FR2540904A1 - Method for the selective pumping of hydrocarbons contained in water, and apparatus for the implementation of this method - Google Patents

Method for the selective pumping of hydrocarbons contained in water, and apparatus for the implementation of this method Download PDF

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Abstract

The subject of the present invention is a method for recovering hydrocarbons at the surface of water and an apparatus for the implementation of this method. This apparatus is characterised in that it comprises a cone 1, the external surface of which is covered with an oil-absorbing material, means 12 for driving this cone about its shaft 3, a portal frame 13 for supporting these driving means, which is designed to keep the shaft of the cone vertical and has a height such that the tip of the cone is immersed in the sheet of water. It relates to a method for the selective pumping of hydrocarbons contained in water, and an apparatus for the implementation of this method.

Description

PROCEDE POUR LE POMPAGE SELECTIF D'HYDROCARBURES
CONTENUS DANS DE L'EAU, ET APPAREIL POUR LA
MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE
La présente invention se rapporte a un procédé pour le pompage sélectif d'hydrocarbures contenus dans de l'eau, ainsi qu'à un appareil pour la mise en oeuvre de ce procedé.
PROCESS FOR THE SELECTIVE PUMPING OF HYDROCARBONS
CONTAINED IN WATER, AND APPARATUS FOR THE
IMPLEMENTATION OF THIS PROCESS
The present invention relates to a process for the selective pumping of hydrocarbons contained in water, as well as to an apparatus for carrying out this process.

Le procédé selon l'invention est particulièrement adapte a la recu pération d'hydrocarbures a la surface de l'eau, soit en milieu industriel, soit lors d'une pollution en mer ou en rivière. The method according to the invention is particularly suitable for the recovery of hydrocarbons on the surface of the water, either in an industrial environment, or during pollution at sea or in rivers.

L'appareil selon l'invention, destine a la mise en oeuvre de ce procédé peut revêtir différents aspects, selon le lieu. où il sera utilisé, et la profondeur de la nappe d'eau traiter.  The apparatus according to the invention, intended for the implementation of this process can take different aspects, depending on the location. where it will be used, and the depth of the water table to treat.

Le procédé selon l'invention, pour la récupération d'hydrocarbures a la surface de l'eau, est caractérisé en ce que l'on immerge dans la nappe d'eau a traiter, comportant une couche superficielle d'hydrocarbures, la partie de pointe d'un cône mis en rotation autour de son axe vertical, la surface extérieure dudit cône étant revêtue d'un matériau oléophile, ce grâce à quoi il se forme sur cette surface une couche mince d'hydrocarbure qui, sous l'effet de la force centrifuge s'élève jusqu'au bord supérieur duditcône, d'où toujours sous l'effet de la force centrifuge, elle est châssée radialement et recueillie. The process according to the invention, for the recovery of hydrocarbons from the surface of the water, is characterized in that one immerses in the water table to be treated, comprising a surface layer of hydrocarbons, the part of tip of a cone rotated about its vertical axis, the outer surface of said cone being coated with an oleophilic material, which causes a thin layer of hydrocarbon to form on this surface which, under the effect of the centrifugal force rises to the upper edge of said cone, from which, always under the effect of the centrifugal force, it is driven radially and collected.

Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, on produit dans la nappe d'eau, sous le cône, un vortex dont l'angle est tel qu'il se superpose sensiblement a la partie de pointe du cône, de manière à augmenter la surface de contact entre la couche d'hydrocarbures et le cône. According to another characteristic of the process according to the invention, a vortex is produced in the water table, under the cone, the angle of which is such that it is substantially superimposed on the tip part of the cone, so as to increase the contact surface between the oil layer and the cone.

On produit ainsi la séparation sous forme d'une mince couche, de l'hydrocarbure flottant à la surface de l'eau. Dans le cas du vortex, on augmente la surface de contact initiale du cône avec cet hydrocarbure.  This produces the separation in the form of a thin layer of the hydrocarbon floating on the surface of the water. In the case of the vortex, the initial contact surface of the cone with this hydrocarbon is increased.

