JPS5820648B2 - タンカスイソニヨリ オセンサレタミズノ ハンレンゾクブンリホウホウトソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体混合物から異なる密度の液体を部分的にか
、または実質的に完全に分離することに関し、更に特別
にではあるが、局限されることなく、炭化水素に汚染さ
れた水を半連続的に分離する方法と装置に関する。

以下の説明においては、主として水から炭化水素を分離
するための処理が述べられるが本発明はそれよりも広い
分野の用途をもつことは諒解されたい。

多くの場合、密度差に対する重力の効果や、浄化を間で
行わせる壁または仕切りの効果を通して作用する分離器
において、水と混和せず、水より低い密度をもつ炭化水
素または他の物質で汚染された水の連続処理法は知られ
ている。

また、取出し管に通ずる一つ以上のあふれせきをもつス
カム装置と、うきタンクとにより油と水の混合物から実
質的に水を含まない油を分離する４ことも知られており
、そのせき（諸せき）は、液体が実質的に水を含まない
油に相当する密度を有する場合は液体中に沈み、その液
体の密度が実質的に水を含まない油の密度を越える場合
には水面より上に出るように、うきが調整されている。

この装置によれば、せき（諸せき）を越えて取出管へ行
く液体は、液面に実質的に水を含まない油層がある場合
にのみ流れ、多くの場合、油が液面まで浮上して合体す
るのに適当した休止時間を与えることができる極めて大
きな分離容器を設けないとか〜る層を確実に形成するこ
とはできない。

結局、この種の分離工程は油井から生産された水の含有
量の低い混合物から油を分離するために提案されたのに
過ぎない。

これらの既知の工程の重大な欠点は大量の混合物を高度
に配送させる場合、大型海洋タンカーから吐出されたバ
ラスト水を収容中に特に起るような情況においては、分
離器または分離容器の寸法もまた大きくなりそれらの価
格も従って高くなることである。

更に、１海洋タンカーから吐出される油を含んだ水バラ
ストの場合には、分離器または分離容器内の深さによる
液体密度の変化は通常、少くとも最初は極めて寛徐の傾
向があり分離器または分離容器の大きさと、コストとそ
れらが占める空間は従って、更に大きくしなげればなら
ない。

本発明の目的は、普通の大容量タンクを緩衝タンクと前
分離器としてオＵ用できるようにする分離方式の使用に
より上述の欠点を救済することにある。

これにより、分離がより良く行われ、同時に、設備と作
業のコストも軽減される。

本発明の特徴によれば、液体混合物をタンク内に含まれ
たある液体の本体に通し該混合物を該液体の表面下で該
液体の本体に通す工程と、該表面下から随意の距離に浮
き装置により維持されるスカムぜきにより液体本体の表
面から比較的低い密度の第１液体部分を連続的に除去す
る工程と、このようにして除去した第１部分を第１部分
収容区域に送る工程と、少くとも液体本体の底部区域に
ある低密度の濃度が、随意の最大濃度以下の場合、液体
本体底部区域から比較的高密度の第２液体部分を連続的
に除去する工程と、除去された第２液体部分を吐出管に
送る工程とから成る、液体混合物から異なる密度の液体
を少くとも部分的に分離する方法が設けられている。

本発明の他の特徴にすれば、本発明は、タンクと、該タ
ンク内に配置されたスカムぜきと、該タンク内に含まれ
た一切の液体の表面下から随意の距離に該せきを調整自
在に維持する浮き装置と、該タンク内の液体の少くとも
予定レベルを維持するレベル調整装置と、液体混合物を
前記予定レベル下で該タンク内に送る第１導管装置と、
作業中、該液体表面からせきが越えて通る比較的高密度
の第１液体部分を除去する第２導管装置と、該タンク底
部区域から比較的高密度の第２液体部分を除去する第３
導管装置と、前記第２部分の除去速度を調整する流れ調
整装置とから成る液体混合物から異なる密度の液体を少
くとも部分的に分離する装置を提供する。

この混合物は、最も好ましくはせきの可能最下水位以下
、液体に乱流を造成または促進するのを避ける速度でス
カムぜきの頂部より下のレベルでタンク内の液体本体に
送込まれるのがよい。

