KR102618017B1 - System for separation of liquid and solid - Google Patents

System for separation of liquid and solid Download PDF

Info

Publication number
KR102618017B1
KR102618017B1 KR1020230074794A KR20230074794A KR102618017B1 KR 102618017 B1 KR102618017 B1 KR 102618017B1 KR 1020230074794 A KR1020230074794 A KR 1020230074794A KR 20230074794 A KR20230074794 A KR 20230074794A KR 102618017 B1 KR102618017 B1 KR 102618017B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solid
liquid
oil
water
hydrocyclone
Prior art date
Application number
KR1020230074794A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김대현
장지웅
정인식
김영노
국미경
Original Assignee
주식회사 에이치엔티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에이치엔티 filed Critical 주식회사 에이치엔티
Priority to KR1020230074794A priority Critical patent/KR102618017B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102618017B1 publication Critical patent/KR102618017B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/04Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
    • C10G1/045Separation of insoluble materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • B04C5/103Bodies or members, e.g. bulkheads, guides, in the vortex chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • B04C5/107Cores; Devices for inducing an air-core in hydrocyclones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/24Multiple arrangement thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G31/00Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for
    • C10G31/09Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for by filtration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G31/00Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for
    • C10G31/10Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for with the aid of centrifugal force
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G33/00Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils
    • C10G33/06Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils with mechanical means, e.g. by filtration

Abstract

본원발명은 아스팔텐(asphaltene)과 말텐(maltene 혹은 petrolenes)으로 나뉘어지는 극성 및 비극성물질들이 복잡하게 결합되어 있는 상태인 초중질유인 비튜멘, 물, 및 가스가 혼합된 다상의 혼합물인 오일샌드를 침강, 침전, 월류, 가스회수 등의 분리 방법을 사용하여 종류별로 분리 회수할 수 있도록 하는 공정에서 기존의 부피가 크고, 공사 및 제작비용이 많이 들고, 낮은 모래제거 효율 및 폐기물 처리에 어려움이 있는 기존 장치를 개선한 고체분리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to oil sand, which is a multi-phase mixture of bitumen, water, and gas, which is an extra-heavy oil in which polar and non-polar substances divided into asphaltene and maltene (maltene or petrolenes) are complexly combined. In the process of separating and recovering each type using separation methods such as sedimentation, sedimentation, overflow, and gas recovery, the existing volume is large, construction and manufacturing costs are high, sand removal efficiency is low, and waste disposal is difficult. It is about a solid separation system that is an improvement on the existing device.

Description

고체분리 시스템{ System for separation of liquid and solid}Solid separation system {System for separation of liquid and solid}

본원발명은 고체분리 시스템에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 아스팔텐(asphaltene)과 말텐(maltene 혹은 petrolenes)으로 나뉘어지는 극성 및 비극성물질들이 복잡하게 결합되어 있는 상태인 초중질유인 비튜멘, 물, 및 가스가 혼합된 다상의 혼합물인 오일샌드를 침강, 침전, 월류, 가스회수 등의 분리 방법을 사용하여 종류별로 분리 회수할 수 있도록 하는 공정에서 기존의 부피가 크고, 공사 및 제작비용이 많이 들고, 낮은 모래제거 효율 및 폐기물 처리에 어려움이 있는 기존 장치를 개선한 고체분리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a solid separation system, and more specifically, bitumen, an ultra-heavy oil in which polar and non-polar substances divided into asphaltene and maltene (maltene or petrolenes) are complexly combined, water, and In the process of separating and recovering oil sand, which is a multi-phase mixture of gases, by type using separation methods such as sedimentation, sedimentation, overflow, and gas recovery, the existing volume is large and construction and manufacturing costs are high. It is about a solid separation system that improves existing devices that have low sand removal efficiency and difficulties in waste treatment.

비전통유전 자원으로 지칭되는 오일샌드(Oil Sands)는 1973년 제1차 오일쇼크 이후 석유를 대신할 화석연료의 하나로 주목되면서 원유 대체자원으로 급부상하였고, 2000년 이후 고유가가 지속되고 대규모 분리공정기술이 도입되면서 오일샌드 개발이 활발해졌다.Oil sands, referred to as unconventional oil resources, rapidly emerged as an alternative resource to crude oil as it received attention as one of the fossil fuels that could replace oil after the first oil shock in 1973. After 2000, high oil prices continued and large-scale separation process technology was developed. With its introduction, oil sands development became active.

우리나라의 경우에도 한국석유공사는 해외 자주개발 원유 확보 차원에서 1999년경부터 오일샌드 개발사업 참여를 추진해오고 있는 등 오일샌드에 관한 국내외적으로 관심이 갈수록 고조되고 있는 상황이다.In Korea's case, Korea National Oil Corporation has been promoting participation in oil sands development projects since around 1999 in order to secure overseas independently developed crude oil, and interest in oil sands is increasing both domestically and internationally.

오일샌드에서 추출되는 석유성분은 비튜멘이라는 무겁고 끈적끈적한 검은색 점성질의 기름으로, 오일샌드의 약 10 내지 12%를 차지한다. 통상적인 원유는 물보다 가볍지만, 비튜멘은 물과 비슷한 비중을 가진다.The petroleum component extracted from the oil sands is a heavy, sticky, black viscous oil called bitumen, which accounts for about 10 to 12% of the oil sands. Conventional crude oil is lighter than water, but bitumen has a specific gravity similar to water.

상기 비튜멘은 자연 상태에서는 시추공이나 송유관 내에서 흐르지 않기 때문에 스팀을 가하거나 희석제(초경질원유 혹은 경질석유제품)와 혼합해 비중과 점성도를 낮춘 후 송유관으로 수송하여 얻어진다. Since the bitumen does not flow in boreholes or oil pipelines in its natural state, it is obtained by adding steam or mixing it with a diluent (ultra-light crude oil or light petroleum product) to lower the specific gravity and viscosity and then transporting it to the oil pipeline.

때문에 비튜멘에는 다량의 물이 함유되어 있어 오일을 회수하기 위해서는 1차 분리 FWKO(Free Water Knock-Out), 2차 분리로 항유화제(Demulsifier Chemicals), 전기장(Electrostatic Field) 등을 사용하여 오일을 회수한다. Therefore, bitumen contains a large amount of water, so to recover the oil, first separation FWKO (Free Water Knock-Out), second separation using demulsifier chemicals, electric field, etc. retrieve it

오일성분 회수 후 발생하는 생산수 속에는 여전히 다량의 유분 및 고용성분 등을 포함하고 있어 이를 방출하거나 재활용하기 위해서는 15ppm 이하의 유분을 포함하는 물로 처리하는 생산수 처리 공정을 거쳐야 해상에 배수할 수 있다.The produced water generated after oil recovery still contains a large amount of oil and dissolved substances, so in order to discharge or recycle it, it must go through the produced water treatment process to treat water containing less than 15 ppm of oil before it can be discharged into the sea.

오일샌드로부터 비튜멘을 추출하기 위한 생산비용은 배럴당 20~25달러 수준으로 통상적인 원유 생산 비용보다 높아 경제성이 없었으나, 지속적인 유가상승에 따른 대체연료로서 연구개발 및 수요가 증가하고 있는 추세이다. The production cost to extract bitumen from oil sands is about $20 to $25 per barrel, which is higher than the cost of normal crude oil production, making it uneconomical. However, research and development and demand as an alternative fuel are increasing due to the continuous rise in oil prices.

일반적으로 알려진 비튜멘 추출 방식으로는 오일샌드를 채굴한 후 비튜멘을 추출하는 방법(채굴 후 추출하는 방법), 현장(In-situ)에서 비튜멘을 바로 추출하는 방법으로 구분될 수 있다.Generally known bitumen extraction methods can be divided into a method of extracting bitumen after mining oil sands (post-mining extraction method), and a method of extracting bitumen directly in-situ.

구체적인 추출방법을 살펴보면, 19세기 처음으로 연구 시도된 가열된 물을 주입 및 혼합시켜 90% 정도의 비튜맨을 회수할 수 있는 더운물 추출공정은 오일샌드를 채굴한 후 비튜멘을 추출하는 방법이다.Looking at the specific extraction method, the hot water extraction process, which was first studied in the 19th century and can recover about 90% of bitumen by injecting and mixing heated water, is a method of extracting bitumen after mining oil sands.

고압, 고온(약 350℃)의 스팀을 오일샌드가 매장된 곳에 주입함으로써, 스팀 압력에 의하여 오일샌드 덩어리가 조각이 나고, 스팀의 고열에 의해 비튜멘을 녹인 후 가열된 비튜멘을 지상으로 퍼올리는 CSS(cyclic steam stimulation)방법, 두 개의 평행하고 수평적인 우물을 굴착한 후, 상단 우물에 스팀을 주입하여 더운 열을 발생시켜 원유의 점도를 낮추게 하고, 점도가 낮아진 원유가 하단부에 위치한 우물에 고이면 지상으로 퍼올리는 SAGD(steam assisted gravity drainage)방법은 In-situ 추출방식에 적용되고 있다.By injecting high-pressure, high-temperature steam (approximately 350℃) into the area where the oil sand is buried, the oil sand chunks are broken into pieces by the steam pressure, and the bitumen is melted by the high heat of the steam, and then the heated bitumen is pumped to the ground. CSS (cyclic steam stimulation) method: After drilling two parallel and horizontal wells, steam is injected into the upper well to generate hot heat to lower the viscosity of the crude oil, and when the crude oil with the reduced viscosity accumulates in the well located at the bottom, SAGD (steam assisted gravity drainage) method, which pumps water to the ground, is applied to the in-situ extraction method.

또한, 노천채굴방식이라 하여, 지표면에 존재하는 오일샌드를 채취하고, 채취한 오일샌드를 분쇄기에 넣어 모래와 돌을 분쇄하는 단계, 오일샌드에 더운물을 첨가하는 단계, 오일샌드 혼합물을 분해 용기에 넣어 모래와 비튜멘을 분리하는 단계 및 거품을 제거한 후 원심분리기를 통해 비튜멘을 추출하는 단계를 포함하는 방식이 있다.In addition, in the open-pit mining method, the oil sand existing on the surface of the earth is collected, the collected oil sand is placed in a crusher to crush sand and stones, hot water is added to the oil sand, and the oil sand mixture is placed in a decomposition container. There is a method that includes the steps of separating sand and bitumen, removing the bubbles, and then extracting the bitumen through a centrifuge.

이외에도 SAGD 기술과 유사하지만, 물 대신 에탄, 프로판 등과 같은 기화된 용매를 주입함으로써, 지하에 증기챔버(vapor-chamber)를 형성시켜, 중력을 이용하여 비튜멘을 추출하는 VAPEX(vapor extraction process)기술도 알려져 있다.In addition, the VAPEX (vapor extraction process) technology is similar to the SAGD technology, but injects vaporized solvents such as ethane and propane instead of water to form a vapor chamber underground and extract bitumen using gravity. is also known.