L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est. The apparatus for implementing the method according to the invention is.

caractérisé en ce qu'il comprend un cône dont la surface extérieure est revêtue d'un materiau oléophile, des moyens d'entrainememt de ce cône autour de son axe, un portique de support de ces moyens d'entraînement adapte à maintenir vertical l'axe du cône et d'une hauteur telle que la pointe du cône soit immergée dans la nappe d'eau, ledit portique soutenant également une goulotte périphérique de récupération des hydrocarbures entourant le bord supérieur du cône et reliée par une canalisation a des moyens de collecte des hydrocarbures recueillis.characterized in that it comprises a cone, the outer surface of which is coated with an oleophilic material, means for driving this cone around its axis, a gantry for supporting these drive means suitable for keeping the vertical axis of the cone and of a height such that the tip of the cone is immersed in the water table, said gantry also supporting a peripheral chute for recovering hydrocarbons surrounding the upper edge of the cone and connected by a pipe to collection means collected hydrocarbons.

Selon une autre caracteristique, L'arbre du cône se prolonge sous celui-ci par une partie en bout de laquelle est montée une turbine des tinée à la production d'un vortex à la surface de l'eau. According to another characteristic, the shaft of the cone extends beneath it by a part at the end of which is mounted a turbine of the tines for the production of a vortex on the surface of the water.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs mieux de la description suivante, donnée uniquement a titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique illustrant la mise enoeuvre du
procédé selon 1 '-invention;
- la figure 2 est une vue en coupe, également schématique, montrant
une forme de réalisation de l'appareil selon l'invention,
pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus;
- la-figure 3 est une'vue partielle, de dessus, de l'appareil de la
figure 2.
The characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the following description, given solely by way of example, with reference to the appended drawings, in which:
- Figure 1 is a schematic view illustrating the implementation of the
process according to the invention;
- Figure 2 is a sectional view, also schematic, showing
an embodiment of the apparatus according to the invention,
for the implementation of the above method;
- Figure 3 is a partial view, from above, of the apparatus of the
figure 2.

Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, un cône 1 dont la pointe 2 est tournée vers le bas et qui est mis en rotation autour de son axe 3, maintenu vertical, est partiellement immerge dans la nappe de liquide a traiter, présentant une surface libre 4. il s'agit, par exemple d'eau, eau de mer en particulier, polluée plus ou moins superficiellement par des hydrocarbures (couche 5). For the implementation of the method according to the invention, a cone 1 whose tip 2 faces downwards and which is rotated about its axis 3, kept vertical, is partially immersed in the sheet of liquid to be treated, having a free surface 4. it is, for example water, sea water in particular, polluted more or less superficially by hydrocarbons (layer 5).

Sur sa face externe 6, le cône 1, est revêtu d'une couche d'un matériau oléophile, par exemple une résine oléophile
En raison de l'affinité existant entre l'hydrocarbure et le revêtement du cône, il se forme une couche mince d'hydrocarbure 7 à la surface de ce cône qui, sous l'effet de la force centrifuge, s'etale jusqu'en haut du cône et est châssee radialement le long du bord supérieur 8 de ce cône; c'est là qu'on la recueille grace, par exemple, à une goulotte périphérique 10 entourant le bord superieur du cône, d'où part une canalisation 11 (figure 1).
On its external face 6, the cone 1, is coated with a layer of an oleophilic material, for example an oleophilic resin
Due to the affinity existing between the hydrocarbon and the coating of the cone, a thin layer of hydrocarbon 7 is formed on the surface of this cone which, under the effect of centrifugal force, spreads up to top of the cone and is flush radially along the upper edge 8 of this cone; this is where it is collected thanks, for example, to a peripheral chute 10 surrounding the upper edge of the cone, from which a pipe 11 (figure 1) starts.

Le même procedé est naturellement applicable à la récupération
d'hydrocarbures en milieu industriel.
The same process is naturally applicable to recovery
of hydrocarbons in an industrial environment.

La figure 2 montre une forme de réalisation d'un appareil destiné
à la mise en oeuvre du procédé selon l-'invention, appliqué par exemple à
la récupération d'hydrocarbures à la surface d'une nappe d'eau, en mer
en particulier.
Figure 2 shows an embodiment of an apparatus for
to the implementation of the method according to the invention, applied for example to
recovery of hydrocarbons from the surface of a water table, at sea
in particular.