該混合物は分離されない混合物が直接、出口に“短絡“
するのを避けるために実質的に水平に該液体に送り込ま
れるのがよい。

タンク内の液体の円形運動を促進するように液体本体内
に混合物を送り込むのが非常によい。

この円形運動は高い方と低い方の密度の液体部分の分離
量を向上し、その分離が液体本体に入る混合物の入口の
位置に隣接しない区域で起るようにする。

従って、混合物は、液体本体の所望円形運動に対し“接
線方向に”か、または同じことであるがせきまたはせき
の垂直下から引いた半径に対し垂直に液体本体に送り込
まれる。

好適形式においてはせきは円形で、浮き装置は液体本体
内で浮き、せきに調整自在に取付けられ、せきの沈没す
る深さを調整する。

せきは、タンクの中心を通る実質的な垂直線に沿うて運
動するように抑制されている。

混合物を液体本体に送り込む速度は、例えば混合物が海
洋タンカーから吐出される油含有水バラストである場合
の第１および第２液体部分の合成速度を一般に超過し、
該タンク内の液面レベルは該混合物が液体本体内に送り
込まれている間は、従って高まる。

第２液体部分は液体本体の表面が該タンク内で予定レベ
ルに達した時にのみ除去されるのが好ましい。

作業中、混合物は極めて高速で例えばタンクの容積の少
くとも１２，５％容積％、好ましくは少くとも４０容積
％で可能上は６０から８０％までの毎時速度で液体本体
内に送り込まれる。

実際の速度は混合物内の一液体がもう一つの液体により
汚。

染されている量に依存するが、以前の一切の基準によっ
て判断すればこれらの速度は極めて高く、本発明実施に
含まれる資本や運転費からばかりでなく、極めて短い期
間に、大量のタンク清掃水とバラスト水を吐出できるタ
ンカー操作員にも極め。

て有利である。

第１部分は収容区域（この頂部は前記予定レベルの下に
あるのがよい）内で低密度の第３部分と高密度の第４部
分とに分離されるのが好ましく、第３部分は（水バラス
ト分離の場合、少くとも燃料として使用できる程度に純
料の油であるので）、回収され、第４部分の少くとも一
部分は液体表面の下で、好ましくは前記予定レベルの下
、例えばせきのできるだけ最低レベルの下方で液体本体
に送り込まれる。

第４部分は、水バラスト分離の場合、比較的低油濃度の
水となり、その油濃度は多くの場合、低いので、第４部
分は直接下水か、または近隣の港もしくは海水に吐出で
きる。

然し第４部分を液体本体に再循環させることは液体本体
における分離されない混合物には緩衝塊と比較的ち密な
希釈剤として作用することによりタンク内で第１および
第２液体部分の分離を助長する。

第４部分を引込混合物の接線方向注入と同方向に液体本
体の接線方向に送られるのが好ましい。

せきまたは第１部分取出口を閉塞し勝ちの浮遊物質は、
例えばせきのまわりのフィルタースクリーンによってこ
し出される。

閉塞を起し易い粘性の溶解性固体物質は例えば、せきの
近隣の蒸気加熱コイルにより加熱することができる。

本発明の装置が使用されることになる場合、タンク内に
液体本体が常に維持されているようにするために、使用
中、第２部分が通る第３導管装置は前記予定レベルより
土のレベルにあふれせきを設ける導管を含みそれにより
、該あふれせきのレベルに少くとも到達した場合にのみ
、第２部分がタンクから送り出されるようにするのが好
ましい。

タンクの底部区域から出口と、第２部分の流れを調整す
るあふれせきとの間の第３導管装置内に弁を設けること
ができる。

せきは頂点をじょうごに向ける逆円錐形の浮きに取付け
たじょうごの肩部で設けられ表面における液体密度が低
下する場合、その結果増大するせきの沈没量が浮力を提
供する円錐の増加容積により緩和されるようにするのが
好ましい。