한국 등록특허공보 제10-2004259호에는 모래, 물, 비튜멘 및 가스를 포함한 다상의 혼합물이 유입되는 유입부, 상기 유입부로 유입된 다상의 혼합물이 각각 분리되어 배출되는 배출부를 포함하여 형성된 분리 탱크; 상기 유입부로 유입된 혼합물에 포함된 모래가 머물면서 비중차에 의해 낙하되어 침전되도록 하기 위해 상기 분리 탱크 내부의 유입부 측 저면에서 소정 높이로 구비된 복수의 침강벽을 포함하는 침강 처리부; 상기 침강 처리부를 통과한 비튜멘과 물이 머물면서 비중차에 의해 층분리되도록 하기 위해 상기 침강 처리부의 후방 위치의 상기 분리 탱크 내부의 저면에서 소정 높이로 구비된 복수의 침전판을 포함하는 침전 처리부; 상기 침전 처리부를 통과한 미세한 물 입자가 함유된 비튜멘이 머물면서 비중차에 의해 상기 미세한 물 입자가 가라앉도록 상기 침전 처리부의 후방 위치의 상기 분리 탱크 내부의 저면에서 소정 높이로 구비된 월류판을 포함하는 비튜멘 회수부; 상기 분리 탱크 내부에 모인 가스를 분리하여 회수하는 가스 회수부;를 포함하여 구성되되, 상기 복수의 침강벽은 상기 혼합물의 흐름 방향에 수직인 방향으로 연장형성되어 서로 이격되어 배치되고, 각각의 침강벽은 복수의 시트 파일이 직렬로 연결되어 구성되며, 상기 시트 파일은 상기 혼합물의 흐름 방향에 수직인 방향으로 배치되도록 상기 분리 탱크 내부 저면에서 상방으로 연장형성된 침강판 및 상기 유입부로 유입된 혼합물에 포함된 모래를 포집하기 위해 상기 침강판의 일측 단부 또는 양측 단부에서 전방측을 향하여 개방되도록 일체로 연장되어 상기 분리 탱크 내부 저면에서 상방으로 연장형성된 C자 형상의 샌드 포켓을 포함하여 구성되고, 상기 월류판은, 상기 혼합물의 흐름 방향에 수직인 방향으로 배치되도록 상기 분리 탱크 내부 저면에서 상방으로 연장형성된 평판부재; 및 상기 평판부재의 상단부를 따라 일체로 형성되고, 전방측을 향하여 개방된 C자 형상의 워터 포켓;을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 오일샌드의 비튜멘 분리장치가 개시된 바 있다. 그러나, 오일샌드를 주요 구성성분인 가스, 모래, 물, 오일을 수막이 형성된 하이드로사이클론과 멤브레인을 이용하여 분리하는 고체분리 시스템에 대하여는 개시된 바 없다.Korean Patent Publication No. 10-2004259 discloses a separation tank formed including an inlet into which a multi-phase mixture including sand, water, bitumen and gas flows, and an outlet into which the multi-phase mixture flowing into the inlet is separated and discharged. ; a sedimentation treatment unit including a plurality of settling walls provided at a predetermined height on the bottom of the inlet side inside the separation tank so that the sand contained in the mixture flowing into the inlet stays and falls due to the difference in specific gravity and settles; A sedimentation treatment unit including a plurality of settling plates provided at a predetermined height from the bottom of the separation tank at a rear position of the sedimentation treatment unit so that the bitumen and water that have passed through the sedimentation treatment unit remain and are separated into layers by the difference in specific gravity. ; An overflow plate provided at a predetermined height from the bottom of the separation tank at the rear of the sedimentation treatment unit so that the bitumen containing fine water particles that have passed through the sedimentation treatment unit stays and the fine water particles sink due to the difference in specific gravity. A bitumen recovery unit comprising: and a gas recovery unit that separates and recovers the gas collected inside the separation tank, wherein the plurality of settling walls extend in a direction perpendicular to the flow direction of the mixture and are spaced apart from each other, and each settling wall The wall is composed of a plurality of sheet piles connected in series, and the sheet piles are disposed in a direction perpendicular to the flow direction of the mixture, a settling plate extending upward from the inner bottom of the separation tank, and the mixture flowing into the inlet. In order to collect the contained sand, it is configured to include a C-shaped sand pocket that extends integrally from one end or both ends of the settling plate to be open toward the front side and extends upward from the bottom of the inside of the separation tank, The overflow plate includes a flat member extending upward from the bottom of the separation tank to be disposed in a direction perpendicular to the flow direction of the mixture; and a C-shaped water pocket formed integrally along the upper end of the flat member and open toward the front. A bitumen separation device for oil sand has been disclosed, which is characterized in that it is formed including a C-shaped water pocket. However, there has been no disclosure of a solid separation system that separates the main components of oil sands, namely gas, sand, water, and oil, using a hydrocyclone and a membrane in which a water film is formed.

한국 공개특허공보 제10-2020-0031832호에서는 유정에서 발생한 생산수를 저장하는 서지 용기와, 서지 용기에서 공급된 생산수를 원심분리하여 오일과 생산수로 분리하는 하이드로사이클론과, 1차 분리한 생산수에서 가스를 이용하여 미세 오일입자를 분리하는 가스부상분리기와, 가스부상분리기에서 분리된 생산수를 배수하는 생산수배수라인과, 생산수배수라인에서 분기되어 처리된 생산수를 서지 용기로 공급하는 유수분리유체회수라인을 포함하며, 하이드로사이클론으로 유입되는 생산수의 양이 적정 생산수 유입량보다 작을 경우 유수분리유체회수라인을 통해 처리된 생산수로 보상하는 것을 특징으로 하는 생산수 처리 시스템이 개시되어 있다. 그러나, 오일샌드를 주요 구성성분인 가스, 모래, 물, 오일을 수막이 형성된 하이드로사이클론과 멤브레인을 이용하여 분리하는 고체분리 시스템 기술에 대하여는 개시된 바 없다.Korean Patent Publication No. 10-2020-0031832 discloses a surge vessel that stores produced water generated from an oil well, a hydrocyclone that centrifuges the produced water supplied from the surge vessel to separate it into oil and produced water, and a primary separation device. A gas flotation separator that separates fine oil particles from produced water using gas, a produced water drain line that drains the produced water separated from the gas flotation separator, and a produced water drain line that branches off from the produced water drain line and sends the treated produced water to a surge container. A produced water treatment system that includes an oil-water separation fluid recovery line and is compensated with produced water treated through the oil-water separation fluid recovery line when the amount of produced water flowing into the hydrocyclone is less than the appropriate amount of produced water inflow. This is disclosed. However, there has been no disclosure regarding the solid separation system technology that separates the main components of oil sands, namely gas, sand, water, and oil, using a hydrocyclone and a membrane in which a water film is formed.

한국 공개특허공보 제10-2015-0025228호에서는 구성부품을 지지하는 본체: 상기 본체의 상부 후방에 설치되고, 굴착 폐토를 각 사이클론에 공급하는 공급 매니폴드; 상기 본체의 상부 후방에 설치되고, 상기 공급 매니폴드에서 공급되는 굴착 폐토에 섞인 머드를 원심력을 이용하여 분리하는 다수의 사이클론; 상기 각 사이클론의 상부에 설치되어 각 사이클론을 통해 분리된 머드를 회수하는 회수 매니폴드; 상기 본체의 하부에 설치되고, 각 사이클론에서 배출되는 암석, 자갈에 포함된 작은 입자를 거르는 스크린; 상기 본체의 하부에 설치되고, 상기 스크린에 진동을 가하는 진동모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디샌더가 개시되어 있다. 그러나, 오일샌드를 주요 구성성분인 가스, 모래, 물, 오일을 수막이 형성된 하이드로사이클론과 멤브레인을 이용하여 분리하는 고체분리 시스템 기술에 대하여는 개시된 바 없다.Korean Patent Publication No. 10-2015-0025228 discloses a main body supporting the components: a supply manifold installed at the upper rear of the main body and supplying excavated waste soil to each cyclone; A plurality of cyclones installed at the upper rear of the main body to separate mud mixed in excavation waste soil supplied from the supply manifold using centrifugal force; a recovery manifold installed at the top of each cyclone to recover mud separated through each cyclone; A screen installed at the lower part of the main body to filter out small particles contained in rocks and gravel discharged from each cyclone; A desander is disclosed that includes a vibration motor installed at the bottom of the main body and applying vibration to the screen. However, there has been no disclosure regarding the solid separation system technology that separates the main components of oil sands, namely gas, sand, water, and oil, using a hydrocyclone and a membrane in which a water film is formed.

한국 공개실용신안공보 제20-1998-0027663호에서는 피드박스의 저부에 굵은 돌과 자갈등을 분리하는 1차 스크린과 1차 분리된 벤토나이트를 수용하는 수용탱크가 상하로 설치되고 수용탱크의 좌우 양측에는 수용탱크로 부터 이송관을 통해 이송된 벤토나이트를 저장하는 저장탱크가 설치되어 그 상부에 2차 스크린이 설치되며, 그 측부에는 저장탱크의 일측 내부에 설치된 개폐볼에 의해 개폐되는 순환공과 배출공을 설치한 챔버가 설치되어 있고 챔버의 상부에는 이젝터의 원리를 이용하여 저장탱크로 부터 이송된 벤토나이트 혼합액을 원심분리하는 싸이클론을 설치하여 원심분리된 무거운 모래입자등을 배출하는 언더플로우노즐은 2차 스크린에, 그리고 입자가 제거된 가벼운 벤토나이트액이 배출되는 오버플로우노즐은 챔버의 순환공 상측에 각각 위치되게 설치된 지하연속벽 공사용 모래분리기가 개시되어 있다. 그러나. 오일샌드를 주요 구성성분인 가스, 모래, 물, 오일을 수막이 형성된 하이드로사이클론과 멤브레인을 이용하여 분리하는 고체분리 시스템 기술에 대하여는 개시된 바 없다.In Korea Public Utility Model Publication No. 20-1998-0027663, a primary screen to separate coarse stones and pebbles at the bottom of the feed box and a receiving tank to accommodate the primarily separated bentonite are installed up and down, and the receiving tank is installed on both left and right sides. A storage tank is installed to store the bentonite transferred from the receiving tank through a transfer pipe, and a secondary screen is installed on the upper part, and on the side, there is a circulation hole and discharge hole that are opened and closed by an opening and closing ball installed inside one side of the storage tank. A chamber is installed, and at the top of the chamber, a cyclone is installed to centrifuge the bentonite mixture transferred from the storage tank using the principle of an ejector, and the underflow nozzle that discharges the centrifuged heavy sand particles is 2. A sand separator for underground continuous wall construction is disclosed where the overflow nozzle through which light bentonite liquid from which particles are removed is disposed on the car screen and above the circulation hole of the chamber, respectively. however. There has been no disclosure regarding the solid separation system technology that separates the main components of oil sands, namely gas, sand, water, and oil, using a hydrocyclone and a membrane in which a water film is formed.

