NL8902481A

NL8902481A - Werkwijze en inrichting voor het scheiden van vloeistof en een tweede stof.

Info

Publication number: NL8902481A
Application number: NL8902481A
Authority: NL
Original assignee: Myland Holding
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1991-05-01
Also published as: CA2026901A1; EP0421555A1

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET SCHEIDEN VAN VLOEISTOF EN

EEN TWEEDE STOF

De uitvinding betreft een werkwijze voor het scheiden van ten minste één vloeistof, bijvoorbeeld water, en een tweede stof, bijvoorbeeld olie en/of verontreinigingen, uit een suspensie door flotatie door middel van lucht. Een dergelijke werkwijze is bekend.

De uitvinding heeft ten doel de bovengenoemde werkwijze te verbeteren. Daartoe wordt een rustige flotatiezone, waarin kleine luchtbellen aanwezig zijn, door middel van ten minste één scherm gescheiden van een stijgzone voor grote luchtbellen. Grote luchtbellen verstoren de scheiding, omdat zij een sterke opstijgtendens hebben, waardoor zij meer een beroering creëren, dan dat zij tweede stof mee opwaarts nemen. Kleine luchtbellen die zich aan partikels van tweede stof hechten, leiden tot een afdoende flotatie van deze partikels vooropgesteld dat zij voldoende stijgtijd krijgen. Daartoe moet de flotatie in een rustige d.w.z. weinig beroerde zone plaatsvinden.

De uitvinding betreft en verschaft tevens een inrichting zoals aangeduid in conclusie 5. Voorkeursuitvoeringsvormen zijn in de andere conclusies aangeduid.

De genoemde en andere kenmerken van de uitvinding zullen in de hierna volgende beschrijving van een aantal niet limitatieve uitvoeringsvoorbeelden aan de hand van een tekening worden verduidelijkt. In de tekening stellen voor :

Figuren 1, 4, 5 en 7 elk een schematische, vertika-le doorsnede door verschillende inrichtingen volgens de uitvinding;

Figuur 2 een bovenaanzicht van figuur 1;

Figuur 3 op grotere schaal detail III van figuur 1; en

Figuur 6 op grotere schaal detail VI van figuur 3.

De inrichting 16 van figuur 1 omvat een grote houder 1 voor het opnemen van een suspensie van vloeistof, bijvoorbeeld water, met ten minste één tweede stof, bijvoorbeeld olie en/of verontreinigingen in de vorm van kleine deeltjes vaste stof. De inrichting 16 is bestemd om de tweede stof van de vloeistof te scheiden. Hierna wordt als voorbeeld de afscheiding van olie uit water beschreven.

De houder 1 heeft een overlooprand 3, die aansluit op een opvangbak 17 met een afvoer 18 voor voornamelijk olie en/of verontreinigingen.

De houder 1 is verder voorzien van een toevoer voor het verontreinigd water 6, bestaande uit een leiding 12 met een luchtinvoer 7. De lucht wordt op de wijze van een straal-pomp de leiding 12 ingezogen. Het mondstuk 11 van de leiding 12, dat zich op een afstand a boven de suspensiespiegel 19 bevindt, omringt een staaf 33. Het mondstuk 11 en de staaf 33 zijn schuin neerwaarts gericht tot binnenin een ruimte 21, die aan de onderzijde is begrensd door een leidscherm 2.

Zoals vooral figuur 3 aangeeft, wordt de een suspensie bevattende waterstraal die uit het mondstuk 11 stroomt, eerst langs de staaf 33 geleid en stroomt dan als een rollende turbulente stroom verder met suspensie van de houder 1 langs het leidscherm 2. Op de trefplaats 22, waar de waterstraal de waterspiegel treft, wordt lucht meegenomen. De grenslaag tussen vloeistof en lucht wordt meegesleept, dus ook de kleinere drijvende deeltjes.

