MXPA03011605A - Aparato y metodo para separar sustancias de solidos en particulas. - Google Patents

Aparato y metodo para separar sustancias de solidos en particulas.

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Ernest J Taylor-Smith
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Abstract

Se proporciona un metodo para separar una sustancia, por ejemplo un hidrocarburo, de un material en particulas, por ejemplo suelo. Se forma una pasta acuosa y se aplica una fuerza de corte a la pasta, por ejemplo en un transportador de tornillo helicoidal reversible (13), mientras la pasta es sometida a vibraciones. La sustancia separada de esta manera puede ser removida entonces del material en particulas.

Description

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Más particularmente, la invención se refiere a aparatos y métodos para la separación de sustancias blanco a partir de sólidos en partículas, por ejemplo en la recuperación de suelos contaminados por hidrocarburos. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Muchas aplicaciones industriales producen residuos que son emulsiones parciales de agua y aceite y que contienen uno o varios contaminantes, por ejemplo materia de hidrocarburo o materia inorgánica suspendida, por ejemplo escamas de herrumbre, catalizadores, finas y similares. Se encuentran comúnmente dos tipos de emulsiones de aceite y agua, con base en las cantidades relativas de aceite y de agua: el primer tipo, una emulsión de aceite dispersada en agua, consiste de pequeñas gotas de aceite eléctricamente cargadas y dispersadas en agua, en donde la fricción entre las fases de aceite y de agua crea cargas eléctricas estáticas en la interfase entre aceite y agua y ayuda a estabilizar la emulsión; y el segundo tipo de emulsión, una emulsión de agua dispersada en aceite es una sustancia viscosa, concentrada formada cuando el aceite entra en contacto con el agua y los sólidos . El proceso de separación en tales productos residuales en emulsión es difícil debido en parte a la química general de las emulsiones y en parte porque tales productos residuales en emulsión son materiales heterogéneos producidos a través de procesos diversos y disimilares. Las tecnologías actuales son variadas pero intentan principalmente neutralizar las cargas en la superficie de las pequeñas gotas de componente y después asentar la mezcla residual desemulsificada . Típicamente, un método físico, por ejemplo, centrifugación (con o sin aplicación de calor, presión, o bien tanto con aplicación de calor como de presión) se combina con uno o varios de los siguientes: a) la introducción de un surfactantes, por ejemplo, un jabón, cresilato, sulfuro, carbonato de sodio, hidróxido de sodio, silicato de sodio o electrolito que lleva una carga eléctrica y que se desplaza hacia la película interfacial de las pequeñas gotas, reforzando así el rechazo de las pequeñas gotas; b) la introducción de interruptores de emulsión catiónicos (la constante dieléctrica del aceite y del agua provocan que las pequeñas gotas de aceite lleven una carga negativa en el agua) ; c) la disminución del pH, por ejemplo, mediante ácido sulfúrico, para disolver algunos de los sólidos de 3 estabilización, que pueden estar dentro de un rango desde coloidal hasta 100 mieras, y pueden incluir jabones, aceites sulfonados, ceras de residuos asfálticos, sulfuros de sal, y mercaptanos ; d) la introducción de un agente desemulsi icante, por ejemplo, sales de metales polivalentes, ácidos minerales, adsorbente, poliaminas y poliacrilatos, y sus derivados, ácidos bencensulfónicos sustituidos con alquilo, resinas alquil fenólicas y sus derivados, polialcoholes sustituidos, y similares, que llevan tanto grupos hidrofilicos como lipofílieos. Después de neutralización de carga y centrifugación, las fases resultantes pueden ser separadas por gravedad, aglomeradas, filtradas, extraídas con solvente o eluídas por medio de flotación o bien adsorción en carbón activado. Estos procesos son costosos (en cuanto a inversión inicial de capital, mantenimiento y uso de recursos naturales e ineficaces; y por consiguiente se requiere de un medio económico, eficaz para resolver totalmente una amplia variedad de emulsiones de residuos industriales. A continuación, esta descripción de la presente invención, las palabras "hidrocarburo" o "hidrocarburos" incluyen sustancias orgánicas hidrofóbicas tales como aceites, asfalto, alquitranes, residuos