrätys-20 kanavassa (15); ja että säätölaite (14) on järjestetty muuttamaan kierrätyksen säätöventtiilin (15) asentoa mitatun O/A-suhteen perusteella sekoitus-selkeytysaltaan sisäisen O/A-suhteen säätämiseksi ennalta määrätylle 25 tasolle.

4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1-3 mukainen CO >- sekoitus-selkeytysallas, tunnettu siitä, että mittaus- o ^ kammio (5) käsittää vaakasuoran pohjan (17) ja pys- ch cp 30 tysuoran, lieriömäisen sivuseinän (18), jolloin sivu- $5 seinän korkeus määrittää mittauskammion korkeuden H. x x Q.

5. O/A-suhteen laskeminen: O/A-suhde = (h/H-h) jossa h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion korkeus 25 6) faasien erottumisaika lasketaan seuraavan yhtälön avulla: PDT = (1/dH) * (H-h-ha) * (Tb - Ta) +Ta ” jossa dH = ylemmän ja alemman paineilmaisimen väli- o ^ nen etäisyys, co cp 30 h = orgaanisen kerroksen korkeus $2 H = mittauskammion korkeus x ha = alemman paineilmaisimen etäisyys mitta- Q_ uskammion pohjasta c\j Ta = ajankohta, jolloin paine alkaa nousta LO o 35 Tb = ajankohta, jolloin paine vakiintuu, 7. tulo- ja poistoventtiilin (12,13) avaaminen, 8. ennalta määrätyn ajanjakson T2 pituinen odotus, joka on perättäisten näytteidenottojen välinen aika, 9. meno vaiheeseen 1). 5

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dispersion O/A-suhdetta säädetään säätämällä vesifaasin kierrätysvirtausta selkeytysaltaasta (2) ja/tai vesifaasin poistokourusta (23) pumppu- 10 mikseriin (1) mitatun O/A-suhteen ja faasien erottu-misajan perusteella.

16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin kaksi sekoitus- 15 selkeytysallasta on sijoitettu perätysten perättäisten prosessivaiheiden muodostamiseksi ja edeltävän vaiheen orgaanisen faasin ylivuotokourun korkeutta säädetään säätämällä kierrätysvirtausta seuraa-ivassa vaiheessa mitatun O/A-suhteen ja faasien erottumisajan perus- 20 teella.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 14 - 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kierrätysventtiiliä (16) säädetään seuraavissa vaiheissa: 25 1) määritetään onko pumppumikseri (1) käyn nissä, ellei ole, mennään vaiheeseen 1), jos on, jatketaan vaiheeseen 2), CO T- 2) tulo- ja poistoventtiilin (12,13) sulkemi- ^ nen, co cp 30 3) ennalta määrätyn ajanjakson Tl pituinen $2 odotus faasien täydellisen erottumisen varmistamiseksi g mittauskammiossa, CL 4. orgaanisen kerroksen korkeuden h mittaus, c\j § 5) O/A-suhteen laskeminen: o 35 O/A-suhde = (h/H-h) ^ jossa h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion korkeus 6. faasien erottumisajan mittaus seuraavan yhtälön avulla: PDT = (1/dH) * (H-h-ha) * (Tb - Ta) +Ta jossa dH = ylemmän ja alemman paineilmaisimen väli-5 nen etäisyys h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion korkeus ha = alemman paineilmaisimen etäisyys mittauskammion pohjasta

5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1-4 mukainen c\j sekoitus-selkeytysallas, tunnettu siitä, että laite m o 35 käsittää faasin pmnankorkeuden mittauslaitteen (19), ° joka mittaa orgaanisen faasin (O) pinnankorkeutta (h) mittauskammiossa.

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1-5 mukainen sekoitus-selkeytysallas, tunnettu siitä, että faasin pinnankorkeuden mittauslaite (19) on ohjattu tutka-tasomittari. 5

7. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1-6 mukainen sekoitus-selkeytysallas, tunnettu siitä, että laite käsittää paine-eron mittauslaitteen (20), joka mittaa nesteen paine-eron mittauskammiossa (5). 10

