NL8001792A - Werkwijze en inrichting voor het reinigen van ruwe vloeistoffen. - Google Patents

Description

* -* é& % -1- N/29.550-tM/f.

Werkwijze en inrichting voor het reinigen van ruwe vloeistoffen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het reinigen van ruwe vloeistoffen, die door olieverontreinigingen, zwevende stoffen en opgeloste zouten verontreinigd zijn, onder toepassing van filters en 5 Na- resp. H-kationenwisselaars of gemengde H, OH-kationen-anionen-wisselaars.

De reiniging van met opgeloste zouten, zwevende stoffen en olieverontreinigde vloeistoffen, in eerste linie water, wint onder het aspect van de milieubescherming en 10 de hernieuwde toepassing van de gefiltreerde vloeistof steeds meer aan betekenis. In het bijzonder geldt dit voor water-dampcondensaat,. waarvan het opnieuw toepassen niet alleen een waterbesparing, maar door benutting van de warmte-inhoud van het water ook een belangrijke energiebesparing betekent.

15 Door de milieubescherming en de eis naar hernieuwde toepasbaarheid worden aan de waterbehandeling steeds strengere eisen gesteld, die met de bekende inrichting slechts onvolkomen of met zeer hoge kosten "vervuld kunnen worden.

Bij de bekende.werkwijze doorstroomt de ver-20 ontreinigde ruwe vloeistof achter elkaar meerdere in serie geschakelde inrichtingen en wordt daarbij in de voor het verwijderen van de verschillende soorten verontreinigingen dienende functie-eenheden trapsgewijs tot op de gewenste graad gereinigd. Bij de gebruikelijke werkwijze worden eerst de 25 zwevende stoffen verwijderd en wel in één of meer trappen met mechanische filters van verschillende soort en vulling in afhankelijkheid van de aard en hoeveelheid van de verontreinigingen en de aan de gereinigde vloeistof gestelde eisen.

Dan wordt het olie-aandeel verwijderd, hetgeen eveneens in 30 één of meer trappen kan geschieden-, bijvoorbeeld doordat aan een mechanische olie-afscheider een actief koolfilter wordt aangesloten. Dan geschiedt de verwijdering van de opgeloste verontreinigingen in ëën of meer trappen, met ionenwisselaars van verschillende werking. Het verwijderen van de zwevende 35 stoffen en de olieverontreinigingen is de voorwaarde voor een storingsvrije functie van de ionenwisselaars.

De bekende werkwijzen hebben meerdere nadelen: 800 1 7 0? -2- ze vereisen veel plaats; er moeten vele afzonderlijke maatregelen worden uitgevoerd of er moet een kostbare automatisering worden toegepast; 5 de rendementen van de afzonderlijke maatregelen beïnvloeden onafhankelijk van elkaar het eindresultaat (de zuiverheid van de behandelde vloeistof); voor het continu bedrijf moeten vele verschillende inrichtingen en reservoirs worden toegepast; 10 de verliezen zijn hoog, omdat de verliezen van de afzonderlijke trappen bij elkaar worden opgeteld; en de behandeling en verwijdering van het afval van de inrichting (de eluaten) is kostbaar wat betreft de inrichting en de arbeid.

15 Door de uitvinding wordt een werkwijze en een inrichting voor het reinigen van ruwe vloeistoffen verschaft, waardoor de met opgeloste zouten, zwevende stoffen en olie verontreinigde ruwe vloeistof in een enkele functie-eenheid gereinigd kan worden? aan deze functie-eenheid sluit een 20 scheidingstrap aan, die een bijna volledige terugwinning van de vloeistof mogelijk maakt.

De uitvinding maakt gebruik van het inzicht, dat het- bovenstaande genoemde doel met een functie-eenheid bereikt kan worden, waarin de ionenwissellaag aanvullend als . 25 steunlaag voor filterlagen wordt benut, die uit in afhan- .ruwé kelijkheid van de verontreinigingen van de vloeistof gekozen opgeslibde stoffen bestaan. De bij het regenereren van de functie-eenheid toegepaste gereinigde vloeistof kan uit de scheidingstrap, waarin de verbruikte filterlaagmaterialen 30 afgescheiden worden, worden teruggevoerd in de kringloop.