Les éléments déjà décrits en référence à la figure .1 et qui se
retrouvent à la figure 2 ont reçu les mêmes références numeriques.
The elements already described with reference to Figure .1 and which are
found in Figure 2 received the same reference numbers.

Dans l'appareil de la figure 2, à la surface extérieure duquel est
déposée une couche de résine oléophile, un cône 1, solidaire d'un arbre
axial 3, entraîné en rotation autour de l'axe de cet arbre 3 par un moteur
12, est suspendu à un portique 13, que des flotteurs 14, par exemple au nombre de trois, soutiennent à la surface de la nappe liquide 4 à traiter.
In the apparatus of FIG. 2, on the outer surface of which is
deposited a layer of oleophilic resin, a cone 1, integral with a tree
axial 3, driven in rotation about the axis of this shaft 3 by a motor
12, is suspended from a gantry 13, which floats 14, for example three in number, support the surface of the liquid sheet 4 to be treated.

Ce portique 13 comprend des piliers verticaux 16, solidaires chacun d'un des flotteurs 14, d'où partent des bras horizontaux de support 17 aboutissant à la carcasse du moteur 12.This gantry 13 comprises vertical pillars 16, each integral with one of the floats 14, from which extend horizontal support arms 17 leading to the carcass of the engine 12.

L'ensemble des piliers 16 et des bras 17 est convenablement renfor
ces par des éléments structuraux (non représenté) donnant à cet ensemble
la rigidité voulue.
The set of pillars 16 and arms 17 is suitably reinforced
these by structural elements (not shown) giving this set
the desired rigidity.

La hauteur des piliers 16, la longueur du-bras 3, sont telles que
lorsque le portique 13, soutenu par les flotteurs 14, flotte normalement
à la surface de la nappe 4, la partie inférieure 2 du cône 1 est immergée dans le liquide constituant cette nappe.
The height of the pillars 16, the length of the arm 3, are such that
when the gantry 13, supported by the floats 14, floats normally
on the surface of the sheet 4, the lower part 2 of the cone 1 is immersed in the liquid constituting this sheet.

Au lieu d'un appareil flottant comme celui qui est décrit et représenté ici, on peut utiliser un appareil fixe, les piliers 16 se prolongeant, par exemple, en 18, jusqu'au fond (non représente) où ils sont ancrés. Instead of a floating device like the one described and shown here, a fixed device can be used, the pillars 16 extending, for example, at 18, to the bottom (not shown) where they are anchored.

Le portique 13 comprend également des bras radiaux 20, prolongés par des montants verticaux 21 auxquels est suspendu un cylindre déflecteur antihoule 22, coaxial à l'arbre 3, et totalement immerge dans le liquide à traiter. L'arbre 3, dans la forme de réalisation représentée, se prolonge en-dessous de la pointe 2 du cône 1 par une partie 23, à ltextrémité de laquelle est montée une turbine 24. Cette turbine est située à un niveau intermédiaire entre les bords inférieur 25 et supérieur 26 du cylindre 22. The gantry 13 also includes radial arms 20, extended by vertical uprights 21 from which is suspended a deflector anti-hoop cylinder 22, coaxial with the shaft 3, and totally immersed in the liquid to be treated. The shaft 3, in the embodiment shown, extends below the tip 2 of the cone 1 by a portion 23, at the end of which is mounted a turbine 24. This turbine is located at an intermediate level between the edges lower 25 and upper 26 of cylinder 22.

La mise en rotation du cône 1 par le moteur 12 entraîne la mise en action de la turbine 24. The rotation of the cone 1 by the motor 12 causes the turbine 24 to operate.

Le bord supérieur du cône 1 comporte une collerette radiale 26 dirigée vers l'extérieur de ce cône, en direction d'une goulotte 10 périphérique, supportée par les montants 21,-et de laquelle part la canalisation de collecte 11. The upper edge of the cone 1 comprises a radial flange 26 directed towards the outside of this cone, in the direction of a peripheral trough 10, supported by the uprights 21, and from which the collection pipe 11 starts.