Zoals vooral figuur 2 toont, is om de trefplaats 22 een scherm 5 geplaatst, zodanig dat grote luchtbellen 14 binnen het scherm 5 in een stijgzone 24 opstijgen. Daarbuiten bevindt zich een rustige flotatiezone 25, waar kleine luchtbellen zich aan fijne oliepartikels (of andere te scheiden stof) kunnen hechten en met geringe snelheid kunnen opstijgen. De olie en de verdere afgescheiden deeltjes, inclusief schuim, verzamelen zich in een drijflaag 4 die, bijvoorbeeld middels een rotor 13, in de richting naar de overlooprand 3 wordt gestuwd. De suspensie stroomt volgens pijlen 15, 28, 29 en 30 naar een afvoer 9 van gereinigd water. Een suspensie-toevoer 8 mondt uit in de stijgzone 24. Het is denkbaar, dat er niet zo'n suspensietoevoer 8 aanwezig is, maar dat alle suspensie via de watertoevoer 6 wordt aangevoerd.

Verder is het denkbaar, dat de afvoer 9 is aangesloten op de toevoer 12 voor recirculatie en aldus voor een herhaalde behandeling van de suspensie.

De tankvormige houder 1 heeft eventueel nog een afvoer 35 voor bezonken zware stof. Het leidscherm 2 zorgt voor een rustige geleide stroming in de houder 1 en biedt tevens een kontaktplaats voor samenvoeging van kleine en andere oliepartikels.

De centraal geplaatste staaf 33 kan rond, vierkant of veelzijdig zijn.

Bij de werkwijze en inrichting 39 van figuur 4 is in een houder 40 voor het opnemen van suspensie een suspen-sieaanvoer 41 vertikaal opgesteld. Het mondstuk 45 daarvan (fig. 6) mondt uit in een binnenstolp 42 op een afstand b boven een suspensiespiegel 43 die bepaald wordt door de onderrand 44 van de binnenstolp 42, die omhuld is door een buiten-stolp 47, waarvan de onderrand 48 dieper reikt. Uit het mondstuk 45 treedt onder druk, bijvoorbeeld een hoge druk van 200 bar, suspensie, al of niet gemengd met lucht (gas), of alleen lucht of alleen water of alleen olie, enz. uit, die dan door een aanzuigopening 49 van de aanvoer 41 wordt ingezogen. Over de afstand b komt de vrije suspensiestraal 50 in aanraking met de lucht uit de binnenstolp 42, waarbij een deel van deze lucht in de straal wordt opgenomen en gemengd, De straal zal zich daarna verwijden en zich in radiale richting verspreiden. Daarbij passeert deze radiale stroom 51 een stijgzone 52, waar de grote bellen opstijgen, die tussen de binnenstolp 42 en de buitenstolp 47 terechtkomen. Het teveel aan lucht treedt langs de rand 44 vanuit de binnenstolp tot in de buitenstolp 47 en stijgt dan op in een omhullende buis 54. Naast de stolp 47 komt de radiale stroom daarna in een rustige flo-tatiezone 55 terecht, waar de kleine luchtbellen zich aan de gesuspendeerde of gedisperseerde oliepartikels hechten en opstijgen. De zo gevormde drijflaag stroomt over de overstroom-rand 56 tot in de opvangbak 57 met afvoer 58. De inrichting 39 heeft verder een afvoer 59 voor gereinigd water achter een scherm 70 en eventueel een afvoer 60 voor zware stof.

De inrichting 67 van figuur 5 komt met de inrichting 39 van figuur 4 overeen met dienverstande dat de stijg-buis 62 onder de suspensiespiegel 63 eindigt, met het gevolg dat de stijgstroom 64 een buitenwaartse radiale stroom 65 bewerkstelligt, die de drijvende laag 66 van de vervuiling, bijvoorbeeld olie of vet en/of schuim, naar de overstroomrand 56 drijft.