Volgens de uitvinding wordt de filterlaag uit opgeslibde stoffen bereid, waarvan de deeltjesgrootte kleiner is dan die van het ionenwisselhars. De stoffen voor de fil-terlaag worden rekeninghoudend met de van de pH-waarde afhan-35 kelijke elektrokinetische potentialen van de verontreinigingen zodanig gekozen, dat de electrische lading aan het oppervlak van de filtermaterialen tegengesteld is aan de lading van de verontreinigingen, resp. dat de electrische lading aan het oppervlak van twee filterlagen tegengesteld aan elkaar is.

40 Dergelijke filterlagen kunnen bijvoorbeeld uit op kationen- 800 1 7 92 -3- wisselhars opgebrachte, positief geladen cellulose en daarop opgebrachte, negatief geladen perliet- of bentonietdeeltjes bestaan»

De onder deze gezichtspunten uitgekozen filter-5 materialen worden in roerreservoirs gescheiden van elkaar in vloeistof opgeslibd zwevende gehouden en dan na elkaar in de ruwe vloeistoftoevoerleiding van de ionenuitwisselkolom gevoerd. Daardoor vormen zich op de ionenwissellaag de verschillende filterlagen. De door de op de bovenbeschreven wij-10 ze voorbehandelde functie-eenheid gevoerde, in een klaartrap voorgereinigde en derhalve hoogstens 10 mg/1 olie, hoogstens 50 mg/1 zwevende stoffen en opgeloste zouten bevattende ruwe vloeistof bevat na het verlagen van de filtereenheid hoogstens 1 mg/1 olie en is praktisch vrij van zwevende stoffen en op-15 gelóste zouten1 De filterlagen worden door de gebonden verontreinigingen geleidelijk verstopt, wat daardoor, kan worden vastgesteld, dat de stromingsweerstand van de filtereenheid toeneemt. Wanneer de stromingsweerstand ongeveer verdubbeld is, moet de filterlaag geregenereerd worden. Voor dit doel 20 wordt de laag door aan de uitgangsstomp van de filtereenheid ingevoerde perslucht losgemaakt en met in tegenstroom tot de ruwe vloeistof geleide zuivere vloeistof worden de door het losmaken ontstane brokstukken van de filterlaag. in een afscheider gespoeld, waaruit de vloeibare fase in de voor de 25 filtereenheid geschakelde mechanische voorklaartrap teruggevoerd wordt. In totaal beperkt zich derhalve het vloeistof-verlies tot de gemeenschappelijk met de vaste fase uit de afscheider afgevoerde geringe hoeveelheid.

De inrichting volgens de uitvinding kan dus uit 30 elke willekeurige ionenwisselkolom worden vervaardigd, wanneer deze met de vereiste hulpinrichtingen Uitgerust wordt.

Volgens de uitvinding wordt dus op de ionenwis-sellaag, die als steunlaag voor de filterlagen dient, vezelig of korrelig filtermateriaal in een laag opgebracht, waarvan 35 de polariteit in afhankelijkheid van de soort van verontreiniging van de ruwe vloeistof positief of negatief gekozen . wordt. Nadat de filterlagen met de verontreinigingen verzadigd en dus verbruikt zijn, worden ze in tegenstroom tot de ruwe vloeistof met lucht en water weggewassen. De beide was-40 mediums (lucht en wasvloeistof) kunnen na elkaar of gelijk- 800 1 7 92 -4- tijdig door de filtereenheid gevoerd worden. De filtermate-rialen worden in een mengreservoir na elkaar afzonderlijk met gereinigde of ruwe vloeistof opgeslibd en op de ionenwissellaag afgezet. Als filtermateriaal wordt bij voorkeur 5 vervezelde cellulose, filterperliet of bentoniet toegepast.

De inrichting volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat de ionenwisselaar een filtereenheid vormt, waarin de ionenwissellaag als steunlaag van één of meer filteringen uitgevoerd is. Aan de toestroomzijde van de fil-10 tereenheid is over een leiding onder tussenschakeling van een pomp een slibreservoir voor het op de ionenwissellaag af te zetten filtermateriaal aangesloten. Een aan de uitstroomzijde van de filtereenheid voor het opnemen van de gefilterde zuivere vloeistof aangesloten verzamelreservoir is voor het 15 terugwassen van de filterlagen aan de uitstroomzijde over een buisleiding en een pomp met de uitstroomzijde van de filter-. eenheid verbonden. Over buisleidingen staan de filtereenheid met een afscheider en de afscheider met een voor de filtereenheid geschakelde mechanische klaartrap in verbinding.

