NO144373B

NO144373B - PROCEDURE AND APPARATUS FOR SEPARATION OF LIQUIDS

Info

Publication number: NO144373B
Application number: NO754071A
Authority: NO
Inventors: Bo Ragnarsson Carlstedt
Original assignee: Orrje & Co Ab Ing Firman
Priority date: 1975-12-03
Filing date: 1975-12-03
Publication date: 1981-05-11
Also published as: JPS5612444B2; NO754071L; AU2003076A; JPS5271764A; AU508968B2; NO144373C

Abstract

remgangsmåte og anordning for separering av væsker.belt method and device for separating liquids.

Description

ben foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for separering av to væsker fra hverandre fra en felles blanding slik som angitt i innledningen til det etterfølgende krav 1. The present invention relates to a method for separating two liquids from each other from a common mixture as stated in the introduction to the subsequent claim 1.

En slik fremgangsmåte er kjent gjennom det Such a method is known through it

svenske patentskrift 316.148 som spesielt tar sikte på å løse problemet med å skille olje fra en olje-vann-blanding. I samme patentskrift foreslås også en anordning for utøvelse av denne fremgangsmåte, hvilken utgjøres av en beholder som inneholder en fylling eller et lag av et kornformet væskeresistent materiale, til hvilket føres den blanding av olje og vann fra hvilken oljen skal avskilles, en oppsamlingsbrønn med over-løp for den tyngre væske,hvilken brønn kommuniserer med beholderens indre ved dennes bunn for bestemmelse av en null-trykkflate i laget, samt en i laget anordnet felle for den lettere væske, hvilken felle også har et overløp, -men på et høyere nivå enn det førstnevnte. Swedish patent document 316,148 which specifically aims to solve the problem of separating oil from an oil-water mixture. In the same patent document, a device for carrying out this method is also proposed, which consists of a container containing a filling or a layer of a granular liquid-resistant material, to which is fed the mixture of oil and water from which the oil is to be separated, a collection well with over - run for the heavier liquid, which well communicates with the interior of the container at its bottom to determine a zero-pressure surface in the layer, as well as a trap arranged in the layer for the lighter liquid, which trap also has an overflow, - but at a higher level than the former.

Det har i praksis vist seg at denne fremgangsmåte blir vanskelig og tidskrevende å gjennomføre når det er spørsmål om å atskille en væske med høy viskositet fra en annen væske og spesielt hvis denne mer viskøse væske samtidig også forekommer i høy gehalt i blandingen. Den til-gjengelige trykkforskjell i materialsjiktet blir nemlig for liten for den nødvendige strømning av den mer viskøse væske eller med andre ord strømningsmotstanden blir for stor for denne væske. Det ville derfor være ønskelig på et eller annet vis å kunne trykke denne mer viskøse væske tvangsmessig gjennom materialsjiktet. It has been shown in practice that this method becomes difficult and time-consuming to carry out when there is a question of separating a liquid with a high viscosity from another liquid and especially if this more viscous liquid also occurs in high concentrations in the mixture at the same time. The available pressure difference in the material layer becomes too small for the necessary flow of the more viscous liquid, or in other words the flow resistance becomes too great for this liquid. It would therefore be desirable in one way or another to be able to press this more viscous liquid forcibly through the material layer.

Den foreliggende oppfinnelse tar sikte på å eliminere de ovennevnte ulemper ved hjelp av en fremgangsmåte som angitt i karakteristikken til det etterfølgende krav 1. The present invention aims to eliminate the above-mentioned disadvantages by means of a method as stated in the characteristic of the subsequent claim 1.

Ved hjelp av oppfinnelsen oppnås en betydelig for-bedring av den innledningsvis nevnte fremgangsmåte slik at praktisk talt hvilken som helst væske (med høy viskositet) og med hvilken som helst konsentrasjon, kan atskilles fra en andre væske. With the help of the invention, a significant improvement is achieved in the initially mentioned method so that practically any liquid (with high viscosity) and with any concentration can be separated from a second liquid.