따라서, 비투멘, 물, 모래 및 미세점토로 구성된 오일샌드가 생성되면 접선방향으로 원심력의 하이드로사이클론 내부로 오일샌드로 주입되고 형상의 특징에 따라 내부 선회류를 발생시키고, 이로 인하여 원심력이 발생하게되고, 하이드로사이클론 내부의 중심부는 대기보다 압력이 낮아지게되어 공기가 유입되고 따라서 공기기둥(Air core)를 형성한다. 따라서 아래로는 중력에 따라 모래와 점도등의 배출되고 위로는 내부에어코어에 의해 비투멘, 물 등이 유출된다. 따라서 이러한 오일샌드를 주요 구성성분인 가스, 모래, 물, 오일을 수막이 형성된 하이드로사이클론과 멤브레인을 이용하여 분리하는 고체분리 시스템개발이 필요하다.Therefore, when oil sand composed of bitumen, water, sand, and fine clay is created, the oil sand is injected into the hydrocyclone under centrifugal force in the tangential direction and generates an internal swirling flow depending on the characteristics of the shape, thereby generating centrifugal force. As the pressure in the center of the hydrocyclone becomes lower than that of the atmosphere, air flows in and forms an air core. Therefore, sand and viscosity are discharged downward according to gravity, and bitumen and water are discharged upward by the internal air core. Therefore, it is necessary to develop a solid separation system that separates the main components of oil sands, such as gas, sand, water, and oil, using a hydrocyclone and membrane with a water film formed.

한국 등록특허공보 제10-2004259호Korean Patent Publication No. 10-2004259 한국 공개특허공보 제10-2020-0031832호Korean Patent Publication No. 10-2020-0031832 한국 공개특허공보 제10-2015-0025228호Korean Patent Publication No. 10-2015-0025228 한국 공개실용신안공보 제20-1998-0027663호Korean Public Utility Model Publication No. 20-1998-0027663

본원발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 아스팔텐(asphaltene)과 말텐(maltene 혹은 petrolenes)으로 나뉘어지는 극성 및 비극성물질들이 복잡하게 결합되어 있는 상태인 초중질유인 비튜멘, 물, 및 가스가 혼합된 다상의 혼합물인 오일샌드를 침강, 침전, 월류, 가스회수 등의 분리 방법을 사용하여 종류별로 분리 회수할 수 있도록 하는 공정에서 기존의 부피가 크고, 공사 및 제작비용이 많이 들고, 낮은 모래제거 효율 및 폐기물 처리에 어려움이 있는 기존 장치를 개선한 오일샌드를 주요 구성성분인 가스, 모래, 물, 오일을 수막이 형성된 하이드로사이클론과 멤브레인을 이용하여 분리하는 고체분리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and bitumen, an ultra-heavy oil in which polar and non-polar substances divided into asphaltene and maltene (maltene or petrolenes) are complexly combined, water, and gas In the process of separating and recovering oil sand, which is a mixed multi-phase mixture, by type using separation methods such as sedimentation, sedimentation, overflow, and gas recovery, the existing method is large in volume, requires high construction and manufacturing costs, and is low. The purpose is to provide a solid separation system that improves the existing equipment that has difficulty in sand removal efficiency and waste disposal to separate the main components of oil sand, namely gas, sand, water, and oil, using a hydrocyclone and membrane with a water film formed. Do it as

이러한 목적을 달성하기 위한 본원발명의 고체분리 시스템은 고형물을 포함하는 액체가 1차로 유입되어 조대입자가 제거되는 쉐이커스크린(100); 상기 고형물을 포함하는 상기 액체가 유입구(110);로 공급되어 제1고체와 제1액체로 분리하는 디센더(Desander) 하이드로사이클론(10); 상기 하이드로사이클론의 액체 배출관(310);에 연결되어 상기 제1액체에서 기상물질과 제1액상물질을 분리하는 가스스트리퍼(500); 및 상기 하이드로사이클론의 고체배출구(210);에 연결되어 상기 제1고체에서 고상물질과 제2액상물질을 분리하는 어큐뮬레이터(400); 를 포함하는 고체분리 시스템을 제공할 수 있다.The solid separation system of the present invention for achieving this purpose includes a shaker screen 100 through which liquid containing solids is first introduced and coarse particles are removed; A descender hydrocyclone (10) that supplies the liquid containing the solid material to the inlet (110) and separates it into a first solid and a first liquid; A gas stripper (500) connected to the liquid discharge pipe (310) of the hydrocyclone to separate the gaseous material and the first liquid material from the first liquid; and an accumulator (400) connected to the solid discharge port (210) of the hydrocyclone to separate solid material and second liquid material from the first solid material; A solid separation system including a can be provided.

또한, 상기 하이드로사이클론은 상기 고형물을 함유하는 제1액체를 유도하는 유입관(110);이 외면 소정에 위치에 구비되며, 빈 공간부를 형성하는 원통부(100); 상광하협 구조이며, 상부는 상기 원통부(100)의 하부와 연결되고, 하부에는 고체배출구(210);가 구비된 내부가 비어 있는 원뿔부(200); 상기 고형물이 제거된 상기 제1액체를 외부로 배출하기 위한 내부가 비어 있는 원통형 액체 배출관(310);이 관통된 상태로 배치되어 있는 상기 원통부(100) 상부에 구비되는 뚜껑(300);을 포함 포함할 수 있다.In addition, the hydrocyclone includes an inflow pipe 110 for guiding the first liquid containing the solid material; a cylindrical portion 100 provided at a predetermined position on the outer surface of the hydrocyclone and forming an empty space; A conical part (200) having an upper and lower narrow structure, the upper part of which is connected to the lower part of the cylindrical part (100), and the lower part of which is provided with a solid discharge port (210); a cylindrical liquid discharge pipe 310 with an empty interior for discharging the first liquid from which the solids have been removed to the outside; a lid 300 provided on an upper part of the cylindrical portion 100 disposed in a penetrating state; Includes Can include.

또한, 상기 스트리퍼의 후단과 연결되어 상기 제1액상물질을 제2고체와 제2액체로 분리하는 디실터(Desilter) 하이드로사이크론(20);을 추가로 포함할 수 있다.In addition, it may further include a desilter hydrocyclon 20 that is connected to the rear end of the stripper and separates the first liquid material into a second solid and a second liquid.

또한, 상기 디실터 하이드로사이클론에서 분리 배출되는 상기 제2액체는 원심분릭(30);에 공급되어 제3고체와 제3액체로 최종 분리할 수 있다.In addition, the second liquid separated and discharged from the desilter hydrocyclone may be supplied to a centrifugal separator 30 to finally separate it into a third solid and a third liquid.

또한, 상기 디샌더 하이드로사이클론 및/또는 상기 디실터 하이드로사이클론은 복수로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.Additionally, a plurality of the desander hydrocyclones and/or the desander hydrocyclones may be connected in series or parallel.

또한, 상기 제1액상물질, 상기 제2액상물질 및 상기 제3액상물질 중 어느 하나가 공급되어 물과 오일로 분리되는 멤브레인(40);을 추가로 포함할 수 있다.In addition, it may further include a membrane 40 through which any one of the first liquid material, the second liquid material, and the third liquid material is supplied and separated into water and oil.

또한, 상기 기상물질을 저장하는 가스저장조(50); 상기 물을 저장하는 물저장조(60); 상기 오일을 저장하는 오일저장조(70); 및 상기 제1고체, 상기 제2고체 및 상기 제3고체를 저장하는 고체저장조(80)을 포함하고 상기 저장조의 유입구와 배출구에 2중 압력제어밸브가 형성될 수 있다.In addition, a gas storage tank 50 for storing the gaseous substances; A water storage tank (60) storing the water; An oil storage tank (70) storing the oil; and a solid storage tank 80 that stores the first solid, the second solid, and the third solid, and a double pressure control valve may be formed at the inlet and outlet of the storage tank.

또한, 상기 원통부의 내면에는 소정 간격으로 형성된 복수의 돌출체(120);를 포함할 수 있다.Additionally, the inner surface of the cylindrical portion may include a plurality of protrusions 120 formed at predetermined intervals.

또한, 상기 원통부는 상기 내면을 형성하는 내부관(130); 및 상기 내부관과 소정간격을 가지고 형성되는 상기 원통부의 외면을 형성하는 외부관(140);을 포함할 수 있다.In addition, the cylindrical part includes an inner tube 130 forming the inner surface; and an outer tube 140 forming the outer surface of the cylindrical part and formed at a predetermined distance from the inner tube.

또한, 상기 돌출체의 소정 위치에는 상기 내면으로 용수를 공급하는 통공(121);이 형성될 수 있다.Additionally, a through hole 121 that supplies water to the inner surface may be formed at a predetermined position of the protrusion.

본원발명은 또한, 상기 과제의 해결 수단을 다양하게 조합한 형태로도 제공이 가능하다.The present invention can also be provided in various combinations of means for solving the above problems.

본원발명의 고체분리 시스템에서는 하이드로사이클론의 원심력을 이용하여 고상물질을 1차 분리하고 가스스트리퍼 및 스트레이너를 통해 2차적으로 고상, 액상, 기상물질을 분리하여 오일샌드의 분리효율을 향상 효과가 있다.The solid separation system of the present invention primarily separates solid materials using the centrifugal force of a hydrocyclone and secondarily separates solid, liquid, and gaseous materials through a gas stripper and strainer, thereby improving the separation efficiency of oil sands.

또한, 오일 에멀전 형태의 모래-오일-물 혼합물이 통과하는 통로부에 다공성 및 친수성을 가지는 구조체를 배치하여 부분 폐쇄함으로써, 모래-오일-물 혼합물에 포함된 오일 액적들이 다공성 및 친수성을 가지는 구조체를 우회하여 통과하거나 직접 통과하는 과정에서 상호 병합하여 혼합물이 물과 오일로 신속하고 효과적으로 분리되는 효과가 있다.In addition, by placing a porous and hydrophilic structure to partially close the passage through which the sand-oil-water mixture in the form of an oil emulsion passes, the oil droplets contained in the sand-oil-water mixture form a porous and hydrophilic structure. This has the effect of quickly and effectively separating the mixture into water and oil by merging with each other during bypass or direct passage.