Figuur 7 komt overeen met figuur 4, met dienverstande dat de flotatie niet plaatsvindt in.een houder, maar in open water, waarvan de bodem 71 vervuild is, bijvoorbeeld met een sliblaag 72. Dan wordt dit reeds bezonken slib of ander materiaal eerst losgewoeld, met behulp van een sterke straal 73 of een andere bewerking en worden de partikels door aanhechting aan kleine luchtbellen gefloteerd. Daarna wordt de drijflaag 74 (en schuim) met een bekende methode verzameld en afgevoerd, bijvoorbeeld door afromen, afzuigen, e.d. of na een overloop. Mogelijk zou hierbij aan een drijvend scherm kunnen worden gedacht.

De flotatie volgens de uitvinding is onder meer toepasbaar op de volgende gebieden : - metallurgie (om fijn verdeelde ertsen te concentreren en van elkaar en van de gesteenten te scheiden); - mijnbouw; - behandeling van afvalwater van papierfabrieken; - olie en vet uit bijvoorbeeld water; - behandeling van afvalwater.

Claims

1. Werkwijze voor het scheiden van ten minste één vloeistof, bijvoorbeeld water, en een tweede stof, bijvoorbeeld olie en/of verontreinigingen, uit een suspensie of dispersie door flotatie door middel van lucht, met het kenmerk dat een rustige flotatiezone (25, 55), waarin kleine luchtbellen aanwezig zijn, door middel van ten minste één scherm (5; 42, 47) gescheiden wordt van een stijgzone (24, 52) voor grote luchtbellen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat een vloeistof en lucht bevattende mengselstroom langs een stijgzone (24, 52) voor grote luchtbellen naar een rustige flotatiezone (25, 55) wordt gevoerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de mengselstroom geleid wordt langs een gebogen leid-scherm (2).

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat een ten minste vloeistof en lucht bevattend mengsel via een stolp (42, 47) tot in de te behandelen suspensie of dispersie wordt gevoerd en waarbij lucht uit de stolp (42, 47) wordt afgevoerd.

5. Inrichting (16, 34, 67) voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende een houder (1, 40) voor het opnemen van de suspensie of dispersie, een afvoer (9, 59) voor gereinigde vloeistof, een afvoer (3, 56) voor de tweede stof en een aanvoer (6, 7, 41) van een ten minste vloeistof en lucht houdend mengsel, gekenmerkt door een scherm (5, 42, 47) dat een rustige flotatiezone (25, 55) scheidt van een stijgzone (24, 52) voor grote luchtbellen.

6. Inrichting (16, 34, 67) volgens conclusie 5, met het kenmerk dat een uitstroommondstuk (11, 45) voor een ten minste vloeistof en lucht houdend mengsel zodanig naar beneden is gericht, dat het mengsel langs een stijgzone (24, 52) naar een rustige flotatiezone (25, 55) stroomt.

7. Inrichting (16) volgens conclusie 5, met het kenmerk dat het uitstroommondstuk (11, 45) voor een mengsel zodanig is gericht, dat het mengsel langs een leidscherm (2) stroomt.

8. Inrichting (34, 67) volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat een aanvoer voor een vloeistof en lucht houdend mengsel een stolp (42, 47) omvat, die ten minste één luchtafvoer (54, 62) heeft.