de aceite, y productos de aceite, y productos de aceite; y las palabras "suciedad" o 4 "suciedades" incluyen, según el caso, arcillas, arenas, rocas y lodos de perforación utilizados que contienen mezclas de agua, aceites de petróleo, otros líquidos orgánicos, aditivos inorgánicos asi como aditivos orgánicos, sólidos suspendidos, y recortes de perforación. La contaminación con hidrocarburo de suelos puede ocurrir de manera accidental, por ejemplo, como resultado de derrame de petróleo o fugas de petróleo; o bien deliberadamente, por ejemplo, : como subproducto de un proceso, por ejemplo, producción por la industria de la exploración petrolera de arenas contaminadas durante el bombeo de petróleo a partir de pozos. En el caso anterior, los suelos cerca de las instalaciones industriales de exploración de petróleo o adyacentes a dichas instalaciones tales como pozos petrolíferos, depósitos de almacenamiento, oleoductos, instalaciones de carga de petróleo, etc. , pueden ser contaminados con hidrocarburos; y las entidades reguladoras pueden requerir a los propietarios de tales sitios recuperar estos suelos. Métodos conocidos de recuperación, por ejemplo, la transferencia de material contaminado hacia rellenos sanitarios aprobados o la aplicación de métodos químicos o físicos para remover, estabilizar o destruir las sustancias pueden ser métodos eficaces pero costosos y bajo supervisión cada vez mayor de las entidades reguladoras. En el segundo caso, en las operaciones de perforación de 5 pozos petrolíferos, fluidos de perforación que contienen lubricantes y agentes químicos que se conocen como "aditivos" son bombeados a través de la serie de tubos de perforación para lubricar la cabeza de perforación y ayudar a remover los recortes conforme son enjuagados hacia la superficie a través del anillo alrededor del tubo de perforación. Las técnicas descritas abajo son utilizadas después para separar los fluidos de perforación de los recortes. Los fluidos de perforación son después re-utilizados y los recortes son recogidos para transportar hacia un relleno sanitario fuera del sitio aprobado o bien para procesamiento adicional. El método más sencillo para manejar estos suelos contaminados con hidrocarburo es simplemente almacenar estos suelos, ya sea in sí tu o bien en rellenos sanitarios aprobados fuera del sitio. Sin embargo, por razones económicas o bien por razones de reglamentos, dicho lmacenamiento ya no es practicable en muchas jurisdicciones: la conciencia ambiental cada vez mayor y los reglamentos resultantes, la escasez de sitios de almacenamiento adecuados, y las realidades económicas de los costos y riesgos (los sitios de almacenamiento deben ser cuidados cautelosamente para proteger contra escape de contaminantes al medio ambiente) se han combinado para limitar la aplicación de esta medida. Otro método utilizado en la limpieza de suelos contaminados con hidrocarburo es el desecho de estos suelos contaminados 6 mediante incineración. Aún cuando este método es sencillo, económico y eficaz como tratamiento para desechar los suelos contaminados por hidrocarburos, es un método muy regulado y no es muy permitido en muchas jurisdicciones. Otro método es lavar los suelos contaminados con hidrocarburos con agua para limpiar mecánicamente los hidrocarburos contaminantes del suelo. En variantes de este tratamiento de lavado, aditivos químicos son agregados al agua de lavado. Sin embargo, en el tratamiento de lavado con agua y sus variantes, los contaminantes de hidrocarburo y los aditivos químicos son después transferidos al agua, y el agua misma debe ser tratada antes de ser re-utilizada o devuelta a la superficie o en el suelo. Finalmente, y sin ser una lista completa de todas las metodologías existentes, el suelo contaminado con hidrocarburo debe ser limpiado por procesamiento con agua caliente y flotación. Las limitaciones de este método incluyen uno o varios de los aspectos siguientes: alto gasto de energía, respuesta de flotación insatisfactoria, baja selectividad, o la generación de espuma que es difícil de manejar. Así, existe la necesidad del desarrollo de un método económico, ambientalmente amigable y que cumple con los reglamentos para remover y/o recuperar los contaminantes de hidrocarburo de los suelos. 