20-Aan het. meng- en slibreservoir zijn dus voor het toevoeren van de de filterlagen vormende stoffen dienende voorraad-reservoirs aangesloten.

De werkwijze en de inrichting volgens de .uitvinding worden aan de hand van een de reiniging van con-25 denswater betreffende, als voorbeeld gekozen uitvoeringsvorm toegelicht, die schematisch in de tekening is afgeheeld.

De te reinigen ruwe vloeistof is met olie, zwevende stoffen en opgelö'Ste zouten verontreinigd condenswater. Dit wordt door de buisleiding 1 in de mechanische 30 klaartrap 2 gevoerd, waaruit de daar afgescheiden verontreinigingen door de leiding 3 afgevoerd worden. Het voorgeklaarde condenswater wordt door middel van de doseerpomp 4 door de buisleiding 5 getransporteerd in het filterreser-voir, dat de filtereenheid volgens de uitvinding vormt.

35 De filtereenheid 6 is in hoofdzaak een ionen- wisselkolom, waarbij echter de uit Na-wisselhars bestaande ionenwisselaag 7 als steunlaag van een uit vervezelde cellulose bestaande filterlaag 8 en een daarover aangebrachte per-lietfilterlaag 9 dient. Bij het toegelichte uitvoeringsvoor-40 beeld heeft de celluloselaag 8 een oppervlaktegewicht van 800 1 7 92 2 -5- 2 0/7 kg/m r terwijl de uit poreuze perliet P2 (Nyirtelek) bestaande filterlaag 9 een oppervlaktegewicht van 5 kg/m , betrokken op de dwarsdoorsnede van de filtereenheid heeft.

De droge vervezelde cellulose wordt . bevoorraad in een 5 voorraadreservoir 10 en de droge filterperliet wordt bevoorraad in een voorraadreservoir 11. Deze voorraad reservoirs 10/ 11 zijn met het meng- en slibreservoir 12 bij voorkeur zodanig verbonden/ dat het ledigen ervan door de zwaartekracht kan plaatsvinden. Het slibreservoir 12 , dat 10 is- voorzien van een roerwerk, is met de toestroomzijde van de filtereenheid 6 door de buisleiding 13 onder tussenschakeling van een pomp 14 verbonden. Aan de afstroomzijde is de filtereenheid 6 over de buisleiding 15 met het verzamelreservoir 16 voor het gefilterde condenswater verbonden, 15 met de uitstroomzijde waarvan over de buisleiding 17 en een afsluitkraan het slibreservoir in verbinding staat. Aan de uitstroomzijde van het verzamelreservoir 16 is bovendien de buisleiding 18 aangesloten, waardoor de hoofdhoeveelheid van het gefiltreerde condenswater als werkwijzeproduct afge-20 voerd wordt. Verder is het verzamelreservoir 16 aan de uit-stroomzijde over een.pomp 19 en een waswaterleiding 20 met de uitstroomzijde van de filtereenheid 6 verbonden.

De filtereenheid 6 staat aan zijn toestroomzijde, waaraan het te reinigen ruwe water wordt toegevoerd, 25 over de buisleiding 21 met een afscheider 22 in verbinding. Daaruit kan de daarin afgescheiden vaste fase worden geledigd in een put 23. De de vloeibare fase bevattende ruimte van de afscheider 22 is over een pomp- 24 en een buisleiding 25 met de mechanische voorklaartrap 2 verbonden.

30 Het meng- en slibreservoir 12 is bovendien over een toestroombuis 26 en een afsluitkraan met de buisleiding 13 verbonden- Naar de toestroomzijde van de filtereenheid 6 leidt verder een buisleiding 27 voor het toevoeren van druklucht. Bovendien is een drukluchtleiding 28 aan 35 de afscheider 22 voor het ledigen daarvan aangesloten-

De inrichting werkt als volgt:

Voor het vormen van de filteringen op de ionenwissellaag in de filtereenheid 6 worden uit het vooruit raadreservoir 10 vervezelde cellulose en het voorraadreser-40 voir 16 over de leiding 17 gefiltreerd condenswater in het 800 1 7 92 -6- slibreservoir 12 gevoerd en daar gemengd. De opgeslibde cellulose wordt door middel van de pomp 14 door de buisleiding 13 op de ionenwissellaag 7 in de filtereenheid 6 afgezet, .zodat daardoor de celluloselaag 8 gevormd wordt. Aansluitend 5 wordt uit het voorraadreservoir 11 filterperliet in het slib-reservoir 12 gebracht en daarin op de beschreven wijze opgeslibd en eveneens naar de filtereenheid 6 getransporteerd, waar dit zich als perlietfilterlaag 9 op de cellulose-filter-laag 8 afzet.

10 Het verontreinigde ruwe condenswater komt door- de buisleiding 1 in de mechanische klaartrap 2, waar de hoeveelheid aan olieachtige verontreinigingen tot minder dan 10 mg/1 en aan zwevende stoffen tot minder dan 50 mg/1 wordt verminderd. De daar afgescheiden verontreinigingen worden o 15 door de buisleiding 3 uit de mechanische klaartrap afgevoerd. Het voorgereinigde ruwe condenswater wordt met de pomp 4 door dè buisleiding 5 in de filtereenheid 6 getransporteerd, zodat, het van boven naar onderen door de filterlagen 9, 8 en de ionenwisselaar 7 stroomt. Het de filtereenheid 6 door 20 de buisleiding 15 met een stroomsnelheid van ongeveer 5 m/h. verlatende gefiltreerde condenswater bevat belangrijk minder dan 1 mg/1 olie en is vrij van zwevende stoffen en opgeloste zouten. Het in het verzamelreservoir 17 verzamelde gefiltreerde condenswater wordt voor het grootste deel door 25 de buisleiding 18 afgevoerd.

Een deel van het in het verzamelreservoir 16 verzamelde gefiltreerde condenswater wordt echter voor het voorbereiden van het de filterlagen vormende filtermateriaal in het slibreservoir 12 gevoerd; een verder deel van het ge-30 reinigde water is voor de regeneratie van de filtereenheid 6 nodig. Wanneer de stromingsweerstand van de filtereenheid 6 tengevolge van het verstoppen van de filterlagen 8, 9 van zijn beginwaardeaiÏ0kPa (SI: 1 Kilopascal = 1000 N/m^ = ... 0,1 m WS) tot ongeveer 80 kPa (8mWS) is gestegen, moeten 35 de filterlagen 8 en 9 uitgewisseld worden.

Hiertoe worden de filterlagen 8,9 door middel van de door de buisleiding 27 van onderen in de filtereenheid 6 gevoerde perslucht eerst losgemaakt en dan in uit het verzamelreservoir 16 door middel van de pomp 19 door de 40 buisleiding 20 van onderen in de filtereenheid 6 met een 80 0 1 7 92 * -7- snelheid van ongeveer 10 m/h toegevoerd water door de leiding 21 in de afscheiding 22 gespoeld. Uit de afscheiding 22 kunnen de uit de verbruikte filterlagen 8/9 en verontreinigingen gevormde vaste stoffen worden geledigd in de put 23. De met 5 deze vaste stoffen afgevoerde waterhoeveelheid bedraagt onge- van het veer 0,2% van de hoeveelheidndoor de buisleiding 1 toegevoerde condenswater. De de filterlaagresten transporterende en in de afscheider 22 afgescheiden vloeibare fase wordt door de pomp 24 door de buisleiding 25 teruggecirculeerd in de mechanische 10 voorklaartrap 2.