Oppfinnelsen tar også sikte på å tilveiebringe en anordning for utøvelse av fremgangsmåten og dette oppnås ved hjelp av de trekk som er angitt i karakteristikken til de etterfølgende apparatkrav 2 og 3. The invention also aims to provide a device for carrying out the method and this is achieved by means of the features indicated in the characteristics of the following device claims 2 and 3.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det etter-følgende med henvisning til tegningen, hvor The invention shall be described in more detail below with reference to the drawing, where

fig. 1 og 2 skjematisk viser snitt gjennom en anordning for utøvelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og hvor i den"tilhørende fig. la resp. 2a trykklinjen for den viskøse og i dette tilfellet den lettere væske i laget er vist skjematisk. fig. 1 and 2 schematically show sections through a device for carrying out the method according to the invention, and where in the corresponding fig. 1a or 2a the pressure line for the viscous and in this case the lighter liquid in the layer is shown schematically.

Som det fremgår av tegningen omfatter en anordning for utøvelse av fremgangsmåten hensiktsmessig et rom eller en beholder 1 inneholdende en fylling 2 av et overfor de to aktuelle væsker som inngår i en væskeblanding, hvilke skal separeres, resistent, kornformet materiale, Med hensyn til uttrykket "kornformet materiale" henvises til det ovennevnte svenske patentskrift 316.148 for nærmere detaljopp-lysninger, men generelt gjelder at uttrykket skal omfatte naturlig materiale såsom grus og/eller sand men endog syn-tetiske materialer som forskjellige plaster i kornform (endog hule korn). As can be seen from the drawing, a device for carrying out the method appropriately comprises a room or a container 1 containing a filling 2 of one of the two relevant liquids that are part of a liquid mixture, which are to be separated, resistant, granular material, With regard to the expression " granular material" refer to the above-mentioned Swedish patent document 316,148 for more detailed information, but in general it applies that the term should include natural material such as gravel and/or sand but also synthetic materials such as various plasters in granular form (even hollow grains).

Den væskeblanding som skal underkastes separering ved fremqangsmåten ifølge oppfinnelsen og som består av to forskjellige, i hverandre ikke oppløsbare væsker med for-skjellig tetthet og viskositet og som f.eks. er vann og fyringsolje, skal tilføres laget eller fyllingen 2 av kornformet materiale ved et sted 3 ved den ene side av rommet 1, og for dette formål er det der hensiktsmessig å anordne et i laget beliggende rom 4, hvilket er fritt for kornformet materiale og i hvilket allerede med kun tyngdekraftens hjelp det kan oppnås en grovseparering av de to væsker i den til-førte blanding før disses inntrengning i materialfyllingen eller separasjonslaget 2. Ved bunnen av rommet finnes et ut-løp 5 for den etter separeringsforløpet i laget 2 oppnådde hovedsaklig ublandede tyngre væske, hvilket utløp eventuelt kan stå i forbindelse med et overløp 6 hvis vertikale stilling i så fall bestemmer et nulltrykksnivå i eller ovenfor laget. The liquid mixture which is to be subjected to separation in the process according to the invention and which consists of two different, mutually insoluble liquids of different density and viscosity and which e.g. is water and fuel oil, must be added to the layer or filling 2 of granular material at a location 3 on one side of the room 1, and for this purpose it is appropriate to arrange a space 4 located in the layer, which is free of granular material and in which already with only the help of gravity a rough separation of the two liquids in the added mixture can be achieved before their penetration into the material filling or the separation layer 2. At the bottom of the room there is an outlet 5 for the mainly obtained after the separation process in the layer 2 unmixed heavier liquid, which outlet may possibly be in connection with an overflow 6 whose vertical position in that case determines a zero pressure level in or above the layer.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er utført med en tett tilsluttende overdekning 12 av xommet -1. Herved blir det sistnevnte en trykkbeholder, og ved innmating av væskeblandingen under overtrykk til innføringsstedet 3, kan trykknivået i laget 2 forhøyes til -et sted ovenfor rommets 1 øvre kant. Lagfyllingen når helt opp til overdekningen 12 og denne er forsynt med en ikke vist avluftingsventil slik at hele rommet 1 kan fylles med væske. The device according to the invention is made with a tight-fitting cover 12 of the xommet -1. Hereby, the latter becomes a pressure vessel, and by feeding the liquid mixture under overpressure to the introduction point 3, the pressure level in the layer 2 can be increased to -somewhere above the upper edge of the space 1. The layer filling reaches right up to the cover 12 and this is provided with a venting valve (not shown) so that the entire room 1 can be filled with liquid.