또한, 사이클론의 내면에 수막을 형성할 수 있는 구조체, 바람직하게는 돌출체를 형성하여 수막을 형성하여 내부 마모를 저감시키는 효과가 있으며, 필요에 따라 상기 돌출체에 형성된 통공을 통해서 용수를 공급하여 수막을 일정하게 형성할 수 있다.In addition, a structure capable of forming a water film, preferably a protrusion, is formed on the inner surface of the cyclone, which has the effect of reducing internal wear by forming a water film. If necessary, water is supplied through the hole formed in the protrusion. A water film can be formed consistently.

모래, 물, 비튜멘 및 가스가 혼합된 다상의 혼합물인 오일샌드가 채굴되는 현장에서 모래, 물, 비튜멘 및 가스를 종류별로 분리 회수하여 비튜멘의 생산효율을 높일 수 있는 이점이 있다.There is an advantage in increasing the production efficiency of bitumen by separating and recovering sand, water, bitumen, and gas by type at the site where oil sand, which is a multi-phase mixture of sand, water, bitumen, and gas, is mined.

또한, 모든 분리 설비가 단일 분리 탱크에 설치되어 운반이 용이하고 현장설치가 쉬워서 경제적이고 안정된 설비를 사용하는 효과가 있다.In addition, all separation facilities are installed in a single separation tank, making it easy to transport and install on site, resulting in the use of economical and stable facilities.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고체분리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디센더의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유입관의 형태에 따른 디센더의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원통부 내면에 형성된 돌출체의 평면 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원통부 내면에 형성된 돌출체의 단면 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 돌출체에 형성된 통공의 사시도 및 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 승하강유닛과 결합된 벤츄리노즐의 단면도이다.
1 is a conceptual diagram of a solid separation system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of a descender according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view of a descender according to the shape of the inlet pipe according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a plan view of a protrusion formed on the inner surface of a cylindrical portion according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional conceptual diagram of a protrusion formed on the inner surface of a cylindrical portion according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a perspective view and a cross-sectional view of a through hole formed in a protrusion according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a cross-sectional view of a venturi nozzle combined with a lifting and lowering unit according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, an embodiment in which the present invention can be easily implemented by those skilled in the art will be described in detail. However, when explaining in detail the operating principle of a preferred embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used for parts that perform similar functions and actions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only cases where it is directly connected, but also cases where it is indirectly connected through another element in between. Additionally, including a certain component does not mean excluding other components unless specifically stated to the contrary, but rather means that other components may be further included.

또한, 본 명세서에서 어느 실시예에 대한 한정 또는 부가사항은 특정한 실시예에 적용될 뿐 아니라, 그 외 다른 실시예들에 동일하게 적용될 수 있다.In addition, limitations or additions to an embodiment in this specification not only apply to a specific embodiment, but may also be equally applied to other embodiments.

또한, 본원발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.In addition, throughout the description and claims of the present invention, the singular number also includes the plural unless otherwise specified.

본원발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다. The present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고체분리 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a solid separation system according to an embodiment of the present invention.

고형물을 포함하는 액체가 1차로 유입되어 조대입자가 제거되는 쉐이커스크린(100); 상기 고형물을 포함하는 상기 액체가 유입구(110);로 공급되어 제1고체와 제1액체로 분리하는 디센더(Desander) 하이드로사이클론(10); 상기 하이드로사이클론의 액체 배출관(310);에 연결되어 상기 제1액체에서 기상물질과 제1액상물질을 분리하는 가스스트리퍼(500); 및 상기 하이드로사이클론의 고체배출구(210);에 연결되어 상기 제1고체에서 고상물질과 제2액상물질을 분리하는 어큐뮬레이터(400); 를 포함하는 고체분리 시스템을 제공할 수 있다.A shaker screen (100) through which liquid containing solids is first introduced and coarse particles are removed; A descender hydrocyclone (10) that supplies the liquid containing the solid material to the inlet (110) and separates it into a first solid and a first liquid; A gas stripper (500) connected to the liquid discharge pipe (310) of the hydrocyclone to separate the gaseous material and the first liquid material from the first liquid; and an accumulator (400) connected to the solid discharge port (210) of the hydrocyclone to separate solid material and second liquid material from the first solid material; A solid separation system including a can be provided.

상기 조대입자는 1mm 내지 200mm 이하 일 수 있으며, 바람직하게는 10mm 내지 400mm일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 50mm 내지 800mm이하 일 수 있다. The coarse particles may be 1 mm to 200 mm or less, preferably 10 mm to 400 mm, and more preferably 50 mm to 800 mm or less.

상기 조대입자는 20mesh 이하 입자일 수 있다.The coarse particles may be particles of 20 mesh or less.

상기 제1고체는 20mesh 초과 100mesh 이하 입자일 수 있다.The first solid may be particles greater than 20 mesh and less than 100 mesh.

상기 제2고체는 60mesh 초과 200mesh 이하 입자일 수 있다.The second solid may be particles greater than 60 mesh and less than 200 mesh.

상기 범위를 벗어나면 효율적인 입자제거 성능을 발휘할 수 없다.If it is outside the above range, efficient particle removal performance cannot be achieved.

상기 범위를 벗어나는 입자는 상기 쉐이커스크린의 후단에 연동되는 하이드로사이클론의 분리효율을 낮출 수 있다.Particles outside the above range may reduce the separation efficiency of the hydrocyclone linked to the rear end of the shaker screen.

상기 하이드로사이클론으로 유입되는 고형물을 포함하는 액체, 바람직하게는 오일샌드의 유량이 작을 경우 하이드로사이클론의 성능의 저하를 방지하기 위해 물저장조를 통해 최종 처리된 물을 물저장조로부터 재공급하도록 구성될 수 있다.When the flow rate of liquid containing solids, preferably oil sand, flowing into the hydrocyclone is small, it can be configured to re-supply the final treated water from the water storage tank to prevent deterioration of the performance of the hydrocyclone. there is.

또한, 상기 샌드오일의 주입압력은 10bar 내지 30bar, 온도는 0℃ 초과 내지 90℃미만으로 주입될 수 있다.In addition, the sand oil may be injected at an injection pressure of 10 bar to 30 bar and a temperature of more than 0°C to less than 90°C.

또한, 유정에서 배출된 상기 오일샌드를 저장할 수 있는 저장조와 상기 유입관 사이에는 상기 오일샌드를 가압공급하기 위한 가압펌프;를 추가로 포함할 수 있다.In addition, a pressurizing pump for supplying the oil sand under pressure may be further included between the reservoir capable of storing the oil sand discharged from the oil well and the inflow pipe.

상기 제1액체 및/또는 상기 제2액체는 물과 오일로 구성될 수 있다.The first liquid and/or the second liquid may be composed of water and oil.

또한, 상기 하이드로사이클론은 상기 고형물을 함유하는 제1액체를 유도하는 유입관(110);이 외면 소정에 위치에 구비되며, 빈 공간부를 형성하는 원통부(100); 상광하협 구조이며, 상부는 상기 원통부(100)의 하부와 연결되고, 하부에는 고체배출구(210);가 구비된 내부가 비어 있는 원뿔부(200); 상기 고형물이 제거된 상기 제1액체를 외부로 배출하기 위한 내부가 비어 있는 원통형 액체 배출관(310);이 관통된 상태로 배치되어 있는 상기 원통부(100) 상부에 구비되는 뚜껑(300);을 포함 포함할 수 있다.In addition, the hydrocyclone includes an inflow pipe 110 for guiding the first liquid containing the solid material; a cylindrical portion 100 provided at a predetermined position on the outer surface of the hydrocyclone and forming an empty space; A conical part (200) having an upper and lower narrow structure, the upper part of which is connected to the lower part of the cylindrical part (100), and the lower part of which is provided with a solid discharge port (210); a cylindrical liquid discharge pipe 310 with an empty interior for discharging the first liquid from which the solids have been removed to the outside; a lid 300 provided on an upper part of the cylindrical portion 100 disposed in a penetrating state; Includes Can include.

상기 접선주입구의 형태인 상기 유입관은 수평상에 복수개 형성될 수 있다. 상기 하이드로사이클론의 원형으로 가정할 때, 180도 간격으로 2개, 90도 간격으로 4개, 60도 간격으로 6개, 30도 간격으로 12개로 형성될 수 있다.A plurality of the inlet pipes in the form of the tangential inlet may be formed horizontally. Assuming the hydrocyclone is circular, it can be formed as 2 at 180-degree intervals, 4 at 90-degree intervals, 6 at 60-degree intervals, and 12 at 30-degree intervals.

상기 유입관은 수직상에 복수개 형성될 수 있다.상기 하이드로 사이클론의 형태를 원통형으로 가정할 때, 유입관 상부 또는 하부에 추가적인 유입관이 형성될 수 있다. A plurality of inlet pipes may be formed vertically. Assuming that the hydrocyclone has a cylindrical shape, an additional inflow pipe may be formed above or below the inlet pipe.

또한, 상기 스트리퍼의 후단과 연결되어 상기 제1액상물질을 제2고체와 제2액체로 분리하는 디실터(Desilter) 하이드로사이크론(20);을 추가로 포함할 수 있다.In addition, it may further include a desilter hydrocyclon 20 that is connected to the rear end of the stripper and separates the first liquid material into a second solid and a second liquid.

또한, 상기 디실터 하이드로사이클론에서 분리 배출되는 상기 제2액체는 원심분릭(30);에 공급되어 제3고체와 제3액체로 최종 분리할 수 있다.In addition, the second liquid separated and discharged from the desilter hydrocyclone may be supplied to a centrifugal separator 30 to finally separate it into a third solid and a third liquid.

상기 제3고체는 200mesh 초과 입자일 수 있다.The third solid may be particles exceeding 200 mesh.

상기 범위를 벗어나면 효율적인 입자제거 성능을 발휘할 수 없다.If it is outside the above range, efficient particle removal performance cannot be achieved.

또한, 상기 디샌더 하이드로사이클론 및/또는 상기 디실터 하이드로사이클론은 복수로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.Additionally, a plurality of the desander hydrocyclones and/or the desander hydrocyclones may be connected in series or parallel.

상기 하이드로사이클론은 복수개가 형성되어 오일샌드 처리유량에 따라 가변적으로 대응할 수 있다. 상기 하이드로사이클론은 병렬 또는 직렬로 형성될 수 있다. The hydrocyclone is formed in plural numbers and can respond variably according to the oil sand treatment flow rate. The hydrocyclones can be formed in parallel or in series.