De hoofdvoordelen van de werkwijze volgens de uitvinding kunnen aldus worden samengevat/ dat de olieachtige verontreinigingen/ de zwevende stoffen en de opgeloste zouten in een enkele functie-eenheid kunnen worden ver-15 wijderd resp. het zoutgehalte kan worden omgezet in zouten, waardoor geen waterhardheid veroorzaakt wordt. Daardoor kunnen belangrijke besparingen aan investerings-, bedrijfs-, arbeids- en energiekosten worden bereikt. Het gehalte van het gereinigde water aan olie-achtige verontreinigingen ligt 20 ver onder 1 mg/1. Het gereinigde water is practisch vrij van zwevende stoffen en opgeloste resp. waterhardheid veroorzakende zouten. Het vloeistofverlies van de werkwijze is met 0,2% uiterst gering en daardoor is ook het verlies aan warmte-energie gering, die als warmte-inhoud in het condens-25 water is opgenomen. Derhalve kan het grootste deel van de warmte-inhoud van de verontreinigde ruwe vloeistof benut worden. De ionenwissellaag is bij voorkeur van voldoend vaste consistentie, zodat het wisselhars bij het terugspoelen van de filterlagen niet daarmee wordt afgevoerd. Wanneer niet de 30 wissellaag als totaal vast poreus lichaam uitgevoerd wordt, kan dit door keuze van een wisselhars met belangrijk hoger specifiek gewicht dan dat van de filtermaterialen en overeenkomstige instelling van de druk van de wasvloeistof bij het terugspoelen bereikt worden, zodat de wissellaag daarbij niet 35 belangrijk opgewerveld wordt. Eventueel kan ook een als losse storting van korrelig harsmateriaal uitgevoerde wissellaag aan zijn bovenzijde door een geschikte zeefplaat worden begrensd, die het opwervelen van de wissellaag verhindert.

800 1 7 92

Claims (8)

1. Werkwijze voor het reinigen van ruwe vloeistoffen, die met olie, zweefstoffen en opgeloste zouten verontreinigd zijn, waarbij de ruwe vloeistof gefiltreerd en daarna in. een ionenwissellaag behandeld wordt, met het 5 kenmerk, dat vezelig en/of korrelig filtermateriaal, dat al naar de aard van de verontreinigingen van de ruwe vloeistof een negatieve of positieve polariteit bezit, op de ionenwissellaag a.fgezet wordt en daardoor daarop ten minste éên filterlaag.wordt-gevormd, waarbij·dan·de ruwe vloei-10 stof door de filterlaag en de ionenwissellaag wordt gevoerd, en waarbij de filterlaag na zijn uitputting met door de of ionenwissellaag gelijktijdig~,achter elkaar gevoerde druk-lucht en zuivere vloeistof losgemaakt en afgevoerd wordt.

2. Werkwijze volgens conclusie.!', met 15 het kenmerk, dat bij de vorming van meerdere fil-terlagen de filtermaterialen van elkaar gescheiden met zuivere vloeistof of ruwe vloeistof opgeslibd en na elkaar op de ionenwissellaag afgezet worden.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, me t 20 het kenmerk, dat het filtermateriaal met positieve polariteit voor de éne filterlaag en filtermateriaal met negatieve polariteit voor de andere filterlaag toegepast wordt.

4. Werkwijze volgens één der conclusies 1-3, 25 met het kenmerk, dat als filtermateriaal verve- zelde cellulose, filterperliet en/of bentoniet toegepast wordt.

5. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat 30 in een filterreservoir (6) een ionenwissellaag (7) als steun-laag van êén of meer filterlagen (8, 9) uit vezelig en/of korrelig filtermateriaal is uitgevoerd en het filterreservoir (6) met zijn toestroomzijde voor het ruwe water over een buisleiding (13) met een pomp (19) aan een slibreservoir 35 (12) voor het filtermateriaal aangesloten is.

6. Inrichting volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat het met zijn uitstroomzijde aan de toestroomzijde van een verzamelreservoir (16) voor de zuivere 80 0 1 7 92 .--9- vloeistof aangesloten filterreservoir .(6) met zijn uitstroom-zijde bovendien aan de uitstroomzijde van het verzamelreser-voir (16) over een afsluitbare buisleiding onder tussenschakeling van een pomp (19) en aan een drukluchtleiding (27) 5 aangesloten is.

7. Inrichting volgens conclusie 5 of 6, m e t het kenmerk, dat het filterreservoir (6) met zijn toestroomzijde voor het ruwe water over een buisleiding (21) aan een vaste stofafscheider (22) aangesloten is, waarvan 10 de vloeistofruimte over een buisleiding (25) onder tussenschakeling van een pomp (24) met een voor het filterreservoir (6) geschakelde mechanische klaartrap (2) voor het ruwe water verbonden is.

8. Inrichting volgens één der conclusies 5-7 15 met het kenmerk, dat aan het slibreservoir (12) meerdere voorraadreservoirs (11) voor verschillende filter-materialen aangesloten zijn. 800 1 7 92