7 COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Por consiguiente es un objeto de la presente invención ofrecer un método para limpiar y separar contaminantes de materia en partículas en forma económica, ambientalmente amigable, y que cumple con los reglamentos. Es un objeto adicional de la presente invención ofrecer un método para limpiar y separar hidrocarburos contaminantes de suelos contaminados de manera económica, amigable para el medio ambiente, y que cumple con los reglamentos de tal manera que estos suelos ya no sean peligrosos. Es un objeto adicional de la presente invención ofrecer un método para limpiar y separar los constituyentes de una emulsión de manera económica, ambientalmente amigable, y que cumpla con los reglamentos. Es un objeto adicional de la presente invención ofrecer un método para separar partículas de material sólido o semi-sólido de una suspensión líquida de manera económica, ambientalmente amigable, y que cumple con los reglamentos. Estos objetivos y otros objetivos se proporcionan a través del método descrito y presentados con detalles aquí. La invención ofrece un método para separar una sustancia de una materia en partículas, dicho método comprende los pasos de: a) formar una mezcla fluida de dicha materia en partículas y un fluido; b) aplicar una fuerza de corte sobre dicha mezcla fluida; c) aplicar vibración a dicha mezcla fluida; y d) separar dicha sustancia de dicha materia en partículas. De conformidad con un aspecto, la sustancia es un hidrocarburo y dicha materia en partículas es un suelo. De conformidad con un aspecto adicional, el fluido comprende agua y el método comprende además el paso de licuar el suelo y el hidrocarburo en la mezcla fluida para formar una pasta acuosa. De conformidad con un aspecto adicional de la invención dicha invención comprende: a) agitar una mezcla (ya sea una emulsión, suspensión, una mezcla de sólido y líquido o una mezcla de sólido y sólido) , un fluido, un surfactante (si se utiliza) r y un sólido disuelto (si se utiliza) para cortar mecánicamente los constituyentes de dicha mezcla e incrementar el desprendimiento o la separación de dichos constituyentes de dicha mezcla; b) vibrar dicha mezcla de tal manera que se corte mecánicamente los constituyentes de dicha mezcla y se incremente el desprendimiento o la separación de dichos constituyentes de dicha mezcla; c) introducir cualquiera o la totalidad de un surfactante, sólidos disueltos o gases, o un aceite en la mezcla, ya sea individualmente en cualquier combinación y secuencia o bien colectivamente; d) separar y estratificar dichos constituyentes de dicha mezcla mediante la continuación de la agitación, la 9 vibración o tanto la agitación como la vibración, de manera concurrente, alternadamente, en forma intermitente, o en serie o bien a través de una combinación de estas formas; e) consolidar los sólidos dentro de dicha mezcla a través de vibración. La invención se refiere además a un aparato para llevar a cabo el método, que en un aspecto ofrece un receptáculo; un dispositivo para aplicar una fuerza de corte en materia en partículas introducida en dicho receptáculo; un dispositivo para aplicar vibración a dicho receptáculo; y un dispositivo para remover dicha sustancia separada de dicho receptáculo. El medio para aplicar una fuerza de corte puede ser un transportador de tornillo helicoidal con un impulsor reversible. El dispositivo para aplicar vibración puede ser un vibrador conectado al receptáculo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los dibujos que ilustran una modalidad preferida de la invención: La figura 1 es una vista en corte transversal de extremo del aparato de conformidad con la invención a lo largo de las líneas C-C de la figura 3, y en donde el ensamble de impulsor de tornillo ha sido removido para facilitar la ilustración; La figura 2 es una vista en elevación lateral del aparato de conformidad con la invención; y 10 La figura 3 es una vista en corte transversal longitudinal del aparato de conformidad con la presente invención a lo largo de las lineas D-D de la figura 1. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un aparato y método que utilizan fuerza de corte y vibración para los propósitos siguientes: para separar sustancias que estrechamente adsorbidas sobre materia en partículas de dicha materia en partículas mientras se consolida concurrente o subsecuentemente dicha materia en partículas, para separar partículas de material sólido o semi-sólido a partir de una suspensión líquida mientras se consolida concurrente o subsecuentemente dicho material semi-sólido o sólido, y para separar partículas suspendidas en los constituyentes de una emulsión mientras se consolida concurrente o subsecuentemente dichas partículas suspendidas y dichos constituyentes de la emulsión. Una aplicación particular se refiere a la limpieza y a la recuperación de suelos contaminados con hidrocarburo. El método tiene también aplicación en la separación de asfalto de arenas bituminosas. Cuando se emplea aquí el término "suelo" se entiende que este término abarca materia en partículas, por ejemplo, suelo, arena u otros tipos de materias en partículas que requieren de separación de una sustancia contaminante. Mientras la presente invención puede incorporarse en muchas 11 formas diferentes, se muestra en los dibujos y se describe a continuación con detalles una modalidad especifica en el entendimiento que la presente divulgación debe considerarse como un ejemplo de los principios de la invención y no pretende limitar la invención a la modalidad especifica ni al propósito ilustrado. La presente invención puede estar incorporada en otras formas especificas y para otros propósitos y usos sin salirse de su espíritu ni de sus características esenciales. Por consiguiente, la especificación y los dibujos deben considerarse como ilustrativos de la presente invención pero no restrictivos. En general y como presentación, la sinergia de la agitación y de la vibración descritos con detalles abajo disminuye la fuerza de atracción que permite que los hidrocarburos se absorben o fijen sobre partículas de suelo contaminado con hidrocarburo permitiendo así la separación de los hidrocarburos de las partículas de suelo contaminado. La modalidad específica ilustrada en la figura 1 (que es un corte transversal de la presente invención a través del plano C-C de la figura 3) comprende un receptáculo (es un recipiente hueco en donde se procesan materiales) en forma de un canal 19 a través del cuál pasa un taladro motorizado o un transportador de tornillo helicoidal 13 (figura 3) y debajo del cuál están montados varios vibradores 7. Un marco de soporte alargado 16 se extiende generalmente debajo del canal 12 19 y comprende lo siguiente: un par de miembros que se extienden longitudinalmente 30, espaciados lateralmente; varios ganchos de montaje de resorte 18 que sobresalen de manera generalmente vertical hacia arriba de los miembros que se extienden longitudinalmente para soportar y conectar operativamente el canal 19 con la estructura de soporte 16: varios miembros transversales que se extienden transversalmente 32, y varios miembros de soporte que se extienden verticalmente 34. Varios resortes 5 se extienden a partir de la estructura de soporte 16 y sobre los ganchos 18 para aislar la estructura de soporte 16 de las vibraciones producidas por los vibradores 7. La figura 3 muestra el transportador de tornillo helicoidal motorizado 13 montado en la estructura de transportador 15 que tiene un extremo de empuje (marcado con la letra "A" en las figuras 2 y 3) y un extremo de descarga (marcado con la letra "B" en las figuras 2 y 3) y un par de elementos de soporte que cuelgan hacia abajo 31. Cualquiera de varios medios conocidos en la técnica puede emplearse para hacer girar el árbol central 14 del transportador de tornillo helicoidal 13. En la modalidad preferida, el árbol central 14 es impulsado en movimiento giratorio por una cadena impulsora 10 que se extiende desde un motor 9 hacia el canal 19 y alrededor del árbol central 14. Varios vibradores 7 están suspendidos debajo y a partir del 13 canal 19 a través de varios yunques 6 fijados sobre el canal 19. La invención entera está montada en un patín 17 que soporta tanto la estructura de soporte alargada 16 como la estructura de transportador 15 y consiste de un par de miembros de base que se extienden longitudinalmente, lateralmente espaciados y un par de miembros transversales que se extienden transversalmente . Varios sistemas convencionales de almacenamiento de material a granel, transporte y alimentación conocidos en la técnica pueden utilizarse para suministrar el suero contaminado dentro del marco de la presente invención. En la modalidad preferida, el suelo contaminado es almacenado en una pila y transportado hacia una tolva de alimentación 8 a través de un cargador de extremo frontal. La tolva de alimentación 8 es después desplazada a través de una grúa aérea o similar para distribuir el suelo contaminado