Øverst ved den ene side av rommet 1 som ligger motsatt av innføringsstedet 3, er det videre anordnet et ut-løp 7 for den etter separeringsforløpet i laget 2 oppnådde, hovedsaklig ublandede lettere væske, hvilket utløp eventuelt også kan -være forbundet med-et overløp 8 for denne væske. At the top of one side of the room 1, which is opposite the introduction point 3, there is also an outlet 7 for the mainly unmixed lighter liquid obtained after the separation process in the layer 2, which outlet can optionally also be connected to an overflow 8 for this liquid.

Ifølge oppfinnelsen er også i det minste utløpet 5 for den mindre viskøse væske - eksempelet vann og fyringsolje, altså vannet - forsynt med en struping, hensiktsmessig i form av en regulerbar ventil 9. For å muliggjøre en mer full-stendig kontroll av separeringsforløpet bør imidlertid også utløpet for den andre væske være forsynt med en lignende struping i form av en regulerbar ventil 10. According to the invention, at least the outlet 5 for the less viscous liquid - for example water and fuel oil, i.e. the water - is provided with a throttle, suitably in the form of an adjustable valve 9. To enable a more complete control of the separation process, however, the outlet for the second liquid should also be provided with a similar choke in the form of an adjustable valve 10.

En-fordel med oppfinnelsen er at disse strupeven-tiler 9,10 kan underkastes én automatisk regulering som funksjon av .stillingen av grenseflaten G mellom den letteré og den tyngre væske i laget 2. Dette kan oppnås f.eks. ved hjelp av en flottør 11 som er slik balansert at den synker i den lettere men flyter på den tyngre væske, dvs. med en midlere tetthet liggende mellom tetthetene for de to væsker. Denne flottør 11 kan på elektromagnetisk vei eller på annet vis bringes til å gi slike impulser til strupeventilene 9,10 at disse bringer grenseflaten mellom væskene til alltid å holde seg liggende mellom en øvre og en nedre stilling -i laget slik at ingen væske får mulighet for å nå frem til feil utløp. An advantage of the invention is that these throttle valves 9, 10 can be subject to automatic regulation as a function of the position of the boundary surface G between the lighter and the heavier liquid in layer 2. This can be achieved e.g. by means of a float 11 which is balanced in such a way that it sinks in the lighter but floats on the heavier liquid, i.e. with an average density lying between the densities of the two liquids. This float 11 can be caused by electromagnetic means or in some other way to give such impulses to the throat valves 9,10 that these bring the interface between the liquids to always remain lying between an upper and a lower position - in the layer so that no liquid has the opportunity to reach the wrong end.

Ved at rommet er utført lukket og danner en .trykkbeholder, oppnås et flertall fordeler. Således bortfaller be-hovet for slike overløp som er nødvendig med anordningen ifølge det ovennevnte svenske patentskrift 316.148. Videre blir anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse mindre følsom for bevegelser av typen som f.eks. bølger i sjøen enn den åpne type, og dette medfører at anordningen med fordel kan utnyttes på fartøy. I den forbindelse behøver man takket være trykkbeholderen 1 kun anvende en eneste pumpe for væske-blandingsinnmatingen selv om trykkbeholderen er beliggende under fartøyets vannlinje eller om den hovedsaklig ublandede tyngre væske etter separeringen skal føres videre til et ytterligere rense- eller annet behandlingstrinn. By the fact that the room is closed and forms a pressure vessel, a number of advantages are achieved. Thus, there is no need for such overflows as are necessary with the device according to the above-mentioned Swedish patent document 316,148. Furthermore, the device according to the present invention becomes less sensitive to movements of the type that e.g. waves in the sea than the open type, and this means that the device can be advantageously used on vessels. In that connection, thanks to the pressure vessel 1, you only need to use a single pump for the liquid mixture input, even if the pressure vessel is located below the vessel's waterline or if the mainly unmixed heavier liquid after separation is to be carried on to a further cleaning or other treatment step.