このせき方式の全体の浮力はせきの肩部に対して上下さ
れる一個以上の他の浮きにより決定される。

せきゆ、垂直に延びかつ相互に入子式に連結し、第２導
管装置の部分を形成する少くとも一対の管により垂直運
動をするように拘束されるのがよい。

これらの管の相互作用部分間に密封またはパツキン押え
を入れることができる。

液体が作業中、タンク内に維持される前記予定レベルは
せきが下降できる最低レベルにより設定されるが、それ
はせきが浮いている時は常に液面下にあるからであり、
最低レベルは管の入子式運動が最大範囲まで行われる前
にじょうごの肩部が落下し得る最低距離により都合よく
設定される。

タンクが一度液体混合物を全部収容した場合、タンクに
再循環され、幾分ポンプ動力を一般に必要とする一切の
第４液体部分を除けば、分離はポンプを使用せずに行わ
れ、液体は本発明の装置内を静水頭によって循環する。

従って、本発明による好適実施例においては、炭化水素
を回収する浮上自在の流れ口が適度の大型円筒タンク内
に配置されタンクに緩衝タンクと前分離器の機能を与え
る。

回収された炭化水素用の吐出導管に連結される浮上自在
の流れ口は固定垂直管内ですべることができる可動管の
頂部に連結され、その上端部に炭化水素回収用のじょう
ごまたは類似装置を嵌め込まれる。

このじょうごは浮上タンクと周辺浮きをもつ。

汚染水入口は該円筒タンクに対し接線方向にタンクの高
さの下半分の所に配置されるのがよく、該タンク底部に
おける中央水出口は調整弁を装備した出口管により、外
側のあふれ管に連結される。

合本発明を添付ス面について例示だけで説明する。

第１および第２図、特に第２図は緩衝タンクと前分離器
タンクとして機能せしめられる大型タンク１の装置を示
す。

この大容量タンク１には汚染水人口２が取付けられ、該
入口はタンクの高さの下半分に接線方向に配置されるの
が好ましく、またタンク１には好ましくはタンク１の軸
上に置かれ、屋根として作用する円板４によって保護さ
れる中央水出口３が取付けられている。

水出口３には調整弁６を装備し、出口柱２２に通ずる管
５が連結されている。

出口柱２２は固定レベルあふれ路または余水路として作
用し、弁６の下流の位置から上方へ伸びていて、該柱と
同心の管によって包囲された垂直管からなる。

この管はその底部に、炭化水素から分離され水の含量の
多い部分を出す出口管２４と、その上部に、タンク１０
縁部の上方に端部をもつサイホン破断管２５をもってい
る。

水出口３の中央でタンク１の軸上に、管１が置かれ、屋
根４を通過し、該管７内に、もう一つの管１０がすべり
その上端部に、炭化水素収集を可能にする浮上じょうご
９を担持する。

パツキン箱１１が設けられ、管１と１０間のすべり継目
を通る漏洩を防止するが、管７，１０がかなり締りばめ
されている場合には、パツキン箱がない場合のかかる漏
洩は一切少量であり許容できる。

管７の下方部分に連結される管８は回収炭化水素含量の
多い部分を通って静的分離器２３に連結される。

分類器２３の管２６は残留水の吐出に役立ち、分離され
た炭化水素部分は管２７を経由して回収される。

第３図は浮上じょうご９の設計細部を示す。

該じょうご９は浮きタンク１２の容積より大きい容積を
もつ逆立截頭円錐からなり、該浮きタンク１２は基部１
３と横面積１４をもつ回転円筒からなる。

水密浮きタンク１２はその容積により全体の浮力に貢献
する。

じょうご９の頂部には逆立円錐１５が取付けられ、一個
以上のプレース１６によってじょうごに結合される。

この円錐１５には、その上部に、三本の半径方向アーム
２０を高さ調整楔１８とナツトと止めナツト１９により
担持する垂直ねじスピンドル１７が取付けられており、
各々のアーム２０は浮き２１に連結されている。