a todo lo argo del canal 19. La figura 3 muestra un canal 19 en forma de un receptáculo en forma de U, angosto, alargado, en donde el suelo contaminado es introducido a través de la tolva de alimentación 8 y a partir del cuál el suelo limpiado es removido a través de una válvula de mariposa 12 en su extremo de descarga (indicado con la letra "B" en las figuras 2 y 3) . En la modalidad preferida, el volumen de suelo contaminado introducido debe ser tal que el suelo contaminado lleno el canal 19 a todo lo largo del canal 19 con hasta por lo menos el nivel indicado 14 como limite A en la figura 1. El transportador de tornillo helicoidal 13 es accionado inmediatamente antes de la introducción del suelo contaminado en el canal 19 o bien justo al momento de la introducción de dicho suelo contaminado en dicho canal 19. De manera concurrente o inmediatamente después, se introduce un fluido en el canal 19 a través de cualquiera de varios medios conocidos en la técnica, pero en la modalidad preferida a través de una entrada para 1 fluido 2 localizada hacia el extremo de empuje (marcado con la letra "A" en las figuras 2 y 3) del canal 19. En la modalidad preferida, el volumen de fluido introducido debe ser tal que la mezcla llene el canal 19 sobre toda la longitud del canal 19 hasta por lo menos el nivel indicado por el limite B. En general, el fluido puede estar a temperatura ambiente o bien debajo de la temperatura ambiente pero de preferencia esta por lo menos a la temperatura del suelo contaminado y con mayor preferencia está a una temperatura de por lo menos 60 grados Celsius. En la modalidad preferida, el fluido es agua dulce con o sin algunos o la totalidad de los aditivos siguientes: un surfactante para ayudar a separar los hidrocarburos adsorbidos o arrastrados en el suelo contaminado; un aceite, sólidos disueltos, de preferencia sales orgánicas tales como cloruro de sodio, con el objeto de incrementar la densidad del fluido para ayudar a que floten los hidrocarburos; o bien 15 un gas disuelto en el fluido para incrementar el efecto de flotación. Como ejemplo de una variante del método mencionado aquí, se sabe que algunos suelos contaminados contienen hidrocarburos que son más pesados que el agua dulce (u otro fluido que pueda ser introducido en el canal 19), y que presentan una propensión a sedimentarse con la fase sólida del suelo contaminado. Por consiguiente, un aceite ligero, por ejemplo, aceite de gas de coque, puede agregarse a la mezcla para disolver los hidrocarburos pesados y crear una mezcla más ligera que el agua, provocando por consiguiente su flotación lo que facilita la remoción completa de aceite del suelo contaminado. En una variante alternativa, una sal, por ejemplo, cloruro de sodio puede estar disuelta en la mezcla con el objeto de incrementar la densidad de la fase fluida separada. La mayoría de los hidrocarburos flotan arriba de una solución de salmuera de este tipo que tiene una densidad de 1.2 g/1 en condiciones normales. La salmuera puede ser reciclada con el objeto de minimizar el consumo de sal. La proporción entre fluido y suelo contaminado varía y depende de numerosos factores incluyendo, sin limitarse a estos ejemplos, la viscosidad de los hidrocarburos, la composición de mineral de los suelos contaminados, los tamaños de las partículas de la material mineral en el suelo contaminado, la temperatura del fluido, la temperatura 16 ambiente, etc. Asi, la proporción volumétrica porcentual entre el fluido y el sólido en la mezcla puede estar dentro de un rango de 40:60 a 90:10, con mayor preferencia entre 50:50 y 70:30, y con mayor preferencia 60:40. El método de la presente invención incorpora la creación de una mezcla acuosa dentro del canal 19 mediante la mezcla del suelo contaminado y del fluido. Los aditivos mencionados arriba (si se utilizan) pueden ser introducidos en la mezcla, ya sea individualmente en cualquier combinación y secuencia o bien colectivamente, a través de cualquiera de numerosos medios conocidos en la técnica. En la modalidad preferida los aditivos fluidos son introducidos en el canal 19 a través de la linea de inyección de aditivos 3. En la modalidad preferida, la mezcla que consolida el suelo contaminado, el fluido y los aditivos (si se utilizan) en una mezcla acuosa se logra a través de un transportador de tornillo helicoidal; sin embargo, dicha mezcla puede también lograrse utilizando otros procesos conocidos dentro