NO152963B - Apparat for aa skille faststoff- og vaeskekomponenter - Google Patents

Abstract

Apparat for å adskille fastostoff- og væskekomponenter med forskjellig tetthet i en fluidumblanding, spesielt for bruk i olje-vannadskil-lere.Apparatet består av en beholder (10) med innløps-innretning (12) ved den ene enden og to klare av-løpsinnretninger (14) ved forskjellige nivåer ved. dens motsatte ende, og i det minste en stabel (28) med avstandanbragte korrugerte plater (30, 32, 34) anbragt inne i beholderen (10) mellom innløpet (12) og utløpsinnretningen (14).Platene (30, 32, 34) som danner stabelen (28) er plassert vertikalt med deres korrugeringer anbragt parallellt i forhold til blandingsstrømmen.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for å skille faststoff- og væskekomponenter med forskjellig tetthet i en fluidumblanding eller emulsjon av den art som angitt i inn-ledningen til krav 1.

US-patentene nr. 3 874 813 og nr. 3 957 656 beskriver et

system for å eliminere olje fra vann ved å benytte en stabel med horisontalt innrettede korrugerte plater. I og med mange olje/vannblandinger inneholder faste stoffer slik som sand eller støv, gir imidlertid de horisontalt innrettede platene ingen betydning for fjerning av faststoff-materialer under systemets drift. Disse faststoffene samler seg således mellom platene og tilstopper ofte systemet. Dette fører til behovet for en regelmessig vedlikeholdssyklus, hvorved systemet må bli slått av for rensing og fjerning av fast-

stoff fra stabelen eller platene.

Det er derfor en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et forbedret apparat for adskillelse av væskekomponenter fra en fluidumblanding, hvis blanding kan være forurenset medxfaste stoffer, slik som smuss og/eller sand, idet dette apparatet ikke krever noen spesiell vedlikeholdssyklus for å fjerne faste stoffer fra dens sammenvoksende plater.

Dette blir oppnådd ifølge foreliggende oppfinnelse ved en anordning av innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene.

For noen anvendelser kan separatoren ytterligere innbefatte

en andre stabel med avstand anbragte korrugerte plater, plassert inne i beholderen og mellom nevnte ene stabel og nevnte avløpsinnretning, idet platene som danner den andre stabelen også er anbragt vertikalt med deres korrugeringer plassert parallelt i forhold til strømmen av blanding eller

emulsjon, idet rommet mellom disse platene er mindre enn det til platene som danner en stabel.

Ovenfornevnte og andre fordelaktige trekk ved foreliggende oppfinnelse skal beskrives nærmere ved hjelp av en foretrukket utførelsesform vist på tegningene, hvor: Fig. 1 viser et tverrsnitt av en vertikal plateadskiller ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom noen vertikalt anbragte plater i anordningen vist på Fig. 1. Fig. 3 viser et annet tverrsnitt av et par plater som viser en innretning for utføring av en ønsket avstandsplassering av disse platene, og

Fig. 4 viser et riss av en plate anvendt i anordningen på

Fig. 1.

Fig. 1 viser et apparat for adskillelse av faststoff- og væskekomponenter med forskjellige tettheter i en fluidumblanding eller emulsjon utført med en beholder 10, idet beholderen kan være fremstilt av ethvert egnet materiale, slik som bløtt stål belagt med kull-tjære-epoxy på inn-

siden og epoxymaling på utsiden. Alle indre komponenter i anordningen er fremstilt av plast, rustfritt stål eller er stålbelagt med kull-tjære-epoxy for således å ikke bli påvirket av de fleste korrosive kjemikaliene.

Beholderen 10 har et innløpsrør 12 med en flens ved dens ene ende og et utløpsrør 12 med en flens på den andre enden. En tverrgående manifold 6 er forbundet med innløpsrøret 12 og har to ellér flere vertikale fordelingsrør 18 forbundet med seg. Hvert fordelingsrør 18 kan ha flere hull 20 på en del, idet hullene i allminnelighet vender mot en tilliggende behélder-vegg 22. Fluidumblandingen som ved en typisk anvendelse er sammensatt av faststoff-materialer (smuss eller sand) og olje dispergert i vann, gå inn gjennom innløpsrøret 12 for således å bli jevnt fordelt over innløpsenden til beholderen 10. Ventilasjoner 24 er anbragt på toppen av vertikalfor-delingsrøret 18 for å tillate unnslippelse av overskudds-gasser .