상기 하이드로사이클론이 병렬로 형성되는 이유는 처리하여야 하는 오일샌드 유량을 균등배분하여 동일한 주입압력 및 온도 조건으로 처리하여야 후단의 고상, 기상, 액상성분의 분리 효율에 유리하기 때문이다.The reason why the hydrocyclones are formed in parallel is that the oil sand flow rate to be treated must be equally distributed and treated under the same injection pressure and temperature conditions, which is advantageous for the separation efficiency of the solid, gas, and liquid components at the downstream stage.

또한, 상기 제1액상물질, 상기 제2액상물질 및 상기 제3액상물질 중 어느 하나가 공급되어 물과 오일로 분리되는 멤브레인(40);을 추가로 포함할 수 있다.In addition, it may further include a membrane 40 through which any one of the first liquid material, the second liquid material, and the third liquid material is supplied and separated into water and oil.

상기 멤브레인은 물과 오일을 효과적을 분리할 수 있으면 그 형태에 제한이 되지 않는다. 바람직하게는 관형 멤브레인일 수 있다.The form of the membrane is not limited as long as it can effectively separate water and oil. Preferably it may be a tubular membrane.

또한, 상기 이동식 오일샌드 분류장치는 상기 유입관이 상기 고체배출구 및 상기 액체 배출관보다 양압이 형성될 수 있다.Additionally, in the mobile oil sand fractionation device, the inlet pipe may be at a positive pressure than the solid discharge port and the liquid discharge pipe.

또한, 상기 멤브레인의 전단에는 상기 제1액체 및 상기 제2액체의 혼합물이 흐르는 관로내에 관경이 변경되는 관경변경유닛을 갖을 수 있다.In addition, the front end of the membrane may have a pipe diameter changing unit that changes the pipe diameter in the pipe through which the mixture of the first liquid and the second liquid flows.

또한, 상기 관경변경유닛의 관로 직경은 상기 관로 직경보다 작을 수 있다.Additionally, the pipe diameter of the pipe diameter change unit may be smaller than the pipe diameter.

상기 관경변경유닛의 밀도 및 비중차이가 있는 액상 혼합물의 분리 효율을 높이기 위하여 분리유도체을 상기 관경변경유닛안에 형성할 수 있다.In order to increase the separation efficiency of liquid mixtures having differences in density and specific gravity of the pipe size change unit, a separation derivative may be formed in the pipe size change unit.

상기 관경변경유닛의 단면형상은 직삼각형, 삼각형, 원형, 무정형 중 어느 하나 이상일 수 있다.The cross-sectional shape of the pipe diameter change unit may be one or more of a right triangle, triangle, circle, and amorphous shape.

또한, 상기 기상물질을 저장하는 가스저장조(50); 상기 물을 저장하는 물저장조(60); 상기 오일을 저장하는 오일저장조(70); 및 상기 제1고체, 상기 제2고체 및 상기 제3고체를 저장하는 고체저장조(80)을 포함하고 상기 저장조의 유입구와 배출구에 2중 압력제어밸브가 형성될 수 있다.In addition, a gas storage tank 50 for storing the gaseous substances; A water storage tank (60) storing the water; An oil storage tank (70) storing the oil; and a solid storage tank 80 that stores the first solid, the second solid, and the third solid, and a double pressure control valve may be formed at the inlet and outlet of the storage tank.

또한, 상기 고체분리 시스템의 구동을 위한 제어부가 포함될 수 있다. Additionally, a control unit for driving the solid separation system may be included.

상기 제어부는 상기 고체분리 시스템의 압력 제어가 중요하다. 상기 압력 및 온도를 제어하기 위하여 각 구성요소의 센싱을 위하여 센서를 포함할 수 있다. 상기 유입관, 상기 가스스트리퍼 전 후단, 상기 고체배출구, 상기 액체 배출관의 온도 및 압력을 센싱할 수 있다.The control unit is important for controlling the pressure of the solid separation system. In order to control the pressure and temperature, a sensor may be included to sense each component. The temperature and pressure of the inlet pipe, the front and rear ends of the gas stripper, the solid discharge port, and the liquid discharge pipe can be sensed.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디센더의 단면도이다. Figure 2 is a cross-sectional view of a descender according to an embodiment of the present invention.

고형물을 함유하는 액체를 유도하는 유입관(110);이 외면 소정에 위치에 구비되며, 빈 공간부를 형성하는 원통부(100); 상광하협 구조이며, 상부는 상기 원통부(100)의 하부와 연결되고, 하부에는 고체배출구(210);가 구비된 내부가 비어 있는 원뿔부(200); 상기 고형물이 제거된 상기 액체를 외부로 배출하기 위한 내부가 비어 있는 원통형 액체 배출관(310);이 관통된 상태로 배치되어 있는 상기 원통부(100) 상부에 구비되는 뚜껑(300); 상기 고체배출구(210)와 연결되어 상기 고형물을 축적하고 배출하는 어큐뮬레이터(400);를 포함하며, 상기 원통부의 내면은 수막이 형성되는 디센더를 제공할 수 있다.An inflow pipe 110 for guiding liquid containing solids; a cylindrical portion 100 provided on the outer surface at a predetermined position and forming an empty space; A conical part (200) having an upper and lower narrow structure, the upper part of which is connected to the lower part of the cylindrical part (100), and the lower part of which is provided with a solid discharge port (210); A cylindrical liquid discharge pipe 310 with an empty interior for discharging the liquid from which the solids have been removed to the outside; a lid 300 provided on an upper part of the cylindrical portion 100 disposed in a penetrating state; It includes an accumulator 400 that is connected to the solid discharge port 210 to accumulate and discharge the solids, and the inner surface of the cylindrical portion may provide a descender in which a water film is formed.

상기 구성들을 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 원통부(100)는 소정의 높이와 내경을 갖는 긴 원통형이다. To describe the above configurations in more detail, the cylindrical portion 100 is a long cylindrical shape with a predetermined height and inner diameter.

상기 원통부(100)는 금속 재질로 이루어져 있으며, 축 중심에서 외측으로 편향된 소정의 단면적을 갖는 고형물을 함유하는 액체가 공급되는 유입관(110)이 구비되어, 각종 입자상 고형물질을 포함하고 있는 액체, 바람직하게는 오일샌드와 스팀이 공급되어 혼합된 물을 다량 함유하는 오일샌드가 상기 원통부(100)의 공간으로 유입된다.The cylindrical portion 100 is made of a metal material and is provided with an inlet pipe 110 through which a liquid containing solids having a predetermined cross-sectional area biased outward from the center of the axis is supplied, and the liquid containing various particulate solids is provided. , Preferably, oil sand and steam are supplied, and oil sand containing a large amount of mixed water flows into the space of the cylindrical portion 100.

상기 원뿔부(200)는, 아래로 갈수록 점차 단면적이 줄어드는 상광하협 구조이며, 원뿔부(200) 상부는 상기 원통부(100)의 하부와 연결되어 있고, 원뿔부(200) 하부에는 상기 액체에 포함되어 있던 입자상 고형물질, 바람직하게는 머드, 벤토나이트와 일부 액체가 함께 배출되는 고체배출구(210)가 구비되어 있다.The cone part 200 has an upper-lower narrow structure whose cross-sectional area gradually decreases as it goes downward. The upper part of the conical part 200 is connected to the lower part of the cylindrical part 100, and the lower part of the conical part 200 is in the liquid. There is a solid discharge port 210 through which the contained particulate solid material, preferably mud, bentonite, and some liquid are discharged together.

또 상기 원통부(100) 상부에는 후술할 액체 배출관(310)이 외부로 돌출되는 영역을 제외하고는, 상기 원통부(100)를 밀폐시킬 수 있도록 금속재질로 이루어진 뚜껑(300)이 부착되어 있다.In addition, a lid 300 made of a metal material is attached to the upper part of the cylindrical part 100 to seal the cylindrical part 100 except for the area where the liquid discharge pipe 310, which will be described later, protrudes to the outside. .

액체 배출관(310)은 금속 재질로 이루어진 내부가 비어 있는 긴 원통형으로, 상기 뚜껑(300)의 중앙부근에 위치하며, 일측 단부는 상기 뚜껑(300) 위로 일정 높이 돌출되고, 타측 단부는 상기 원통부(100)의 소정 깊이에 위치한다.The liquid discharge pipe 310 is a long hollow cylindrical shape made of metal and is located near the center of the lid 300. One end protrudes above the lid 300 at a certain height, and the other end is part of the cylindrical part. It is located at a predetermined depth of (100).

게다가 상기 뚜껑(300)의 내면 소정 위치에는 원통부(100) 내측 공간부로 유입되는 고형물을 포함하는 액체의 선회를 유도하기 위한 베인(310);이 형성될 수 있다. 상기 베인은 시계방향 또는 반시계 방향으로 상기 유입관에서 공급되는 고형물을 포함하는 액체의 선회를 유도하기 위한 형태로 형성될 수 있다. In addition, a vane 310 may be formed at a predetermined position on the inner surface of the lid 300 to induce the rotation of liquid containing solids flowing into the inner space of the cylindrical part 100. The vane may be formed to induce rotation of the liquid containing solids supplied from the inlet pipe in a clockwise or counterclockwise direction.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 뚜껑의 중앙부에 형성된 액체 배출관을 중심으로 방사상으로 상기 베인이 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 베인을 따라 선회류를 형성하기 위해 고형물을 포함한 액체를 공급하는 유입관은 상기 원통부에 접선방향으로 연통되게 형성될 수 있다.To be more specific, the vanes may be formed to protrude radially around a liquid discharge pipe formed in the center of the lid. An inlet pipe that supplies liquid containing solids to form a swirling flow along the vane may be formed to communicate tangentially with the cylindrical portion.

상기 베인은 상기 뚜껑에 하나 이상 형성될 수 있고, 그 형태 및 개수는 고형물을 포함한 상기 액체의 선회를 형성하기 위한 형태 및 개수이면 그 형상 및 개수에 제한이 없음은 자명하다. 고형물을 포함하는 액체 유입관과 연통되는 매니폴드와 액체 공급 펌프를 연결하여 액체 수용 용기에서 고형물을 포함한 액체를 간헐 또는 비간헐적으로 공급할 수 있다.It is obvious that one or more vanes may be formed on the lid, and that there is no limit to the shape and number of the vanes as long as they are of a shape and number for forming a swirl of the liquid including solids. By connecting a manifold in communication with a liquid inlet pipe containing solids and a liquid supply pump, liquid containing solids can be supplied intermittently or non-intermittently from the liquid containing container.