de la técnica, incluyendo aditamentos para impeler, rastrillos, ensambles de tornillos, agitadores, etc. Asi mismo un transportador de tornillo helicoidal 13 transporta la mezcla desde el extremo de empuje (marcado con la letra "A" en las figuras 2 y 3) hasta el extremo de descarga (marcado con la letra 1?" en las figuras 2 y 3) del canal 19 y de regreso. En la modalidad preferida, dicho transporte se logra a través de 17 un motor reversible 9 montado en un soporte 11 en y cerca del extremo de empuje (marcado con la letra ,A" en las figuras 2 y 3 de la estructura de transportador. El motor reversible 9 impulsa el transportador de tornillo helicoidal 13 en una dirección - ya sea en la dirección de las manecillas del reloj o bien en la dirección contraria a las manecillas del reloj - durante un periodo definido de tiempo y por consiguiente impulsa el transportador de tornillo helicoidal 13 en la dirección opuesta durante un periodo definido de tiempo, que puede o no ser igual al periodo de tiempo inicial. El periodo de tiempo definido puede estar dentro de un rango de 10 a 300 segundos, con mayor preferencia entre 100 y 20 segundos y muy preferentemente es de 150 segundos. De manera intermitente en tiempos definidos y durante periodos preestablecidos, la mezcla es vibrada a través de los varios vibradores 7 suspendidos debajo del canal 19, sin embargo, dicha vibración puede también lograrse empleando otros medios conocidos en la técnica, incluyendo varillas de vibración, mezcladoras sónicas, agitadores, etc. El número de vibrador 7 depende de numerosos factores gue incluyen, sin limitarse a estos ejemplos, la masa del suelo contaminado, los tamaños de partículas de la materia mineral en el suelo contaminado, el volumen del canal 19, la longitud del canal 19, la producción de cada vibrador individual. Asi, el número de vibradores puede variar. Como regla general y para cada 18 cuatro metros lineales de canal 19, se pueden utilizar de 1 a 6 vibradores, con mayor preferencia de 2 a 6 vibradores, y muy especialmente 3 vibradores. El tiempo durante el cual el transportador de tornillo helicoidal 13 esta enganchado antes de la activación de los vibradores 7 puede estar dentro de un rango de 10 a 60 segundos, con mayor preferencia entre 20 y 45 segundos, y muy especialmente 30 segundos. Asi mismo, el periodo de tiempo durante el cuál los vibradores 7 están enganchados puede estar dentro de un rango de 10 a 60 segundos, con mayor preferencia entre 20 y 45 segundos, y muy especialmente 30 segundos. En la modalidad preferida, este proceso se repite por lo menos tres veces. El transportador de tornillo helicoidal 13 es después desactivado mientras que los vibradores 7 permanecen enganchados y los hidrocarburos de flotación separados son eluidos posteriormente a través de cualquiera de numerosos medios conocidos en la técnica, por lo que los hidrocarburos flotantes más ligeros pueden ser extraídos continua o periódicamente. Como se puede observar a partir de la figura 3, en la modalidad preferida, fluidos adicionales son agregados en el canal 19 a través de la entrada de fluido 2 de tal manera que el nivel de fluido en el canal 19 se eleve arriba del límite B provocando así que los hidrocarburos flotantes más ligeros se derramen en cualquiera de las 19 charolas de descarga 4 o ambas charolas de descarga 4 localizadas en ambos lados de dicho canal 19. Los fluidos restantes en el canal 19 son después removidos a través de la salida de fluido 1 y los sólidos restantes en dicho canal 19 son removidos mediante el enganchamiento del transportador de tornillo helicoidal 13 y el transporte de dichos sólidos hasta la válvula de mariposa 12 y a través de dicha válvula localizada en el extremo de descarga (marcado con la letra "B" en las figuras 2 y 3) del canal 19. En otra modalidad, una suspensión o emulsión es introducida en el canal 19 de tal manera que la suspensión o emulsión llene al canal 19 sobre toda la longitud del canal 19 y hasta por lo menos el limite A , y el proceso descrito arriba se lleva a cabo. Aún cuando la presente invención se ha descrito con referencia particular a su uso en la exploración de petróleo y producción de petróleo, dicha invención no se limita a dicho uso y tiene una aplicación más general en otras industrias en cuanto a la separación, consolidación, o bien tanto separación como consolidación de contaminantes que se adhieren a materia en partículas; partículas