Jevn fordeling av innstrømmende fluidumblanding er ønskelig for å minimalisere turbulens som ellers kunne påvirke adskillelsen av faststoff-og væskekomponentene. Ytterligere strøm-ningsutjevning kan bli oppnådd ved å benytte strømningsut-jevningsledeplater 26 som er utført i form av flere parallelle vertikalt med avstand anbragte spiler.

Blandingen som har gått gjennom strømningsutjevnings-lede-platen 26 går så inn i stabelen 28 med vertikale anbragte spiler med avstand. Adskillelsen av faststoff- og væskekomponentene blir øket ved å dele innstrømmende strøm i tynne lag ved å benytte tett med mellomrom anbragte plater for å danne en strømningspassasje. Deler av tre tilliggende plater 30, 32 og 34 er vist på fig. 2, hvor lette væskekomponenter, slike som olje tenderer mot å vokse sammen på

en overflate av enhver/tilliggende plate og bevege seg mot toppen av platen som er symbolisert ved oppoverrettede piler y mens tyngre vann passerer gjennom den nedre delen av platene. Man skal nå henvise til tilliggende overflateplater 32 pg 34, faststoffer sammenvoksér på platen 32 og idet dette er tyngre enn olje og vann glir disse faststoffene langs overflaten en hellet del av den platen og etter passering av en topp eller kam 36 i platen glir faststoffkaskadene nddover og sammenvoksningen på tilliggende overflate av platen 34 er symbolisert med nedoverrettede piler. Faststoffene fortsetter deres nedovergående bevegelse langs en påfølgende hellet del av 34 inn til de når en topp 38 i platen og faststoffene strømmer da vertikalt nedover til den neste påfølg-ende hellende tilliggende plate 32. Den hellede delen av platene 30, 32 og 34 skulle være tilnærmet en vinkel på 45° til 85° med horisontalplanet for å sikre at tilstrekkelig bevegelsesmengde er gitt de adskilte faststoffene slik at de fortsetter deres nedovergående bevegelse inn i platene inntil de eventuelt samles ved bunnen av stabelen i ett trau 40. Trauet 40 plasseres under og i sidestilling med

stabelen 28, utgjør en innretning for samling og fjerning av faststoffer. Faststoffene samlet på bunnen av trauet 40 kan bli fjernet for beholderen 10 ved å innføre eller tvinge en strøm med væske gjennom en port på ene siden

(ikke vist) av beholderen ved ene enden av trauet og ut gjennom en port 4 2 på den andre siden av beholderen ved den andre enden av trauet.

I tilfelle hvor olje/vann blanding er oljen ( dispergert medium) i form av dråper av forskjellige størrelser. Når en liten oljedråpe kolliderer med en stor oljedråpe vokser de sammen til en enda større dråpe. Sammenvoksningen og på-følgende væskekomponentsadskillelse kan bli øket ved å øke dråpekollisjonsfrekvensen.

Flui'dumblandingens art er slik at dispergert medium er så fint! definert at det' ikke vil adskille seg ved gravitasjon alene (i det minste ikke for en uaktsom lang tidsperiode).

I virkeligheten er en typisk anvendelse av foreliggende oppfinnelse behandling av olje/vann blanding som allerede har blitt underlagt en gravitetsadskillelse. Sammensmeltningen av ørsmå dråper av olje er følgelig nødvendig for adskillelse fra dispergeringsmedium, slik som vann. Jo større olje-dråpene jo hurtigere vil de stige. Stableplatene 28 er vertikalt anbragt og korrogeringene i platene er anbragt parallelt med fluidums blandingsstrømmen mellom innløpsrøret 12 og avløpsrøret 14. Dette øker mulighetene for at oljen vil vokse sammen på overflaten av den vertikale stabelen med plater. På den andre siden dersom platene var vertikalt anbragt slik at korrogeringen var perpendikulært på strømmen av blandingen derigjennom, er det en større sjanse for at de fint dispergerte oljedråpené ville passere rett gjennom stabelen uten å noen sinne,sammensmelte på en plate, noe som vil resultere i at oljen ville fremdeles være dispergert i vannet som går ut fra beholderen ved avløpsrøret 14.