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sekoitus- selkeytysallas, tunnettu siitä, että paine-eron mittauslaite (20) käsittää ylemmän paineilmaisimen (21), joka sijaitsee 15 sivuseinässä (18) mittauskammion (5) vaakasuoran symmetrian akselin (T-T) alapuolella, niin että ylempi paineilmaisin jää vesifaasin pintatason alapuolelle faasien täydellisen erottumisen jälkeen, ja alemman paineilmaisimen (22), joka on sijoi-20 tettu sivuseinään välimatkan dH päähän ylemmästä pai-neilmaisimesta ja välimatkan ha päähän mittauskammion pohj asta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen sekoitus- 25 selkeytysallas, tunnettu siitä, että säätölaite (14) on järjestetty laskemaan O/A-suhdetta seuraavasti: ” O/A-suhde = (h/H-h) o C\J CO cp 30 jossa h = orgaanisen kerroksen korkeus $2 H = mittauskammion korkeus, x IX Q.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen sekoitus- C\J g selkeytysallas, tunnettu siitä, että säätölaite (14) m o 35 on järjestetty laskemaan faasien erottumisaikaa PDT ^ seuraavan yhtälön avulla: PDT = (1/dH) * (H-h-ha) * (Tb - Ta) +Ta jossa dH = ylemmän ja alemman paineilmaisimen väli-5 nen etäisyys h = orgaanisen kerroksen korkeus H = mittauskammion korkeus ha = alemman paineilmaisimen etäisyys mittauskammion pohjasta

10 Ta = ajankohta, jolloin paine alkaa nousta Tb = ajankohta, jolloin paine vakiintuu.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen sekoitus-selkeytysallas, tunnettu siitä, että säätölaite 15 (14) on järjestetty sulkemaan tulo- ja poistoventtiili (12,13) ennalta määrätyin väliajoin ennalta määrätyksi mittaus-j aksoksi, joka valitaan riittä-ivän pitkäksi, jotta tapahtuu faasien täydellinen erottuminen mitta-uskammiossa (5).

12. Järjestely, joka käsittää ainakin kaksi sekoitus-selkeytysallasta, jotka sekoitus-selkeytysaltaat on sijoitettu peräkkäin perättäisten prosessi-vaiheiden muodostamiseksi, jossa ainakin seuraava vaihe käsittää 25 jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukaisen sekoitus-selkeytysaltaan, tunnettu siitä, että säätölaite (14) on järjestetty muuttamaan kierrätyksen säätöventtiilin CO l- (16) asentoa mainitussa seuraavassa vaiheessa mitatun o ^ O/A-suhteen ja faasien erottumisajan perusteella or- co cp 30 gaanisen ylivuotokourun korkeuden säätämiseksi edeltä- $5 vässä vaiheessa. X cc CL

13. Menetelmä, jolla mitataan ja säädetään orgaanisen c\j § faasin (O) ja vesifaasin (A) tilavuussuhdetta O/A ja m o 35 faasien erottumisaikaa (PDT) dispersiossa, joka on ° tuotettu pumppumikseriyksikössä (1) ennen dispersion syöttöä neste-neste-uuton selkeytys-ialtaaseen (2) nou- sukanavan (4) kautta, tunnettu siitä, että dispersion jatkuva virtaus johdetaan nousukanavasta (4) mittaus-kammion (5) kautta pumppumikseriyksikköön (1) ja ennalta määrätyin väliajoin tämä jatkuva virtaus keskey-5 tetään dispersio-inäytteen pitämiseksi mittauskammiossa (5) O/A-suhteen ja faasien erottumisajan mittausta varten.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnet-10 tu siitä, että O/A-suhteen ja faasien erottumisajan mittauksen järjestys noudattaa seuraavia vaiheita: 1. määritetään onko pumppumikseri (1) käynnissä, ellei ole, mennään vaiheeseen 1), jos on, edetään vaiheeseen 2), 15 2) tulo- ja poistoventtiili (12,13) suljetaan dispersionäytteen pitämiseksi mittauskammiossa (5), 3. ennalta määrätyn ajanjakson Tl pituinen odotus täydellisen faasien erottumisen varmistamiseksi mittauskammiossa, 20 4) orgaanisen kerroksen korkeuden h mittaus,

10 Ta = ajankohta, jolloin paine alkaa nousta Tb = ajankohta, jolloin paine vakiintuu, ja tallennus järjestyksessä Ο/Ai, jossa i on mittauksen järjestysnumero, 7. tulo- ja poistoventtiilin (12,13) avaus, 15 8) määritetään onko | O/Ai-1 - Ο/Ai | < 0,05, jos on, jatketaan vaiheeseen 12), ellei ole, edetään vaiheeseen 9) 9. lasketaan säädön antotehon arvo kierrätys-venttiilin (16) asentoa varten: 20 18. %FFCi+l = %FFCi - (0/Ai*(%FFCi - %FFCi-l) ) / (O/Ai - O/Ai-1) 10. tehdään O/Ai = O/Ai-1 11. päivitetään kierrätysventtiilin asentoa arvolla %FFCi+l 25 12) odotetaan ennalta määrätyn ajanjakson T2 verran, joka on perättäisten näytteidenottojen välinen aika, co ^ 13) jatketaan vaiheeseen 1), ^ jossa O/Ai = suhteen mittaus järjestyksessä i, ja co ? 30 %FFCi = säädön antotehoarvo (kierrätysvent- $5 tiilin asento) järjestyksessä i. x cc CL C\J σ> co m o δ C\J