第３図の三浮き方式の制限つりあ℃・状態は、第４図に
示す。

Ｐは可動組立体の重量、ｄは収集じょうご近辺の混合物
の密度、Ｓは横浮きの浮上面積、Ｓはじょうごがあふれ
るレベル上の上方円錐１５の断面積、ｖｌ、ｖ２．ｖ３
およびＶ４は第３図のバッチを入れた部分の容積、ｈｌ
は液体の表面が丁度じょうごの溢出部に触れた場合の
浮きの 水、ｈは管７が十分に満たされない場合で管７
にじょうごがその能力−ぽいに吐出している場合にあふ
れる高さを越える液体の高さ、ｈ′はじょうご９と管１
０と７とが液体で満たされ、吐出管８もまた満たされて
閉塞される場合のタンクより上の液体の高さとする。

次の方程式が立てられる。

（ｄＸＡＶ）は、液体のレベルが高まり、流れ口が空に
なる場合流れ口を浮上させその肩部またはせきを沈没さ
せるようにする下向重量の優勢を表わす。

方程式（１）はじょうご９が浮上している間液体がじょ
うご内に全熱あふれない場合のつりあいを記述した。

方程式（２）は正規の作業状態を表示し、方程式（３）
は吐出管８を通ってあふれる液体が弁２９の閉塞により
防止される場合のつりあいを表示する。

ＡＶは正でなければならない。

ｈ −ｈ’は回収炭化水素の吐出調整が変化している間
に流れ口の沈没する深さの変化全体を表わす。

流れ口の寸法計算はその安定性の点検と同様に前述の方
程式から行われる。

タンクと、浮上流れ口絵立体と、本施設の外部水出口あ
ふれ柱の作動は次の通りである。

タンカーのバラスト吐出作業は一般に数位相からなる。

作業開始に当り、タンク１は先行作業からの水または実
質的に純化された水の緩衝層を含み、該層のレベルＮ１
は炭化水素回収物流れ口のじょうご９の縁部に到達して
いる。

該流れ口は始めはその死重効果により低位置にあり、水
面と一緒のレベルにあって停止体によりその位置以下に
下降することを防止されている。

船舶のバラストの大部分は船舶のタンク内にある時から
炭化水素より部分的に分離され高配送速度でタンク１に
ポンプで送られる。

従って液体レベルはタンク内で高まり、流れ口は直ちに
上方に浮上する。

じょうご９の沈没肩部は、表面上に浮かぶ炭化水素含有
量の多い層を回収する。

液体レベルがＮ３に到達する場合、実質的に油のない水
の大量配送管２４を通してドレンに吐出することは弁６
を開ければ可能となる。

タンク１に汚染水を配送する速度によりこのレベルは通
常Ｎ３の僅か上方で変動し勝ちである。

従って管１０とじようご９からなる流れ口は、液体のレ
ベルに従うが、例えば弁２９による回収点以下の調整に
よりｈとｈ／間を変動する距離だけじょうご９の溢出部
を沈没させる。

かようにして収集した混合物は管８により低度配属静的
分離器２３に送られるが、該分離器２３は少くともより
大きな範囲まで、水と炭化水素の分離を完了する。

分離器２３は液体混合物の軽い成分との分離を促進でき
る任意の型のものでよい。

好適な型は英国特許明細書第１１６５１２８号に記載さ
れたものである。

この船舶のタンクが殆んど空になる場合、タンク１にポ
ンプで送られる混合物の汚染度は極めて急速に増加する
が、水のポンプ吸上げ速度は一般に低減する。

その場合、弁６は閉塞されるか、または極めて僅かあけ
られ、タンク１における液体のレベルをＮＯ３からＮＯ
２まで増大する。

タンク１の上手部における分離は、その際著しく効率的
に行われる。

表面上の混合物はすくいとりされ続ける。

船舶がバラストを卸すのを止めて出船し・た後、タンク
１内の液体塊が緩衝体として作用する事実による分離の
難しさに従って低下した速度で（弁２９を部分的に開げ
たまへにして置き）すくいとりを続けることはできる。

令弟１図を参照すると、流れ口／じょうご装置、９によ
りタンク１内の液面からすくいとられ、制御弁２９を経
由して分離器２３に送られた炭化水素含量の多い部分は
分離器内で重いかまたはち密な液体部分と軽いかまたは
低密度の部分とに分離されるが、重い部分は下水または
近隣港、ドック、ンまたは海に排出するのに適した高品
質の水となり、軽い部分は、少くともボイラー燃料とし
て使用されるのに適した高品質の炭化水素となる。