Som vist på fig. 2 består stabelen av flere tynne plater som har et bølgeformet tverrsnitt. Også som vist på fig. 2 er platene 30, 32 og 34 i form av en sinusbølge som har en avstand mellom bølgedalene på P og en amplitude A. Platene er fortrinnsvis fremstilt av oleofilt materiale som har en ønsket tykkelse T og som har en maksimal avstand derimellom på S.

Et eksempel på plateadskiller-dimensjoner som kan bli benyttet er følgende:

P = 59,3mm

A = 25,4mm

T = 1,5 mm

S har et område fra 3,2 til 25,4 mm.

Et eksempel på oleofilt materiale som kan bli benyttet for platene er polypropylen eller fiberglass. Mens platene på fig. 2 har en sinusbølgeutforming kan korrogeringene være fremstilt til å tilnærmet være en sinusbølge som vist på fig. 3, hvor platene 44 og 46 kan bestå av tette,rette deler som er forbundet ved hjelp av bredere kurveformede deler.

Som vist på fig. 3 er en festestang 48 i forbindelse med

en spole f0 benyttet for å tilveiebringe det ønskede mellomrommet mellom platene.

Som vist på fig. 4 er luftehull 52 anbragt ved toppene til platene for således å utjevne trykket i stabelen 28 og for-hindre ubalanse i trykket på grunn av en stor oppbygning av olje eller faststoffer i et område av stabelen. Lignende utluftningshull kan også bli anbragt ved kantene/endene av platene som sammen med lignende anbragte halvsirkulære ut-luf tningshull i tilliggende plater kombineres for å danne sirkulære luftehull. Visse luftehull kan bli benyttet for å inneholde festestengene som hjelper til med å danne og holde en enhetlig platestabel som har et bestemt mellomrom mellom platene.

Når man behandler noen fluidumblandinger kan adekvat faststoff- og væskekomponent-adskillelser bli oppnådd kun ved bruk av apparatet som således beskrevet. I andre tilfeller kan tillegget av sammensmeltingsfiltrene 54 (som vist på

fig. 1) øke prosessen. Tilfredsstillende resultater har blitt oppnådd ved olje vann separering ved å benytte '-'Industrial Scott Foam", fremstilt av "Scott Paper Company" som et filtermateriale. Andre egnede typer av filter-materialet kan bli benyttet av et børstelignende materiale som har en uregelmessig orientert oleofilt fibermatrise,

hvori fibrene har. en hoveddiameter på mindre enn tilnærmet 150 mikron.

Dersom ytterligere faste stoffer og væskekomponent-adskillelse skulle være nødvendig, kan en ytterligere vertikal anbragt stabel 56 med plater vist på fig. 1 bli benyttet,

hvor mellomrommet mellom platene i stabelen 56 er mindre enn mellomrommet mellom stabelplatene 28. I et slikt tilfelle kunne mellomrommet mellom platene i stabelen 28 være 12,7mm, mens mellomrommet mellom platene i stabelen 56 kunne være 6,35mm. Som også vist på fig. 1 vil et trau 58 bli plassert under og sidestilt med stabelen 56 og har en port 60 ved dens ene, ende. Trauet 58 og porten 60 vil drives på samme måte som, og tjene samme hensikten som trauet 4 0 og porten 42 anbragt under stabelen 28.