Lorsque le cône 1 est mis en rotation au-dessus d'une nappe de liquide 4, comportant en surface une couche d'hydrocarbure 5, comme on l'a déjà expliqué précédemment, une couche mince de l'hydrocarbure se forme sur le cône, gagne le bord supérieur 8 de ce cône et, s'écoulant le long de la collerette 26, est chassée en 28 vers la goulotte 10. When the cone 1 is rotated above a sheet of liquid 4, comprising on the surface a layer of hydrocarbon 5, as already explained above, a thin layer of the hydrocarbon forms on the cone , reaches the upper edge 8 of this cone and, flowing along the flange 26, is driven at 28 towards the chute 10.

L'hydrocarbure qui est recueilli là eSt collecte par la canalisation 11 et-achemine vers des moyens de stockage et de traitement non représentés.The hydrocarbon which is collected there is collected by line 11 and routes to storage and treatment means not shown.

L'effet de séparation recherché est augmenté grâce à l'action de la turbine 24 qui cree au sein-du liquide un vortex 30 dans l'oeil duquel l'hydrocarbure tend à se rassembler. On choisit les caractéristiques de la turbine et sa vitesse de rotation, d'une part, les caracteristiques géométriques du cône, d'autre part, pour que le cône corresponde sensiblement à l'angle du vortex ainsi créé, ce qui améliore les surfaces de contact du liquide avec le cône. The desired separation effect is increased by the action of the turbine 24 which creates within the liquid a vortex 30 in the eye of which the hydrocarbon tends to collect. The characteristics of the turbine and its speed of rotation are chosen, on the one hand, the geometrical characteristics of the cone, on the other hand, so that the cone corresponds substantially to the angle of the vortex thus created, which improves the surfaces of contact of the liquid with the cone.

On peut avantageusement prévoir des moyens de réglage de la vitesse d'entraînement de la turbine rendant cette vitesse independante de celle du cône, soit par une demultiplication appropriee, soit par décalage des axes, de manière à mieux adapter l'angle du vortex 31 a celui du cône 1. It is advantageously possible to provide means for adjusting the drive speed of the turbine making this speed independent of that of the cone, either by an appropriate reduction, or by offset of the axes, so as to better adapt the angle of the vortex 31 to that of the cone 1.

Grâce au procedé et à l'appareil selon l'invention, on peut réaliser un pompage sélectif des hydrocarbures et de plus, quand il n'y a plus d'hydrocarbures à la surface de la nappe de liquide, le cône 1 peut continuer à tourner sans qu'il y ait pour cela pompage de ce liquide. Thanks to the process and to the apparatus according to the invention, it is possible to carry out a selective pumping of the hydrocarbons and moreover, when there is no longer any hydrocarbons on the surface of the sheet of liquid, the cone 1 can continue to rotate without there being any pumping of this liquid.