suspendidas en una suspensión; partículas suspendidas en los constituyentes de una emulsión (siendo una mezcla intima de dos líquidos no míscibles) . Como ejemplos, el aparato y método descrito aquí pueden aplicarse al tratamiento de emulsiones de residuos 20 industriales y al tratamiento de alcantarillado. En el último ejemplo, partículas de material fecal sólida o semi-sólida puede ser separada de la suspensión liquida de alcantarillado y consolidado después para más tratamiento aplicable. Las modalidades descritas deben considerarse en todos los aspectos solamente como ilustrativas y no restrictivas: se entenderá que la terminología tiene el propósito de ser descriptiva y no limitativa. Muchas modificaciones y variaciones a la presente invención son posibles tomando en cuenta las enseñanzas contenidas aquí; y, por consiguiente, el alcance de la presente invención es indicado por las reivindicaciones adjuntas y no por la descripción anterior. Todos los cambios dentro del significado y rango de equivalencia de las reivindicaciones están incluidos dentro del alcance de la presente invención.

Claims (41)

  1. 21
  2. REIVINDICACIONES Un método para separar un hidrocarburo de materia en partículas, dicho método comprende los pasos de: a) introducir un fluido a dicha materia en partículas en un recipiente; b) mezclar dicho fluido y dicha materia en partículas para formar una mezcla fluida en dicho recipiente; c) después de un período de mezclado inicial, aplicar alternadamente vibración a dicha mezcla fluida en dicho recipiente y después suspender la aplicación de vibración mientras prosigue dicho mezclado; y d) separar dicho hidrocarburo de dicha mezcla fluida por flotación. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, que comprende los pasos adicionales de: e) remover dicho fluido de dicha mezcla fluida; y f) remover dicha materia en partículas de dicho recipiente .
  3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 2, que comprende además el paso de consolidar dicha materia en partículas antes de la remoción de dicho recipiente.
  4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicha materia en partículas consiste de una pasta antes del paso a) .
  5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 1, en 22 donde dicha materia en partículas consiste de una emulsión antes del paso a) .
  6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho mezclado se suspende mientras la vibración es aplicada a dicha mezcla fluida.
  7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho mezclado prosigue mientras se está aplicando vibración a dicha mezcla fluida.
  8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho mezclado se lleva a cabo a través de un transportador de tornillo helicoidal en dicho recipiente .
  9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, en 'donde dicho transportador de tornillo helicoidal transporta dicha materia en partículas horizontalmente mientras está sometida a mezclado.
  10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 9, en donde dicho recipiente es un canal.
  11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 10, en donde dicho transportador de tornillo invierte periódicamente la dirección mientras se está efectuando el mezclado.
  12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde existen por lo menos tres períodos de aplicación de vibración a dicha mezcla fluida. 23
  13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 12, en donde la duración de dichos periodos de aplicación de vibración a dicha mezcla fluida es entre 10 y 60 segundos .
  14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 10, en donde dicho hidrocarburo es separado por flotación en los bordes superiores del canal.
  15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 14, que comprende los pasos adicionales de e) remover dicho fluido de dicha mezcla fluida; y f) remover dicha materia en partículas de dicho canal mediante el transporte de dicha materia en partículas por medio de dicho transportador de tornillo.
  16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 1, que comprende el paso adicional de suspender dicho mezclado y después aplicar un período de vibración antes de dicho paso de separación.
  17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicha materia en partículas es suelo.
  18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 17, en donde dicho fluido contiene agua.