상기 유입관은 상기 액체 수용 용기에 수용된 액체를 원통부(100) 내부 벽면을 향하도록 분사하기 위하여 형성된 구멍이며, 액체 유입관과 연결되어 있는 액체 공급 펌프(미도시)의 가압력에 의하여 액체가 분사될 수 있다.The inlet pipe is a hole formed to spray the liquid contained in the liquid container toward the inner wall of the cylindrical portion 100, and the liquid is sprayed by the pressing force of a liquid supply pump (not shown) connected to the liquid inlet pipe. It can be.

상기 디센더는 상기 고형물의 제거 입자 크기에 따라 웰헤드 디센더(Wellhead cyclone desander), 인라인 디센더(Inline desander)로 구분될 수 있지만, 입자 제거 기술의 개념을 동일하다.The descender can be divided into a wellhead cyclone desander and an inline descender depending on the particle size of the solids removed, but the concept of particle removal technology is the same.

wellhead용 디센더 사이클론은 사이클론의 입구 크기 50~400 ㎜까지 지원, 일반적으로 처리가능한 고형물의 크기는 3 ㎜미만이지만 큰 고형물도 제거 가능하다.The descender cyclone for the wellhead supports cyclone inlet sizes ranging from 50 to 400 mm. Generally, the size of solids that can be treated is less than 3 mm, but large solids can also be removed.

Inline용 디센더 사이클론은 90μm 수준의 고형물을 분리할 수 있으며, 처리용량은 500 내지 600 GPM일 수 있다.The inline descender cyclone can separate solids at the 90μm level, and the processing capacity can be 500 to 600 GPM.

추가적으로 상기 하이드로사이클론은 디실터(Desilter)에도 적용될 수 있다.Additionally, the hydrocyclone can also be applied to a desilter.

하이드로 사이클론은 직경이 0.01m~1.2m 이고, 유량은 23,000L/min까지 처리 할 수 있고, 입자직경이 5㎛~150㎛인 입자를 보유하고 있는 부유물 분리하는 데 효과적이다.The hydrocyclone has a diameter of 0.01m~1.2m, can handle a flow rate of up to 23,000L/min, and is effective in separating suspended matter containing particles with a particle diameter of 5㎛~150㎛.

일반적으로 하이드로 사이클론의 직경이 작을수록 원심력의 차이가 커져 미세 입자(<10μm)를 더 쉽게 분리할 수 있다.In general, the smaller the diameter of the hydrocyclone, the greater the difference in centrifugal force, making it easier to separate fine particles (<10μm).

상기 고형물을 포함하는 액체, 바람직하게는 샌드오일의 주입압력은 10bar 내지 30bar, 온도는 0

Figure 112023064197961-pat00001
초과 내지 90
Figure 112023064197961-pat00002
미만으로 유입관으로 유입될 수 있다.The injection pressure of the liquid containing the solids, preferably sand oil, is 10 bar to 30 bar, and the temperature is 0.
Figure 112023064197961-pat00001
Exceeding 90
Figure 112023064197961-pat00002
Less than that can flow into the inlet pipe.

상기 고형물을 포함하는 액체를 공급하기 위한 가압펌프가 추가로 형성될 수 있다.A pressure pump may be additionally provided to supply liquid containing the solid material.

또한, 상기 유입관과 연통되며 상기 고형물 중 조대입자를 제거하기 위한 쉐이커스크린(500);이 연결될 수 있다.Additionally, a shaker screen 500 that communicates with the inlet pipe and is used to remove coarse particles among the solids may be connected.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유입관의 형태에 따른 디센더의 단면도이다.Figure 3 is a cross-sectional view of a descender according to the shape of the inlet pipe according to an embodiment of the present invention.

또한, 상기 유입관은 상기 원통부의 측벽에 접선방향으로 하나 이상 형성될 수 있다.Additionally, one or more inlet pipes may be formed in a tangential direction on the side wall of the cylindrical portion.

상기 유입관은 상기 원통 단면의 중심축을 기준으로 30도, 60도, 90도 180도 간격으로 하나 이상 형성될 수 있다.One or more inlet pipes may be formed at intervals of 30 degrees, 60 degrees, 90 degrees, and 180 degrees based on the central axis of the cylindrical cross section.

상기 유입관에 공급되는 단위 시간당 공급유량을 분기하여 상기 유입관을 통해 공급할 수 있으며, 이에 따라 상기 유입관 끝단의 상기 원통부에 공급되는 유입관의 단면적은 상기 유체의 선속도를 유지하기 위해 변경될 수 있다. The supply flow rate per unit time supplied to the inlet pipe can be branched and supplied through the inlet pipe, and accordingly, the cross-sectional area of the inlet pipe supplied to the cylindrical portion at the end of the inlet pipe is changed to maintain the linear velocity of the fluid. It can be.

또한, 상기 유입관은 상기 원통부 측벽의 동일 평면상에 소정 각도를 가지면서 형성될 수 있다.Additionally, the inlet pipe may be formed at a predetermined angle on the same plane of the side wall of the cylindrical part.

상기 고형물을 포함한 액체가 상기 하이드로 사이클론의 내부에서 선회를 통한 원심력에 의해 고형물과 액체로 용이하게 분리되기 위하여 상기 유체의 체류시간을 조정하기 위하여 유입관을 경사지게 형성할 수 있다. In order for the liquid containing the solids to be easily separated into solids and liquids by centrifugal force through rotation inside the hydrocyclone, the inlet pipe may be formed to be inclined to adjust the residence time of the fluid.

원통부 측벽의 동일 평면상에 평행하게 상기 유입관을 형성하거나 상기 평면상에서 0도 이상 90도 미만으로 상방향 또는 하방향으로 상기 유입관을 경사지게 형성할 수 있다. The inlet pipe may be formed parallel to the same plane of the side wall of the cylindrical part, or may be formed inclined upward or downward at an angle of 0 degrees or more and less than 90 degrees on the plane.

상기 소정각도는 바람직하게는 10도 이상 60도 미만일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 20도 이상 40도 미만일 수 있다. The predetermined angle may preferably be 10 degrees or more and less than 60 degrees, and more preferably 20 degrees or more and less than 40 degrees.

또한, 상기 유입관은 상기 원통부 측벽의 복수의 동일 평면상에 형성될 수 있다.Additionally, the inlet pipe may be formed on a plurality of identical planes of the side walls of the cylindrical portion.

상기 유입관은 복수의 동일 평면상에 복수개 형성함으로써 공급되는 고형물을 포함한 액체의 처리시간 및 분리효율을 증가시킬 수 있다. By forming a plurality of inlet pipes on the same plane, the processing time and separation efficiency of the supplied liquid containing solids can be increased.

상기 원통부에 2층이상으로 상기 유입관을 형성하고, 상기 유입관의 각도를 조정함으로써 공급되는 고형물을 포함한 액체의 하이드로사이클론 내부에서의 유동 특성에 변화를 주어 분리효율을 향상시킬 수 있다. By forming the inlet pipe in two or more layers in the cylindrical part and adjusting the angle of the inlet pipe, the flow characteristics of the supplied liquid containing solids inside the hydrocyclone can be changed to improve separation efficiency.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원통부 내면에 형성된 돌출체의 평면 개념도이다.Figure 4 is a plan view of a protrusion formed on the inner surface of a cylindrical portion according to an embodiment of the present invention.

또한, 상기 원통부의 내면에는 소정 간격으로 형성된 복수의 돌출체(120);를 포함할 수 있다.Additionally, the inner surface of the cylindrical portion may include a plurality of protrusions 120 formed at predetermined intervals.

고형물을 포함한 액체는 하이드로 사이클론의 내부에서 충돌, 확산 과정을 거치면서 분리되게 되는데 이때 고형물의 강한 충돌이 상기 원통부의 내벽에 지속적으로 가해지게 되면서 마모 등의 문제가 발생할 수 있다. Liquids containing solids are separated through collision and diffusion processes inside the hydrocyclone. At this time, strong collisions of solids are continuously applied to the inner wall of the cylindrical part, which may cause problems such as wear.

따라서, 상기 원통부의 내면에 돌출부를 통한 수막층을 형성하여 상기 고형물의 충돌 및 액체와의 분리효율을 증가시킬 수 있다. Therefore, by forming a water film layer through the protrusion on the inner surface of the cylindrical part, the efficiency of collision of the solid and separation from the liquid can be increased.

상기 돌출체는 상기 원통부의 내면에 일정한 간격을 가지고 돌출형성될 수 있으며, 요철형태로 형성될 수 있다.The protrusion may be formed to protrude at regular intervals on the inner surface of the cylindrical portion and may be formed in a concavo-convex shape.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원통부 내면에 형성된 돌출체의 단면 개념도이다.Figure 5 is a cross-sectional conceptual diagram of a protrusion formed on the inner surface of a cylindrical portion according to an embodiment of the present invention.

상기 돌출체는 상기 원통부의 상부에서 하부로 내려가면서 상기 돌출체간의 간격이 변경될 수 있다. 이는 하이드로 사이클론 내부에 형성되는 고형물을 포함한 액체의 선회특성에 부합하기 위한 것이다. The distance between the protrusions may change as the protrusions descend from the top of the cylindrical part to the bottom. This is to match the swirling characteristics of liquid containing solids formed inside the hydrocyclone.

상기 돌출체는 상기 원통부의 동일 평면상을 기준으로 경사지게 형성될 수 있다. 경사지게 형성된 상기 돌출체는 연속된 나선형상(spiral)으로 상기 원통부의 상부에서 하부로 형성될 수 있다. The protrusion may be formed to be inclined relative to the same plane of the cylindrical part. The inclined protrusion may be formed in a continuous spiral shape from the top to the bottom of the cylindrical part.

나선형상으로 형성되는 상기 돌출체의 간격은 상기 원통부의 상부에서 하부로 갈수록 변경될 수 있다.The spacing of the protrusions formed in a spiral shape may change from the top to the bottom of the cylindrical part.

상기 돌출체의 단면상 돌출 높이는 일정하게 형성될 수 있으며, 상기 돌출체 간의 간격도 일정하게 형성될 수 있다.The cross-sectional protrusion height of the protrusions may be formed to be constant, and the distance between the protrusions may also be formed to be constant.

상기 돌출체의 단면상 돌출 높이가 순차적으로 높아지거나 낮아지게 형성될 수 있다.The cross-sectional protrusion height of the protrusion may be sequentially increased or decreased.

상기 돌출체 간의 간격은 일정하게 넓어지거나 좁아지게 형성될 수 있다.The gap between the protrusions may be uniformly widened or narrowed.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 돌출체에 형성된 통공의 사시도 및 단면도이다.Figure 6 is a perspective view and a cross-sectional view of a through hole formed in a protrusion according to an embodiment of the present invention.