9. Inrichting (34, 67) volgens conclusie 8, met het kenmerk dat een aanvoerleiding (41) voor een vloeistof en lucht houdend mengsel uitmondt in een binnenstolp (42) , die omringd is door een op ten minste één luchtafvoer (54, 62) aangesloten buitenstolp (47). en 30 naar een afvoer 9 van gereinigd water. Een suspensie-toevoer 8 mondt uit in de stijgzone 24. Het is denkbaar, dat er niet zo'n suspensietoevoer 8 aanwezig is, maar dat alle suspensie via de watertoevoer 6 wordt aangevoerd. Verder is het denkbaar, dat de afvoer 9 is aangesloten op de toevoer 12 voor recirculatie en aldus voor een herhaalde behandeling van de suspensie. De tankvormige houder 1 heeft eventueel nog een afvoer 35 voor bezonken zware stof. Het leidscherm 2 zorgt voor een rustige geleide stroming in de houder 1 en biedt tevens een kontaktplaats voor samenvoeging van kleine en andere oliepartikels. De centraal geplaatste staaf 33 kan rond, vierkant of veelzijdig zijn. Bij de werkwijze en inrichting 39 van figuur 4 is in een houder 40 voor het opnemen van suspensie een suspen-sieaanvoer 41 vertikaal opgesteld. Het mondstuk 45 daarvan (fig. 6) mondt uit in een binnenstolp 42 op een afstand b boven een suspensiespiegel 43 die bepaald wordt door de onderrand 44 van de binnenstolp 42, die omhuld is door een buiten-stolp 47, waarvan de onderrand 48 dieper reikt. Uit het mondstuk 45 treedt onder druk, bijvoorbeeld een hoge druk van 200 bar, suspensie, al of niet gemengd met lucht (gas), of alleen lucht of alleen water of alleen olie, enz. uit. De lucht wordt dan eventueel door een aanzuigopening 49 van de aanvoer 41 ingezogen. Over de afstand b komt de vrije suspensiestraal 50 in aanraking met de lucht uit de binnenstolp 42, waarbij een deel van deze lucht in de straal wordt opgenomen en gemengd. De straal zal zich daarna verwijden en zich in radiale richting verspreiden. Daarbij passeert deze radiale stroom 51 een stijgzone 52, waar de grote bellen opstijgen, die tussen de binnenstolp 42 en de buitenstolp 47 terechtkomen. Het teveel aan lucht treedt langs de rand 44 vanuit de binnenstolp tot in de buitenstolp 47 en stijgt dan op in een omhullende buis 54. Naast de stolp 47 komt de radiale stroom daarna in een rustige flotatiezone 55 terecht, waar de kleine luchtbel len zich aan de gesuspendeerde of gedisperseerde olieparti-kels hechten en opstijgen. De zo gevormde drijflaag stroomt over de overstroomrand 56 tot in de opvangbak 57 met afvoer 58. De inrichting 39 heeft verder een afvoer 59 voor gereinigd water achter een scherm 70 en eventueel een afvoer 60 voor zware stof. De inrichting 67 van figuur 5 komt met de inrichting 39 van figuur 4 overeen met dienverstande dat de stijg-buis 62 onder de suspensiespiegel 63 eindigt, met het gevolg dat de stijgstroom 64 een buitenwaartse radiale stroom 65 bewerkstelligt, die de drijvende laag 66 van de vervuiling, bijvoorbeeld olie of vet en/of schuim, naar de overstroomrand 56 drijft. Figuur 7 komt overeen met figuur 4, met dienverstande dat de flotatie niet plaatsvindt in een houder, maar in open water, waarvan de bodem 71 vervuild is, bijvoorbeeld met een sliblaag 72. Dan wordt dit reeds bezonken slib of ander materiaal eerst losgewoeld, met behulp van een sterke straal 73 of een andere bewerking en worden de partikels door aanhechting aan kleine luchtbellen gefloteerd. Daarna wordt de drijflaag 74 (en schuim) met een bekende methode verzameld en afgevoerd, bijvoorbeeld door afromen, afzuigen, e.d. of na een overloop. Mogelijk zou hierbij aan een drijvend scherm kunnen worden gedacht. De flotatie volgens de uitvinding is onder meer toepasbaar op de volgende gebieden : - metallurgie (om fijn verdeelde ertsen te concentreren en van elkaar en van de gesteenten te scheiden); - mijnbouw; - behandeling van afvalwater van papierfabrieken; - olie en vet uit bijvoorbeeld water; - behandeling van afvalwater.