  19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 18, que comprende además el paso de licuar dicho suelo y dicho hidrocarburo en dicha mezcla fluida para formar una 24 pasta acuosa.
  20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde se introduce un surfactante en dicha mezcla fluida.
  21. 21. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde se introduce un aceite en dicha mezcla fluida.
  22. 22. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde se introduce un sólido disuelto en dicha mezcla fluida.
  23. 23. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho fluido comprende agua y un surfactante.
  24. 24. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho fluido comprende agua y por lo menos un sólido disuelto con el objeto de elevar de esta manera la densidad de dicho fluido.
  25. 25. El método de conformidad con la reivindicación 1,. en donde dicho fluido comprende agua, un surfactante, y por lo menos un sólido disuelto con el objeto de elevar de esta manera la densidad de dicho fluido.
  26. 26. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho fluido comprende agua salada.
  27. 27. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho fluido comprende agua salada y un surfactante .
  28. 28. El método de conformidad con la reivindicación 1, en 25 donde dicho fluido comprende agua salada y por lo menos un sólido disuelto que eleva la densidad de dicho fluido .
  29. 29. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho fluido comprende agua salada, un surfactante y por lo menos un sólido disuelto que eleva la densidad de dicho fluido.
  30. 30. El método de conformidad con las reivindicaciones 20, 23, 25, 27 ó 29, en donde dicho surfactante es seleccionado dentro del grupo que consiste de jabón, cresilato, sulfuro, carbonato de sodio, hidróxido de sodio, silicato de sodio, o un electrolito que lleva una carga eléctrica.
  31. 31. El método de conformidad con las reivindicaciones 22, 24, 28 ó 29, en donde dicho sólido disuelto comprende una sal inorgánica.
  32. 32. El método de conformidad con las reivindicaciones 22, 24, 28 ó 29, en donde dicho sólido disuelto comprende cloruro de sodio.
  33. 33. El método de conformidad con la reivindicación 21, en donde dicho aceite es aceite ligero.
  34. 34. El método de conformidad con la reivindicación 21, en donde dicho aceite es aceite de coque.
  35. 35. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho fluido comprende además un gas disuelto. 26
  36. 36. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la cantidad de fluido que se utiliza rebasa la cantidad de materia en partículas utilizada.
  37. 37. El método de conformidad con la reivindicación 19, en donde dicha pasta acuosa esta en una proporción volumétrica porcentual 60:40 entre fluido y materia en partículas .
  38. 38. El método de conformidad con la reivindicación 19, en donde dicha pasta acuosa tiene una temperatura dentro de un rango de temperatura ambiente a 50 grados Celsius .
  39. 39. El método de conformidad con la reivindicación 19, en donde dicha pasta acuosa tiene una temperatura de por lo menos 60 grados Celsius.
  40. 40. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicha vibración se lleva a cabo a frecuencias sub-sónicas .
  41. 41. Un aparato para separar un hidrocarburo de una materia en partículas, que comprende: a) un dispositivo de recepción para recibir una mezcla fluida que contiene dicha materia en partículas ; b) un dispositivo de mezclado para mezclar un fluido y dicha materia en partículas en dicho receptáculo para formar una mezcla fluida; 27 c) un dispositivo para aplicar de manera intermitente una vibración sub-sónica a dicho receptáculo; d) un dispositivo para remover dicho hidrocarburo separado de dicho receptáculo. El aparato de conformidad con la reivindicación 41, en donde dicho dispositivo de mezclado comprende un transportador de tornillo helicoidal. El aparato de conformidad con la reivindicación 42, en donde dicho transportador de tornillo helicoidal comprende un impulsor reversible. El aparato de conformidad con la reivindicación 41, en donde dicho dispositivo para aplicar vibración subsónica comprende un vibrador conectado a dicho receptáculo . El aparato de conformidad con lo definido en la reivindicación 41, en donde dicho receptáculo es un canal . El aparato de conformidad con lo definido en las reivindicación 45, en donde dicho dispositivo para remover dicho hidrocarburo separado de dicho receptáculo comprende una charola de descarga para recibir el hidrocarburo separado por flotación sobre los bordes superiores de dicho canal.
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