Avløpsrøret 14 med flens er forbundet med en tverrgående manifold 6 2 som har to eller flere vertikale samlerør 6 4 som henger nedover. Samlerørene 64 kan ha flere hull 66 med en del derav vendende mot en beholdervegg 68. Det skal bemerkes at mens fordelingsrørene 18 strekker seg opp mot overflaten av blandingen, er samlerørene 64 konstruert til å samle væske vel under overflaten for således å unngå utledning fra beholderen av mindre tette komponenter enn de som er blitt adskilt og er 'blitt begrenset ved toppen av væskelegemét etter å ha passert gjennom stabelen 56. En ventilasjon 70 er anbragt for å unngå hevertvirkning som ellers kan føre til at be-beholderen 10 blir tømt. I dette eksemplet samles dispergert medium, det er olje som er blitt adskilt etter å ha passert, gjennom stabelen 56, ved toppen av væsken for å danne et sjikt eller en film over et vannavløp, idet vannavløpet blir ført ut gjennom ledningen 14. En flottør 72 er festet til en dreiearm 74 og bærer et fleksibelt rør 76, som blir holdt i en krave 78. Ledningen 76 er åpen ved dens topp for således å føre ut derigjennom oljefilmen som er blitt samlet. Plasseringen av ledningen inne i kraven 78 er fortrinnsvis justerbar for å tillate en forandring i stillingen til dens åpne ende for å tilpasse den til forskjellige oljefilm-tykkelser som kan bli dannet.

Et deksel 80 er anbragt over beholderen 10 for å minimalisere oksyderingen av apparatets deler og for å kunne plassere apparatet utendørs. Et inspeksjonsdeksel 82 for beholderdekslet 80 er anbragt slik at når inspeksjonsdekslet er fjernet, kan filterene 54 bli nådd og bli erstattet eller fjernet fra rensing. Lignende andre inspeksjonsdeksler 84 for beholderen 80 er anbragt slik at når inspeksjonsdekslet 84 er fjernet, kan flottøren og dens shilling ved den åpne enden av rørledningen 76 bli lett justert.

Claims (9)

1. Apparat for å skille faststoff- og væskekomponenter med forskjellig tetthet i en fluidumblanding eller emulsjon med en beholder, innløpsinnretning for innføring av blandingen eller emulsjonen inn i beholderen, mens turbulensen deri blir 1 minimalisert, første og andre avløpsinnretning ved forskjellige nivåer for fjerning av hhv. en relativt tett vaeskekomponent og en relativt lett væskekomponent, idet minst en stabel med avstandsanbragte like plater er plassert inne 1 beholderen og mellom innløpsinnretningene og avløpsinn-retningene, idet platene er anbragt med tilnærmet sinusformet tverrsnittskorrugeringer parallelt i forhold til hverandre, og det er anbragt innretninger under og over platene for samling og så fjerning av faststoffene, idet platene (30, 32, 34) som danner stabelen (28) er anbragt vertikalt med deres.korrugeringer parallelle i forhold til strømmen med blandingen eller emulsjonen, karakterisert ved at korresponderende punkter på tilliggende plater er anbragt med en avstand fra hverandre, som er mindre eller lik amplituden til det sinusformede tverrsnittet.

2 . Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at platene er av et oleofilt materiale.

3 . Apparat ifølge krav 1, som videre består av en andre stabel med avstandsanbragte korrugerte plater anbragt inne i beholderen og mellom den første stabelen og avløpsinnretningen, karakterisert ved at platene som danner den andre stabelen (56) også er anbragt vertikalt med deres korrugeringer parallelt i forhold til strømmen med blanding eller emulsjonen, og ved at deres mellomrom er mindre enn den til platene i første stabelen (28).

4 . Apparat ifølge krav 1-3, karakterisert ved at de med mellomrom anbragte plater har luftehull (52) ved toppen av de sinusformede tverrsnittskorrugeringene for å gi en utjevning av trykket mellom tilliggende områder ved den eller de første og/eller andre stablene (28, 56).

5. Apparat ifølge et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at faststoffsamlings-og fjerningsinnretningen er innbefattet av et trau (40, 48), hvorved en strøm kan gå inn i den ene enden av trauet og føres ut på den motsatte enden av trauet for å vaske ut samlede faststoffer fra bunnen av trauet.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at platene innbefatter luftehull ved i det minste noen av toppene til platene for å utjevne trykket over platene.

7 .. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at apparatet innbefatter koplingsinnretninger ved i det minste noen av toppene til platene med en tilsvarende topp for en tilliggende plate for å regulere mellomrommet mellom platene.

8. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at det oleofile materialet er polypropylen eller fiberglass .

9 . Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at platene er anbragt med avstand fra hverandre idet avstanden er lik en fjerde-del av amplituden til det sinusformede tverrsnittet.