分離器２３０頂部レベルはタンク１のレベルＮ１の下方
にあり、液体は静水頭差の作用により分離器に流１れる
ようにするのが好ましい。

水部分は管２６を介して分離器２３から排出され、管２
６と３２と結合部における弁を適宜調整することにより
、水部分は導管２４からの水と混合されて主水排出導管
１２４に送られるかまたはフその代りに管３２に全部も
しくは一部分送られ、緩衝体またはサージ体を提供する
水収容タンク３３に一時的に貯蔵される。

水は管３４を経由して、水収容タンク３３の底部近くか
ら除去され、タンク１の最低液体レベル５Ｎ１の下のレ
ベルでタンク１に管３６を介してポンプ３５により送ら
れるのがよい。

このように再循環された水はタンク１０円筒壁に対し総
体的に接線となる（すなわち流れ口９から引かれた半径
に垂直の）実質的な水平方向で、ノズル２から００汚染
バラストまたは清掃水の接線方向流入と同ように、ノズ
ル３７を通ってタンク１内に吐出される。

ノズル３７はノズル２と略々同じレベルにあるのがよく
、液体がノズル２を通って全熱流入しない場合、水の再
循環は既にタンク１内にある汚染液を希釈し、合計液体
容積を増加し、それにより、タンク１の緩衝体またはサ
ージ体能力をできるだけ好便に利用するのに役立つ。

ノズル３Ｔを通して再循環された液体は、できるだけ乱
流を避け、再混合による分離妨害と乳剤形成促進の危険
を最小にするような速度でタンク１内の液体層に送られ
る必要がある。

一般にノズル２と３１から液体が流入する速度はノズル
の開放吐出断面積にわたり均一である必要があり、乱流
は１米／秒以下例えば０．７米／秒の速度ならば避けら
れる。

この桁の速度がノズル２と３１各々一個で達成されない
場合、各１個以上のノズルを採用した方がよい。

望ましいかまたは必要な場合、固体およびスラッジは管
３１を介して分離器２３の底部から除去することができ
る。

分離器２３で分離された油部分は油サージまたは緩衝タ
ンク４０に送られる。

正常の作業においては油部分は管４５を経由して油取出
口に直接吐出されるか、または管４６を経由してため４
７に送られて貯蔵され、最後は管４５を経由して吐出さ
れる。

ため４７内で、油は揺動管４８により油面の近くから除
去されるのがよく、管４８は機械的に持上げられるか、
または好ましくは浮上するように配置され、管４８を経
由して管４３と４５に吐出される油が最低比重のものに
なり、従って水と水−油乳剤を含まないようになってい
る。

上述の種類の施設において、タンク１はレベルＮ２まで
は２５３０７７１９（約２５３０）ン）の容量をもって
おり、第３図のタンク１の基部に対する各種レベルはＮ
１＝６．２０ｍ、Ｎ２＝１１．２４７７１゜およびＮ３
に７７７Ｌである。

入口ノズル２は約４０ぼの垂直開口と約ｉｎｓｏｍの水
平開口とを有し、水バラスト吐出ポンプから期待される
最大吐出速度で約０．７ｍ／ｓｅｅのバラスト流入速度
を提供する。

三個の等角間隔をもつ浮き２１が採用され、約５ｃＩｎ
のせき沈没深さをもつ流れ口９の浮力を維持し、２５０
ｍ”／ｈｒの量をあふれさせる。

レベルと水質の監視を含むすべての作業は工業操作員と
船舶間の協力がもう一人の人間によって遂行されたが、
一人の人間で行われた。

タンク清掃水と汚水を含む、大型油タンカーからの１５
％油がタンク１内に、一回の非試運転と１０８０ ）７
７時の速度で吐出され、この速度は、タンク１の合計液
体容量の４２．５％であるが、管２４を去る水の油含量
は主として１０と２０ｐｐｒｎの間であった。