또한, 상기 원통부는 상기 내면을 형성하는 내부관(130); 및 상기 내부관과 소정간격을 가지고 형성되는 상기 원통부의 외면을 형성하는 외부관(140);을 포함할 수 있다.In addition, the cylindrical part includes an inner tube 130 forming the inner surface; and an outer tube 140 forming the outer surface of the cylindrical part and formed at a predetermined distance from the inner tube.

상기 외부관에는 상기 내부관과 상기 외부관의 공간부에 물을 공급하기 위한 물공급관(150) 및 물배출관(160)이 형성될 수 있다.A water supply pipe 150 and a water discharge pipe 160 may be formed in the outer pipe to supply water to the space between the inner pipe and the outer pipe.

상기 내부관에는 상기 돌출체의 통공에 물을 공급하기 위한 물공급구(123) 및 물배출구(124)가 형성될 수 있다.A water supply port 123 and a water discharge port 124 may be formed in the inner tube to supply water to the through hole of the protrusion.

상기 원통부는 내면을 형성하는 내부관만으로 형성될 수 있다. 상기 내부관의 내면에 형성된 돌출체에 형성된 통공에 추가적인 액체 또는 기체를 공급하기 위한 공급유닛을 별도의 장치로 형성되어 연결될 수 있다.The cylindrical portion may be formed solely from an inner tube forming the inner surface. A supply unit for supplying additional liquid or gas to the through hole formed in the protrusion formed on the inner surface of the inner tube may be formed as a separate device and connected.

상기 통공을 통해 공급되는 유체는 상기 원통부의 내면에 형성된 돌출체의 일정한 수막층을 분포하기 위해 공급되면 이를 통해서 통공부에서는 균일한 표면장력이 형성되게 상기 돌출부의 통공에 유체가 공급될 수 있도록 조정할 수 있다.The fluid supplied through the through hole is supplied to distribute a constant water film layer of the protrusion formed on the inner surface of the cylindrical portion, and is adjusted so that the fluid is supplied to the through hole of the protrusion so that a uniform surface tension is formed in the through hole. You can.

상기 공급된 유체에 의해 일정한 높이의 균일한 수막층이 형성되고 상기 고형물을 포함한 액체가 상기 수막층이 형성된 이상의 높이로 균일하게 상기 원통부를 진행함으로써 고체와 액체의 분리 효율이 증가될 수 있다. A uniform water film layer of a certain height is formed by the supplied fluid, and the liquid containing the solid proceeds uniformly through the cylindrical part to a height higher than that at which the water film layer is formed, thereby increasing the separation efficiency of solid and liquid.

또한, 상기 돌출체의 소정 위치에는 상기 내면으로 용수를 공급하는 통공(121);이 형성될 수 있다.Additionally, a through hole 121 that supplies water to the inner surface may be formed at a predetermined position of the protrusion.

상기 통공을 통해서 용수인 액체 또는 공기 등의 기체가 공급될 수 있다. 상기 공급되는 유체에 따라 수막을 원할히 형성하거나 추가적으로 선회강도를 높이기 위해서 공급될 수 있다. 상기 기체는 공기, 질소 중 어느 하나 이상이 공급될 수 있다.Liquid such as water or gas such as air may be supplied through the hole. Depending on the supplied fluid, it can be supplied to smoothly form a water film or to additionally increase turning strength. The gas may be supplied as one or more of air and nitrogen.

상기 액체도 순수 물 또는 상기 고형물을 포함한 액체와의 반응을 위한 반응성 액체가 공급될 수 있다.The liquid may also be supplied as pure water or a reactive liquid for reaction with a liquid containing the solid material.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 승하강유닛과 결합된 벤츄리노즐의 단면도이다.Figure 7 is a cross-sectional view of a venturi nozzle combined with a lifting and lowering unit according to an embodiment of the present invention.

또한, 상기 고체배출구의 끝단에는 벤츄리노즐(211);이 형성될 수 있다.Additionally, a venturi nozzle 211 may be formed at the end of the solid discharge port.

상기 고체배출구의 끝단에는 벤츄리노즐 대신에 가이드베인(213)이 형성될 수 있다. 상기 가이드베인을 통해 상기 소정양의 액체를 포함한 고형물의 배출이 용이하게 진행될 수 있다.A guide vane 213 may be formed at the end of the solid discharge port instead of a venturi nozzle. Solid matter containing the predetermined amount of liquid can be easily discharged through the guide vane.

상기 벤츄리노즐은 하이드로사이클론의 고체배출구 끝단과 결합될 수 있다. 상기 벤츄리 노즐은 상부에 직경의 축소되는 제1영역이 있고 하부에 직경이 확대되는 제2영역이 있다. The venturi nozzle may be combined with the solid discharge end of the hydrocyclone. The venturi nozzle has a first area at the top where the diameter is reduced and a second area at the bottom where the diameter is enlarged.

상기 제2영역으로 상기 고형물이 배출되게 된다. 상기 고정된 형태의 상기 벤츄리노즐에 의해 배출되는 고형물의 배출각도가 일정할 수 있다.The solid material is discharged into the second area. The discharge angle of solids discharged by the fixed venturi nozzle may be constant.

상기 고형물의 배출각도를 조절하기 위하여 상기 고체배출구와 상기 벤츄리노즐 사이에 상기 벤츄리노즐의 위치를 조정하기 위한 승하강유닛이 형성될 수 있다. 상기 승하강유닛은 고정된 형태의 하이드로사이클론의 고체배출구 위치에서 상기 벤츄리노즐의 연결지점을 변경함으로써 배출되는 고형물의 배출각도를 조절할 수 있다.In order to adjust the discharge angle of the solids, a lifting and lowering unit for adjusting the position of the venturi nozzle may be formed between the solids discharge port and the venturi nozzle. The raising and lowering unit can adjust the discharge angle of the solids discharged by changing the connection point of the venturi nozzle at the solids discharge port of the fixed hydrocyclone.

또한, 상기 고체배출구 끝단과 상기 벤츄리노즐 사이에 형성된 승하강유닛(212);을 통해 상기 벤츄리노즐은 상기 고체배출구 끝단에서 위치가 조절되어 상기 고형물의 배출각도가 조절할 수 있다.In addition, the position of the venturi nozzle at the end of the solid discharge port can be adjusted through a raising and lowering unit 212 formed between the end of the solid discharge port and the venturi nozzle to adjust the discharge angle of the solids.

상기 배츄리노즐의 내부에는 온도승하강유닛(214)가 형성될 수 있다. 상기 온도승하강유닛의 상기 고체 및 액체의 배출을 용이하게 하기 위한 형태 및 기능이라면 제한되지 않는다. 상기 온도승하강유닛은 가열체일 수 있다.A temperature raising/lowering unit 214 may be formed inside the battery nozzle. There is no limitation as long as the form and function of the temperature raising/lowering unit facilitate discharge of the solid and liquid. The temperature raising/lowering unit may be a heating element.

상기 고형물의 배출각도는 상기 고체배출구의 단면 중심축을 중심으로 1도 내지 30도 일 수 있다. 바람직하게는 5도 내지 15도 일 수 있다. 상기 고형물의 배출각도가 30도 이상이면 정상적인 운전이 되지 않고 있는 것으로 apex의 출구직경이 너무 커서 원뿔 바닥에서 흐리는 입자와 함께 과도한 양의 유체가 배출될 수 있다.The solid discharge angle may be 1 degree to 30 degrees around the central axis of the cross section of the solid discharge port. Preferably it may be 5 degrees to 15 degrees. If the discharge angle of the solids is more than 30 degrees, normal operation is not possible, and the exit diameter of the apex is too large, so an excessive amount of fluid may be discharged along with cloudy particles at the bottom of the cone.

상기 고형물의 배출각도가 20도 미만이면 , 각도가 너무 작아 입자를 배출이 너무 건조하고, 과도한 overflow에서는 입자와 함께 과도한양의 유채(액체)가 배출될 수 있다.If the discharge angle of the solids is less than 20 degrees, the angle is too small to discharge the particles and it is too dry, and if there is excessive overflow, an excessive amount of rapeseed (liquid) may be discharged along with the particles.

또한, 상기 어큐물레이터는 경사진 이중관 형태의 원통관 형상으로, 상기 고체배출구와 연통되는 고체투입구(410);가 상기 원통관의 측면에 형성되고, 상기 원통관의 일측단에 고형물배출구(420); 및 상기 원통관의 타측단에 액체배출구(430);가 형성되며, 상기 고형물배출구 및 상기 액체배출구의 전단에는 압력유지 개폐유닛(440); 형성될 수 있다.In addition, the accumulator has a cylindrical tube shape in the form of an inclined double tube, and a solids inlet 410 in communication with the solids outlet is formed on a side of the cylindrical tube, and a solids outlet 420 at one end of the cylindrical tube. ); and a liquid outlet 430 at the other end of the cylindrical tube, and a pressure maintenance opening/closing unit 440 at a front end of the solids outlet and the liquid outlet; can be formed.

또한, 상기 돌출체는 상기 원뿔부의 내면에 소정간격으로 형성될 수 있다.Additionally, the protrusions may be formed at predetermined intervals on the inner surface of the cone.

10: 디센더 하이드로사이클론
20: 디실터 하이드로사이클론
30: 원심분리기
40: 멤브레인
50: 가스저장조
60: 물저장조
70: 오일저장조
80: 고체저장조
100: 원통부
110: 유입관
120: 돌출체
121: 통공
122: 물공급구
123: 물배출구
130: 내부관
140: 외부관
150: 물공급관
160: 물배출관
200: 원뿔부
210: 고체배출구
211: 벤츄리노즐
212: 승하강유닛
213: 가이드베인
214: 온도승하강유닛
300: 뚜껑
310: 베인
310: 액체 배출관
400: 어큐뮬레이터
410: 고체투입구
420: 고형물배출구
430: 액체배출구
440: 개폐유닛
500: 쉐이커스크린
600: 가스스트리퍼
10: Descender Hydrocyclone
20: Decilter Hydrocyclone
30: centrifuge
40: membrane
50: Gas storage tank
60: Water storage tank
70: Oil storage tank
80: Solid storage tank
100: Cylindrical part
110: Inlet pipe
120: protrusion
121: Tonggong
122: Water supply port
123: Water outlet
130: inner tube
140: External view
150: Water supply pipe
160: Water discharge pipe
200: cone part
210: solids outlet
211: Venturi nozzle
212: Raising and lowering unit
213: Guide vane
214: Temperature raising/lowering unit
300: Lid
310: Bane
310: liquid discharge pipe
400: Accumulator
410: Solids inlet
420: Solids discharge port
430: Liquid outlet
440: Opening and closing unit
500: Shaker screen
600: Gas stripper

Claims (10)