De plus, le cône 1 peut être creux et sa pointe 2 peut comporter au moins un canal oblique tel que decrit dans la demande de brevet deposee ce même jour au nom de la demanderesse sous le titre "dispositifs et installations pour la distillation par évaporation en couches minces, en particulier pour hydrocarbures, et procédé de mise en oeuvre de ce dispositif" afin que la surface interne du cône 1 creux joue le même rôle que la surface extérieure 6 pour la séparation des hydrocarbures; il est evident que dans un tel cas la surface intérieure du cône comporte également un revêtement d'un matériau oléophile. In addition, the cone 1 may be hollow and its tip 2 may comprise at least one oblique channel as described in the patent application filed on the same day on behalf of the applicant under the title "devices and installations for distillation by evaporation in thin layers, in particular for hydrocarbons, and method of using this device "so that the internal surface of the hollow cone 1 plays the same role as the external surface 6 for the separation of hydrocarbons; it is obvious that in such a case the inner surface of the cone also includes a coating of an oleophilic material.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention.  Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown; it is susceptible of numerous variants accessible to those skilled in the art without departing from the spirit of the invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la recuperation d'hydrocarbures à la surface de l'eau, caractérisé en ce que l'on immerge dans la nappe d'eau à traiter, comportant une couche superficielle d'hydrocarbures, la partie de pointe d'un cône mis en rotation autour de son axe vertical, la surface extérieure dudit cône étant revêtue d'un matériau oléophile, ce grâce à quoi il se forme sur cette surface une couche mince d'hydrocarbure qui, sous l'effet de la force centrifuge s'élève jusqu'au bord supérieur dudit cône, d'où toujours sous l'effet de la force centrifuge, elle est châssee radialement et recueillie. 1.- Process for the recovery of hydrocarbons on the surface of the water, characterized in that one immerses in the water table to be treated, comprising a surface layer of hydrocarbons, the tip part of a cone rotated about its vertical axis, the outer surface of said cone being coated with an oleophilic material, whereby a thin layer of hydrocarbon is formed on this surface which, under the effect of centrifugal force s 'raises to the upper edge of said cone, from which, always under the effect of centrifugal force, it is driven radially and collected. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on produit dans la nappe d'eau, sous le cône, un vortex dont l'angle est tel qu'il se superpose sensiblement à la partie de pointe du cône, de manière à augmenter la surface de contact entre la couche d'hydrocarbures et le cône. 2.- Method according to claim 1, characterized in that a vortex is produced in the water layer, under the cone, the angle of which is such that it is substantially superimposed on the tip part of the cone, of so as to increase the contact surface between the hydrocarbon layer and the cone. 3.- Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 2, utilisé au-dessus d'une nappe d'eau contenant des hydrocarbures, caractérisé en ce qulil comprend un cône (1) dont la surface extérieure est revêtue d'un matériau oléophile, des moyens d'entrainement (12) de ce cône autour de son axe (3), un portique (13) de support de ces moyens d'entraînement-adapte à maintenir vertical l'axe du cône et d'une hauteur telle que la pointe du cône soit immerge dans la nappe d'eau, ledit portique soutenant également une goulotte périphérique (10), de recuperation des hydrocarbures, entourant le bord supérieur du cône et reliée par une canalisation (11) à des moyens de collecte des hydrocarbures recueillis. 3.- Apparatus for implementing the method according to one of claims 1 and 2, used above a water table containing hydrocarbons, characterized in that it comprises a cone (1) whose outer surface is coated with an oleophilic material, drive means (12) for this cone around its axis (3), a gantry (13) for supporting these drive means-adapts to keep the axis of the cone vertical and of a height such that the tip of the cone is immersed in the water table, said gantry also supporting a peripheral chute (10), for recovering hydrocarbons, surrounding the upper edge of the cone and connected by a pipe (11) means for collecting the collected hydrocarbons. 4.- Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'arbre (3) du cône se prolonge sous celui-ci par une partie (23) en bout de laquelle est montée une turbine (24), destinée à la production d'un vortex à la surface de l'eau. 4.- Apparatus according to claim 3, characterized in that the shaft (3) of the cone extends beneath it by a part (23) at the end of which is mounted a turbine (24), intended for the production of 'a vortex on the surface of the water. 5.- Appareil selon la revendication 4, caracterise en ce que le portique (13) supporte également un cylindre immerge (22) entourant la turbine (24) et agissant comme déflecteur de houle. 5.- Apparatus according to claim 4, characterized in that the gantry (13) also supports an immersed cylinder (22) surrounding the turbine (24) and acting as a swell deflector. 6.- Appareil selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que des moyens de reglage (31) de la vitesse de la turbine sont prévus, adaptés à agir indépendamment des moyens d'entraînement (12) du cône. 6.- Apparatus according to one of claims 4 and 5, characterized in that adjustment means (31) of the speed of the turbine are provided, adapted to act independently of the drive means (12) of the cone. 7.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caracterisé en ce que le portique (13) repose par des piliers (16) sur des flotteurs 14, à la surface de la nappe de liquide. 7.- Apparatus according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the gantry (13) rests by pillars (16) on floats 14, on the surface of the sheet of liquid. 8.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, carac térise en ce que le portique (13) repose sur des piliers (16, 18) ancrés sur le fond de la nappe d'eau.  8.- Apparatus according to any one of claims 3 to 6, charac terized in that the gantry (13) rests on pillars (16, 18) anchored on the bottom of the water table.
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