分離器２３からの水の再循環（例えば、２５０トン／時
で）が採用された試運転においては、排出水の油含量は
例外的に低くて１０ｐｐｍ以上であり、油と水を分離す
る従来の施設に比較すると、この処理速度は、同じタン
ク容量と該施設が占める同じ土地面積の場合４倍以上も
増大している。

更に、タンク容量の毎時５０％以上の容量の汚水吐出速
度が達成され吐出水の低油含量に何等顕著な変化はなか
った。

タンカーから排出される油を含んだ水は極めて粘性であ
るか、またはせき９もしくはダクト７゜１０を閉塞する
程高い凝固温度をもつ油性物質を含むことが多い。

この問題を解決するために、蒸気または他の加熱コイル
はどんな任意の装置でも良いが、例えば、第３図に示す
如く、せきじょうごの周囲に設けられることがある。

本発明は表示説明された例に限定されず、各種の変形が
説明した実施例に行われ特許請求の範囲で定めた本発明
の範囲から逸脱することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は水バラスト分離施設の概略図。 第２図は第１図の施設の部分図。 第３図は第１および第２図の施設に採用された浮上じょ
うご装置図。 第４図は、重要なパラメータ一番号が指示されている第
３図の装置の概略図である。 １・・・・・・タンク、２・・・・・・汚染水入口、３
・・・・・・中央水出口、４・・・・・・屋根円板、５
・・・・・・管、６・・・・・・調整弁、２４・・・・
・・出口管、２５・・・・・・サイホン破断管、９・・
・・・・浮上じょうご、２３・・・・・・分離器、１２
・・・・・・浮きタンク、１５・・・・・・逆立円錐、
２１・・・・・・浮き、８・・・・・・排出管、２９・
・・・・・弁、３３・・・・・・水収容タンク、３７・
・・・・ノズル、４０・・・・・・緩衝タンク、４１・
・・・・・ため。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体混合物をタンク内に含まれた液体本体に、液体
   本体に乱流を生じさせるのを避ける速度で実質的に接線
   方向に送り、該混合物が液体の表面下で液体本体内に送
   り込まれるようにする工程と、第１液体部分がスカムせ
   きを越えて通過することができるように、作動中せきの
   沈没深さを調整するために、スカムせきに調整自在に取
   付けられた浮き装置により維持されるスカムせきで、液
   体本体の表面から比較的低密度の第１液体部分を除去す
   る工程と、かようにして除去された第１液体部分を第１
   液体部分収容装置に送る工程と、該液体本体底部区域か
   ら比較的高密度の第２液体部分を除去する工程と、除去
   された第２液体部分を排出導管に送る工程とから成り、
   液体本体の表面がタンク内の所定水位に達した場合のみ
   第２液体部分が除去されるようになっていることを特徴
   とする、液体混合物から密度の異なる液体部分を少なく
   とも部分的に分離する方法。 ２ タンクと、該タンク内に配置したスカムせきと、使
   用中スカムせきのレベルが該タンク内に含まれた液体の
   表面下方の随意距離内となることができるように、スカ
   ムせきに調整自在に連結された浮き装置と、該タンク内
   に少なくとも所定レベルの液体を維持するレベル調整装
   置と、前記所定レベルの下方でタンク内に液体混合物を
   送り込む第１導管装置と、タンク内に乱流を生じさせる
   のを実質的に避ける速度で、液体をタンク内へ実質的に
   接線方向に送り込むように配置された第１導管装置から
   の入口と、操業中、液体表面からスカムせきを越えて通
   過する比較的低密度の第１液体部分を除去する第２導管
   装置と、該タンクの底部区域から比較的高密度の第２液
   体部分を除去する第３導管装置と、前記第２部分の除去
   速度を調整する流れ調整装置とから成り、第３導管装置
   が前記所定レベルより上のレベルにあふれせきを提供す
   る導管を含み、それによりタンク内の液体が前記あふれ
   せきのレベルに少なくとも到達した場合にのみ第２部分
   がタンクから送り出されるようになっている、液体混合
   物から密度の異なる液体を少なくとも部分的に分離する
   装置。