Ved utførelse av fremgangsmåten med anvendelse av den ovenfor beskrevne anordning innføres væskeblandingen således først i grovavskillingsrommet 4. Herfra beveger den lettere væskefase seg hovedsakelig i sideretning innom den på tegningen skyggelagte sone via en væskefelle 14 til utløpet 7 og gjennom strupeventilen 10 til overløpet 8 der den tas vare på. Den tyngre fase renner nedad gjennom laget 2 og til ut-løpet 5 samt videre gjennom strupeventilen 9 til overløpet 6. Hvis den lettere væske derved er høyviskøs olje mens den tyngre væske er vann, samtidig som oljeinnholdet i den inn-førte blanding er betydelig større enn vanninnholdet, holder man ventilen 10 åpen og struper kraftig ved ventilen 9 som stenges nesten helt (se fig. 1), for at grenseflaten mellom olje og vann skal kunne holdes innenfor det nødvendige nivå-intervall. Trykklinjen for oljens strømning gjennom laget blir da som vist med linjen A^-B^ i fig. la, mens trykknivået i vannfasen foran ventilen 9 blir praktisk talt den samme over alt I laget. When carrying out the method using the device described above, the liquid mixture is thus first introduced into the coarse separation chamber 4. From here, the lighter liquid phase moves mainly laterally through the zone shaded in the drawing via a liquid trap 14 to the outlet 7 and through the throttle valve 10 to the overflow 8 where it is taken care of. The heavier phase flows downwards through the layer 2 and to the outlet 5 and further through the throttle valve 9 to the overflow 6. If the lighter liquid is thereby highly viscous oil while the heavier liquid is water, at the same time that the oil content in the introduced mixture is significantly greater than the water content, valve 10 is kept open and throttled strongly at valve 9, which closes almost completely (see fig. 1), so that the interface between oil and water can be kept within the required level interval. The pressure line for the oil's flow through the layer is then as shown by the line A^-B^ in fig. la, while the pressure level in the water phase in front of the valve 9 becomes practically the same all over the layer.

Hvis væskeblandingen består av samme olje og vann, men vanninnholdet i stedet er betydelig større enn oljeinnholdet, holdes ventilen 9 åpen mens ventilen 10 er nesten helt stengt, hvilket er det tilfellet som vises i fig. 2 på tegningen. Derved blir trykklinjen for den lettere væske, dvs. oljefasen, slik som vist med linjen A2-B2 i fig. 2a. Trykklinjen for vannstrømmen gjennom laget får en meget ubetydelig helling på grunn av den lave motstand for vannet gjennom laget. Ventilene 9 og 10 reguleres av flottøren 11 som alltid følqer grenseflaten mellom de to væsker. Ved høyt nivå for flottøren 11, strupes altså ventilen 10 vens ventilen 9 åpnes, og ved lavt nivå av flottøren åpnes ventilen 10 mens ventilen 9 strupes. If the liquid mixture consists of the same oil and water, but the water content is instead significantly greater than the oil content, the valve 9 is kept open while the valve 10 is almost completely closed, which is the case shown in fig. 2 in the drawing. Thereby, the pressure line for the lighter liquid, i.e. the oil phase, as shown with the line A2-B2 in fig. 2a. The pressure line for the water flow through the layer has a very negligible slope due to the low resistance of the water through the layer. The valves 9 and 10 are regulated by the float 11 which always follows the interface between the two liquids. At a high level for the float 11, the valve 10 is throttled until the valve 9 is opened, and at a low level of the float the valve 10 is opened while the valve 9 is throttled.

Claims

1. Method for separating two liquids from each other from a common mixture, which liquids have different densities and are not soluble in each other, by which method the mixture is introduced at a place in a layer of a granular material resistant to the two liquids, in a container where the heavier liquid flows mainly vertically downwards through the material layer while the lighter liquid spreads out mainly laterally in the material layer, and that an interface between the two liquids is maintained in the material layer below the zone where the lighter liquid spreads laterally, with the essentially completely unmixed phase of the lighter liquid being collected at another, at a distance from the introduction point, situated in the layer, characterized by the liquid mixture being supplied under overpressure to the material layer which completely fills the container, which is made pressure-tight closed, and that the outflow of at least the heavier liquid is throttled so that the hydrostatic pressure in the material layer is increased.

2. Device for carrying out the method according to claim 1, and comprising a container (1) containing a filling or layer (2) of granular, liquid-resistant material, to which the liquid mixture to be separated is fed, as well as an outlet (7) for the lighter fluid and et outlet (5) located at the bottom of the container for the heavier liquid, and where measures have been taken to maintain an interface inside the layer between the two liquids at a certain height, characterized in that the container (1) is pressure-tight closed using of a cover (12), as well as being completely filled with the material layer (2), and that at least in the outlet (5) for the heavier liquid a throat is arranged, preferably in the form of a valve (9) or (10), which is appropriately adjustable.

3. Device according to claim 2, characterized; in that both outlets (5,7) are provided with valves.