고형물을 포함하는 액체가 1차로 유입되어 조대입자가 제거되는 쉐이커스크린(500);
상기 고형물을 포함하는 상기 액체가 유입구(110);로 공급되어 제1고체와 제1액체로 분리하는 디센더(Desander) 하이드로사이클론(10);
상기 하이드로사이클론의 액체 배출관(310);에 연결되어 상기 제1액체에서 기상물질과 제1액상물질을 분리하는 가스스트리퍼(600); 및
상기 하이드로사이클론의 고체배출구(210);에 연결되어 상기 제1고체에서 고상물질과 제2액상물질을 분리하는 어큐뮬레이터(400); 를 포함하며,
상기 하이드로사이클론은 상기 고형물을 함유하는 제1액체를 유도하는 유입관(110);이 외면 소정에 위치에 구비되며, 빈 공간부를 형성하는 원통부(100);
상광하협 구조이며, 상부는 상기 원통부(100)의 하부와 연결되고, 하부에는 고체배출구(210);가 구비된 내부가 비어 있는 원뿔부(200);
상기 고형물이 제거된 상기 제1액체를 외부로 배출하기 위한 내부가 비어 있는 원통형 액체 배출관(310);이 관통된 상태로 배치되어 있는 상기 원통부(100) 상 부에 구비되는 뚜껑(300);을 포함하고,
상기 원통부의 내면에는 소정 간격으로 형성된 복수의 돌출체(120);를 포함하며,
상기 원통부는 상기 내면을 형성하는 내부관(130); 및 상기 내부관과 소정간격을 가지고 형성되는 상기 원통부의 외면을 형성하는 외부관(140);을 포함하고,
상기 돌출체의 소정 위치에는 상기 내면으로 용수를 공급하는 통공(121);이 형성된 고체분리 시스템.
A shaker screen (500) through which liquid containing solids is first introduced and coarse particles are removed;
A descender hydrocyclone (10) that supplies the liquid containing the solid material to the inlet (110) and separates it into a first solid and a first liquid;
A gas stripper (600) connected to the liquid discharge pipe (310) of the hydrocyclone to separate the gaseous material and the first liquid material from the first liquid; and
an accumulator (400) connected to the solid discharge port (210) of the hydrocyclone to separate solid material and second liquid material from the first solid; Includes,
The hydrocyclone includes an inflow pipe 110 that guides the first liquid containing the solid material; a cylindrical portion 100 that is provided at a predetermined location on the outer surface of the hydrocyclone and forms an empty space;
A conical part (200) having an upper and lower narrow structure, the upper part of which is connected to the lower part of the cylindrical part (100), and the lower part of which is provided with a solid discharge port (210);
A cylindrical liquid discharge pipe 310 with an empty interior for discharging the first liquid from which the solids have been removed to the outside; a lid 300 provided on the top of the cylindrical portion 100, which is disposed in a penetrating state; Including,
It includes a plurality of protrusions 120 formed at predetermined intervals on the inner surface of the cylindrical portion,
The cylindrical portion includes an inner tube 130 forming the inner surface; And an outer tube 140 forming the outer surface of the cylindrical part formed at a predetermined distance from the inner tube.
A solid separation system having a through hole (121) for supplying water to the inner surface at a predetermined position of the protrusion.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 스트리퍼의 후단과 연결되어 상기 제1액상물질을 제2고체와 제2액체로 분리하는 디실터(Desilter) 하이드로사이크론(20);을 추가로 포함하는 고체분리 시스템.
According to paragraph 1,
A solid separation system further comprising a desilter hydrocyclon (20) connected to the rear end of the stripper to separate the first liquid material into a second solid and a second liquid.
제3항에 있어서,
상기 디실터 하이드로사이클론에서 분리 배출되는 상기 제2액체는 원심분리기(30);에 공급되어 제3고체와 제3액체로 최종 분리되는 고체분리 시스템.
According to paragraph 3,
A solid separation system wherein the second liquid separated and discharged from the desilter hydrocyclone is supplied to a centrifuge (30) and finally separated into a third solid and a third liquid.
제3항에 있어서,
상기 디샌더 하이드로사이클론 및/또는 상기 디실터 하이드로사이클론은 복수로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있는 고체분리 시스템.
According to paragraph 3,
A solid separation system in which a plurality of the desander hydrocyclones and/or the desilter hydrocyclones can be connected in series or parallel.
제4항에 있어서,
상기 제1액상물질, 상기 제2액상물질 및 상기 제3액상물질 중 어느 하나가 공급되어 물과 오일로 분리되는 멤브레인(40);을 추가로 포함하는 고체분리 시스템.
According to paragraph 4,
A solid separation system further comprising a membrane (40) through which any one of the first liquid material, the second liquid material and the third liquid material is supplied and separated into water and oil.
제4항에 있어서,
상기 기상물질을 저장하는 가스저장조(50);
상기 물을 저장하는 물저장조(60);
상기 오일을 저장하는 오일저장조(70); 및
상기 제1고체, 상기 제2고체 및 상기 제3고체를 저장하는 고체저장조(80)을 포함하고 상기 저장조의 유입구와 배출구에 2중 압력제어밸브가 형성된 고체분리 시스템.
According to paragraph 4,
A gas storage tank (50) for storing the gaseous substances;
A water storage tank (60) storing the water;
An oil storage tank (70) storing the oil; and
A solid separation system comprising a solid storage tank (80) for storing the first solid, the second solid, and the third solid, and having a double pressure control valve formed at the inlet and outlet of the storage tank.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020230074794A 2023-06-12 2023-06-12 System for separation of liquid and solid KR102618017B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230074794A KR102618017B1 (en) 2023-06-12 2023-06-12 System for separation of liquid and solid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230074794A KR102618017B1 (en) 2023-06-12 2023-06-12 System for separation of liquid and solid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102618017B1 true KR102618017B1 (en) 2023-12-27

Family

ID=89377738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230074794A KR102618017B1 (en) 2023-06-12 2023-06-12 System for separation of liquid and solid

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102618017B1 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980027663U (en) 1996-11-14 1998-08-05 이정우 Sand separator for underground continuous wall construction
WO2001087453A2 (en) * 2000-05-17 2001-11-22 Rockwater Limited Separating a stream containing a multi-phase mixture of lighter and heavier density liquids and particles
KR20080059331A (en) * 2005-10-24 2008-06-26 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. Methods of filtering a liquid stream produced from an in situ heat treatment process
US20090175769A1 (en) * 2006-03-07 2009-07-09 Marathon Oil Canada Corporation Processing asphaltene-containing tailings
KR20130025743A (en) * 2011-09-02 2013-03-12 한국화학연구원 Improved method for recovery and upgrading of oil sand
KR20140000338A (en) * 2011-03-22 2014-01-02 포트 힐스 에너지 엘피 Process for direct steam injection heating of oil sands slurry streams such as bitumen froth
KR20150025228A (en) 2013-08-28 2015-03-10 우민기술(주) desander
KR102004259B1 (en) 2018-09-21 2019-10-01 주식회사 비츠로넥스텍 Apparatus for separating bitumen from oil sands
KR20200031832A (en) 2018-09-17 2020-03-25 현대중공업 주식회사 Produced water treatment system
WO2020160648A1 (en) * 2019-02-04 2020-08-13 Enovist Inc. Systems and methods for reducing the particulate content of a liquid-particulate mixture
KR20230076304A (en) * 2021-11-24 2023-05-31 한국에너지기술연구원 Electrostatic sparying cyclone capable of controlling internal temperature

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980027663U (en) 1996-11-14 1998-08-05 이정우 Sand separator for underground continuous wall construction
WO2001087453A2 (en) * 2000-05-17 2001-11-22 Rockwater Limited Separating a stream containing a multi-phase mixture of lighter and heavier density liquids and particles
KR20080059331A (en) * 2005-10-24 2008-06-26 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. Methods of filtering a liquid stream produced from an in situ heat treatment process
US20090175769A1 (en) * 2006-03-07 2009-07-09 Marathon Oil Canada Corporation Processing asphaltene-containing tailings
KR20140000338A (en) * 2011-03-22 2014-01-02 포트 힐스 에너지 엘피 Process for direct steam injection heating of oil sands slurry streams such as bitumen froth
KR20130025743A (en) * 2011-09-02 2013-03-12 한국화학연구원 Improved method for recovery and upgrading of oil sand
KR20150025228A (en) 2013-08-28 2015-03-10 우민기술(주) desander
KR20200031832A (en) 2018-09-17 2020-03-25 현대중공업 주식회사 Produced water treatment system
KR102004259B1 (en) 2018-09-21 2019-10-01 주식회사 비츠로넥스텍 Apparatus for separating bitumen from oil sands
WO2020160648A1 (en) * 2019-02-04 2020-08-13 Enovist Inc. Systems and methods for reducing the particulate content of a liquid-particulate mixture
KR20230076304A (en) * 2021-11-24 2023-05-31 한국에너지기술연구원 Electrostatic sparying cyclone capable of controlling internal temperature

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7763166B2 (en) Relocatable countercurrent decantation system
CA2358805C (en) Process and apparatus for recovering an oil-enriched product from an oil-bearing material
CA2840857C (en) System and method of separating hydrocarbons
US20120152809A1 (en) Methods and Apparatus for Bitumen Extraction
US6152356A (en) Hydraulic mining of tar sand bitumen with aggregate material
US20120145642A1 (en) Method and apparatus for treatment of fluids
CA2772053C (en) Pre-treatment of fine tailings by coarse debris removal
WO2009064560A1 (en) Water integration between and in-situ recovery operation and a bitumen mining operation
US20130026078A1 (en) Methods for Extracting Bitumen From Bituminous Material
US20130026077A1 (en) Methods and Apparatus for Bitumen Extraction
RU2754106C1 (en) Method for catching and disposing of sand from products of petroleum and gas boreholes and apparatus for implementation thereof
CA2792901C (en) Bitumen froth treatment settler feed distributor
KR102618017B1 (en) System for separation of liquid and solid
KR102618021B1 (en) Hydrocyclone type desander with water film
CN102976571B (en) Method and device for recovering petroleum drilling waste mud
US11857893B2 (en) Fluid treatment separator and a system and method of treating fluid
KR102004259B1 (en) Apparatus for separating bitumen from oil sands
US20090261021A1 (en) Oil sands processing
CA2550623C (en) Relocatable countercurrent decantation system
RU2754211C1 (en) Gas separator-sand catcher
CA2823499A1 (en) System, apparatus and process for extraction of bitumen from oil sands
CN204939403U (en) The integrated dewatering unit of crude oil with poor quality
CN203833746U (en) Environment-friendly oil-water separator
US11268032B2 (en) Process and system for the above ground extraction of crude oil from oil bearing materials
KR101945517B1 (en) Water treatment system for waste water of oil and gas well

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant