NO161542B

NO161542B - PROCEDURE FOR SEPARATION OF SOLIDS FROM A SOLUTION AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION OF THESE.

Info

Publication number: NO161542B
Application number: NO833995A
Authority: NO
Inventors: Claude Antoine
Original assignee: Guinard Centrifugation
Priority date: 1982-11-03
Filing date: 1983-11-02
Publication date: 1989-05-22
Also published as: EP0108684A1; FR2535223B1; JPH046406B2; ATE19963T1; FR2535223A1; CA1223552A; DE3363804D1; EP0108684B1; EP0108684B2; MX170789B; NO833995L; JPS59130546A; ZA838124B

Abstract

1. Apparatus for separating the constituents of a suspension, in particular sludges from reservoirs for hydrocarbons, which comprises a centrifugal separator (25) and, upstream of the centrifugal separator (25), a self-cleaning filter (19) comprising an outer casing (31) having an inlet (34) for the suspension and an outlet (33) for the sediment, a filtering surface (35) which defines, with the inner wall of the casing (31) a chamber (36) for the filtrate, this chamber having an outlet (37) for the filtrate, and brush means (38 to 40) for clearing the filtering surface, these brush means being rotatable relative to the rotation axis of the filtering surface (35) characterised in that the apparatus is mounted on a vehicle (16), an intermediate heater (23) is interposed between the self-cleaning filter (19) and the centrifugal separator (25), and a boiler (2) for supplying steam to the heater (23) is provided, mounted on a separate vehicle (1).

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en innretning for separasjon av bestanddeler i en oppløsning ifølge kravenes innledninger. Oppfinnelsen angår især gjenvinning av bestanddeler i slam i beholdere, især slam i lagertanker for hydrokarboner. The present invention relates to a method and a device for the separation of components in a solution according to the preambles of the claims. The invention relates in particular to the recovery of components in sludge in containers, in particular sludge in storage tanks for hydrocarbons.

Sentrifugalseparatorer er kjent som er i stand til kontinuerlig å separere en eller to ikke blandbare væskefaser med kontinuerlig uttømming av en fastfase. Disse sentrifugalseparatorer, som fremstilles av søkerfirmaet under navn av DCS kummer består i det vesentlige av en roterende kum og Centrifugal separators are known which are capable of continuously separating one or two immiscible liquid phases with continuous depletion of a solid phase. These centrifugal separators, which are manufactured by the applicant company under the name of DCS basins, essentially consist of a rotating basin and

en indre transportør som roterer med en annen hastighet enn maskinens kum. Transportøren gjør det mulig først å heve sedimentene kontinuerlig til ejeksjonsåpninger og hindrer enhver oppsamling av faststoffer i kummen og deretter å fri-gjøre ejeksjonsmunnstykkene, noe som begrenser sannsynlig-heten for en blokkering. an internal conveyor that rotates at a different speed than the machine's sump. The conveyor first makes it possible to raise the sediments continuously to the ejection openings and prevents any collection of solids in the sump and then to release the ejection nozzles, which limits the probability of a blockage.

Det er vist at oppløsninger som er vanskelige å separere, kan separereres i deres faste og væskeformede bestanddeler ved bruk av disse sentrifugalseparatorer. Disse separatorer er basert på sentrifugalprinsippet hvor bestanddelene separeres i henhold til deres spesifikke vekt eller densitet. Konstruksjonen av disse sentrifugalseparatorer går ut fra at de faste bestanddeler har større densitet enn de væskeformede bestanddeler som skal utskilles. Dersom imidlertid oppløsningen inneholder faststoffer med mindre densitet enn væskebestanddelene, noe som er tilfellet især ved slam i lagertanker for petroleumprodukter, kan sentrifugalseparatoren ikke benyttes uten å risikere alvorlige drifts-problemer . It has been shown that solutions which are difficult to separate can be separated into their solid and liquid components using these centrifugal separators. These separators are based on the centrifugal principle where the components are separated according to their specific weight or density. The construction of these centrifugal separators assumes that the solid components have a greater density than the liquid components to be separated. If, however, the solution contains solids with a lower density than the liquid components, which is the case especially with sludge in storage tanks for petroleum products, the centrifugal separator cannot be used without risking serious operational problems.

De forannevnte ulemper overvinnes med fremgangs-måten og innretningen ifølge oppfinnelsen, slik de er defi-nert med de i kravene anførte trekk. The aforementioned disadvantages are overcome with the method and device according to the invention, as they are defined by the features stated in the claims.

Fortrinnsvis er hele denne innretningen montert på Preferably, this entire device is mounted on

et kjøretøy som således kan bringes til fremsiden av hver lagertank som skal renses, idet det er mulig direkte å tømme ut sedimentene og vannet og gjenvinne petroleumsproduktene, a vehicle which can thus be brought to the front of each storage tank to be cleaned, as it is possible to directly empty out the sediments and water and recover the petroleum products,

da disse er de eneste bestanddeler som må transporteres videre. as these are the only components that need to be transported further.

Kjelen for mating av oppvarmingsanordningen med damp er fortrinnsvis montert på et separat kjøretøy, idet det er mulig å benytte kjelen for mating av andre installasjoner i til-legg og især en primærseparator med en oppvarmingsanordning som også er montert på et separat kjøretøy og forbundet direkte med lagertanken. For å rense lagertanken sendes varmt vann mot bunnen, idet det gjøres mulig for det varme vann å overføres fra kjelen for på denne måte å gjøre det mulig å pumpe det faste slam som foreligger på bunnen av tanken. Deretter benyttes en pumpe for å pumpe denne til separatoren eller den varmes opp av dampen som kommer fra kjelen for å mulig-gjøre en første separasjon av de organiske produkter og vannet og de organiske produkter som fremdeles inneholder store mengder vann og faststoffer som kan være anorganiske, over-føres deretter til det selvrensende filter via pumper og fortrinnsvis via en buffertank. The boiler for feeding the heating device with steam is preferably mounted on a separate vehicle, as it is possible to use the boiler for feeding other installations in addition and especially a primary separator with a heating device that is also mounted on a separate vehicle and connected directly to the storage tank. In order to clean the storage tank, hot water is sent towards the bottom, making it possible for the hot water to be transferred from the boiler in order in this way to make it possible to pump the solid sludge present at the bottom of the tank. A pump is then used to pump this to the separator or it is heated by the steam coming from the boiler to enable a first separation of the organic products and the water and the organic products that still contain large amounts of water and solids that may be inorganic , is then transferred to the self-cleaning filter via pumps and preferably via a buffer tank.

På tegningen viser figur 1 et oversiktsskjerna over innretningen ifølge oppfinnelsen, figur 2 viser skjematisk et snitt gjennom det selvrensende filter og figur 3 viser skjematisk et snitt gjennom sentrifugalseparatoren i henhold til oppf innelsen. In the drawing, Figure 1 shows an overview of the device according to the invention, Figure 2 schematically shows a section through the self-cleaning filter and Figure 3 schematically shows a section through the centrifugal separator according to the invention.

Innretningen på figur 1 er forbundet med en lagertank R for petroleumprodukter. Innretningen omfatter et før-ste kjøretøy 1 med en genereringsanordning for varmtvann og damp, eller en kjel 2 med en elektrogeneratorenhet. Denne generator 2 kan forbindes via en ledning 4 med inntaket til lagringstanken R som kommer ut \ed bunnen av denne, i slam-området. En ledning 5 med en ventil 6 og en pumpe 7 er anordnet fra bunnen av lagertanken R og har et uttak halvveis oppe i en første separeringsbeholder eller tank 8 på et kjøre-tøy 9. Tanken 8 er oppvarmet med en dampkrets 10 fra generatoren 2. Tankens 8 bunn har et uttak 11 for vann. En ledning 12 med en pumpe 13 er koblet til et uttak på tanken 8 nær toppen og er via en fleksibel ledning 14 ført til en buffertank 15 på et redje kjøretøy 16. Dette kjøretøy har også resten av innretningens installasjoner. En ledning 17 med en pumpe 18 er anordnet fra bunnen av buffertanken 15 og står i forbindelse med inntaket for suspensjonen i et selvrensende filter 19. Uttaket for sedimenter fra det selvrensende filter 19 står via en ledning 20 i forbindelse ned en ledning 21 for uttømming av sedimentene. Uttaket for det filtrerte medium fra det selvrensende filter 19 står i forbindelse med en ledning 2 2 som mater den innsatte oppvarmingsanordning 23, til hvilken varme tilføres ved en dampkrets 24a fra generatoren 2. Oppvarmingsanordningen 2 3 står via en ledning 24 i forbindelse med en sentrifugalseparator 25 med et uttak for sedimentene, som står i forbindelse med en ledning 26 sammen med ledningen 21 til et uttak for den væskebestanddel som har størst densitet og står i forbindelse med en ledning 2 7 og et uttak for den væskebestanddel som har mindre densitet står i forbindelse med en ledning 29 med en pumpe 30. The device in Figure 1 is connected to a storage tank R for petroleum products. The device comprises a first vehicle 1 with a generating device for hot water and steam, or a boiler 2 with an electrogenerator unit. This generator 2 can be connected via a line 4 to the intake of the storage tank R which comes out at the bottom of it, in the sludge area. A line 5 with a valve 6 and a pump 7 is arranged from the bottom of the storage tank R and has an outlet halfway up in a first separation container or tank 8 on a vehicle 9. The tank 8 is heated by a steam circuit 10 from the generator 2. The bottom of the tank 8 has an outlet 11 for water. A line 12 with a pump 13 is connected to an outlet on the tank 8 near the top and is via a flexible line 14 led to a buffer tank 15 on a ready vehicle 16. This vehicle also has the rest of the device's installations. A line 17 with a pump 18 is arranged from the bottom of the buffer tank 15 and is connected to the intake for the suspension in a self-cleaning filter 19. The outlet for sediments from the self-cleaning filter 19 is connected via a line 20 to a line 21 for emptying the sediments. The outlet for the filtered medium from the self-cleaning filter 19 is connected to a line 2 2 which feeds the inserted heating device 23, to which heat is supplied by a steam circuit 24a from the generator 2. The heating device 2 3 is connected via a line 24 to a centrifugal separator 25 with an outlet for the sediments, which is connected to a line 26 together with the line 21 to an outlet for the liquid component that has the greatest density and is connected to a line 2 7 and an outlet for the liquid component that has a lower density is in connection with a line 29 with a pump 30.

Figur 2 viser mer detaljert det selvrensende filter 19. Prinsipielt omfatter dette filter en beholder 31 som i det vesentlige er et rotasjonslegeme om en vertikal akse og hvor bunnen har form av en trakt 32 med et uttak 33 for sedi-metene. Beholderen har ved toppen et inntak 34 for den løs-ning som skal filtreres. En ringformet filtreringsflate 35 er festet langs beholderens 31 indre sylindriske vegg og av-grenser med denne et lukket ringformet kammer 36 for det filtrerte medium. Kammeret 36 har et uttak 37 som passerer gjennom beholderen 31. En tannhjulsmotors 39 aksel 38 forløper langs filterets vertikale akse og har et sett med børster som er skråstilt i forhold til det horisontale plan. Disse bør-ster bringes til å rotere og gnir mot filterflaten 35 for å frigjøre denne. Figure 2 shows in more detail the self-cleaning filter 19. In principle, this filter comprises a container 31 which is essentially a body of rotation about a vertical axis and where the bottom has the form of a funnel 32 with an outlet 33 for the sediments. The container has an inlet 34 at the top for the solution to be filtered. An annular filtering surface 35 is fixed along the inner cylindrical wall of the container 31 and with this delimits a closed annular chamber 36 for the filtered medium. The chamber 36 has an outlet 37 which passes through the container 31. The shaft 38 of a gear motor 39 extends along the vertical axis of the filter and has a set of brushes which are inclined relative to the horizontal plane. These brushes are caused to rotate and rub against the filter surface 35 to release it.

Det selvrensende filters virkemåte er som følger. The self-cleaning filter works as follows.

Oppløsningen kommer inn gjennom inntaket 34. De faste bestanddeler med størst densitet faller ved deres tyngdekraft mot bunnen og oppsamles i trakten 32 ved uttaket 33 da de ikke kan trenge gjennom filterflaten 35. Fastbe-standdelene med minst densitet bringes mot filterflaten 35 The solution enters through the intake 34. The solid components with the greatest density fall by their gravity towards the bottom and are collected in the funnel 32 at the outlet 33 as they cannot penetrate the filter surface 35. The solid components with the least density are brought towards the filter surface 35

og ville ha en tendens til å forbli her og tette til filte-ret dersom de ikke hadde vært presset ned av børstene 40, med det resultat at de også oppsamles ved pluggen av faststoffer som gradvis dannes ved uttaket 33. De væskeformede bestanddeler, sammen med meget fine faste bestanddeler, eks- and would tend to remain here and clog the filter if they had not been pressed down by the brushes 40, with the result that they are also collected by the plug of solids which gradually form at the outlet 33. The liquid constituents, together with very fine solid components, ex-

empelvis de som har partikkelstørrelser mindre enn 400/ tøt , passerer gjennom filterflaten 35 og når frem til kammeret 36 for det filtrerte medium, hvoretter de forlater dette via uttaket 37. Fra tid til annen åpnes uttaket 33 for å utløse oppsamlingen av faststoffer som oppsamles i trakten 32. for example, those with particle sizes smaller than 400/ tøt , pass through the filter surface 35 and reach the chamber 36 for the filtered medium, after which they leave this via the outlet 37. From time to time, the outlet 33 is opened to trigger the collection of solids that are collected in tract 32.

Dette filter er således i stand til kontinuerlig drift da This filter is thus capable of continuous operation

det er selvrensende og har det vesentlige karakteristika at det fjerner de faste bestanddeler i oppløsningen som har mindre densitet enn de væskeformede bestanddeler til tross for kontinuerlig drift. it is self-cleaning and has the essential characteristic that it removes the solid components in the solution which have a lower density than the liquid components despite continuous operation.

Figur 3 viser en skisse av sentrifugalseparatoren 25. Denne separator som arbeider kontinuerlig omfatter et midtre inntak 41 for oppløsningen inn til pannen 42 som roterer med en hastighet som er forskjellig fra den indre transportør 43 anordnet ved pannens periferi, nær hele sentrifugalseparatorens beholder 45. Under påvirkning av sentrifugalkraften, kastes faststoffpartiklene med størst densitet umiddelbart mot transportøren 43 og tømmes ut gjennom uttaksåpninger 46, mens de to væskeformede bestanddeler som skal separeres, ad-skilles i stabelen med skråstilte plater på innsiden av pannen, i henhold til deres spesifikke vekt, idet et uttak 47 Figure 3 shows a sketch of the centrifugal separator 25. This separator, which works continuously, comprises a central inlet 41 for the solution into the pan 42 which rotates at a speed different from the internal conveyor 43 arranged at the periphery of the pan, close to the entire centrifugal separator container 45. Under under the influence of the centrifugal force, the solid particles with the greatest density are immediately thrown towards the conveyor 43 and discharged through outlet openings 46, while the two liquid components to be separated are separated in the stack of inclined plates on the inside of the pan, according to their specific gravity, an outlet 47

er anordnet for den tetteste væskefase som uttømmes ved peri-ferien og som presser de væskeformede bestanddeler med mindre densitet innover, idet et uttak 48 er anordnet for disse. is arranged for the densest liquid phase which is exhausted at the periphery and which pushes the liquid components with lower density inward, an outlet 48 being arranged for these.

Virkemåten for innretningen ifølge oppfinnelsen er som følger. The operation of the device according to the invention is as follows.

Varmt vann sendes gjennom ledningen 4 inn i bunnen av lagertankene for petroleumprodukter. Dette varme bringer slam inn i en oppløsning for å nedsette viskositeten av det hele tilstrekkelig til at det kan pumpes ved hjelp av pumpen 7 inn i separeringsbeholderen 8. I beholderen oppvarmes blan-dingen av slam og varmt vann ved hjelp av damp som kommer fra generatoren 2 via ledningen 10 for å bidra til separasjonen. Vann tømmes ut gjennom ledningen 11 mens resten av oppløsnin-gen som fremdeles inneholder vann, hydrokarbonprodukter og faste sedimenter, både de som har mindre densitet og de som har større densitet enn de væskeformede: bestanddeler, over-føres til buffertanken 15 via pumpen 13 og ledningen 14. Fra buffertanken 15 sendes oppløsningen inn til det selvrensende filter 19 via pumpen 18 og ledningen 17. Størstedelen av faststoffene og især de som har mindre densitet enn oppløs-ningens væskeformede bestanddeler, tømmes ut til utsiden via ledningen 20 og ledningen 21, mens de væskeformede bestanddeler og meget fine faststoffer passerer inn til den mellom-liggende oppvarmingsanordning 2 3 som oppvarmer dem for å bidra til sentrifugalseparatorens 25 påvirkning, hvortil opp-løsningen bringes via ledningen 24 som er forbundet med sepa-ratorens mateanordning 41. De faste bestanddeler separeres i separatoren og forlater denne via åpningene 46 som står i forbindelse med ledningen 26 som igjen fører til ledningen 21. Vannet som har høyere densitet enn petroleumproduktene, forlater denne gjennom uttaket 47 som står i forbindelse med ledningen 27 og, dersom dette er hensiktsmessig, returnerer til generatoren 2 for varmt vann og damp. Uttaket 4 8 er forbundet med ledningen 29, gjennom hvilken verdifulle petroleumprodukter gjenvinnes. Hot water is sent through line 4 into the bottom of the storage tanks for petroleum products. This heat brings sludge into a solution to reduce the viscosity of the whole sufficiently so that it can be pumped using the pump 7 into the separation container 8. In the container, the mixture of sludge and hot water is heated with the help of steam coming from the generator 2 via line 10 to contribute to the separation. Water is drained out through the line 11 while the rest of the solution, which still contains water, hydrocarbon products and solid sediments, both those that have a lower density and those that have a greater density than the liquid components, is transferred to the buffer tank 15 via the pump 13 and the line 14. From the buffer tank 15, the solution is sent to the self-cleaning filter 19 via the pump 18 and the line 17. The majority of the solids, and especially those that have a lower density than the liquid components of the solution, are emptied to the outside via the line 20 and the line 21, while the liquid components and very fine solids pass into the intermediate heating device 23 which heats them to contribute to the impact of the centrifugal separator 25, to which the solution is brought via the line 24 which is connected to the separator's feeding device 41. The solid components are separated in the separator and leaves this via the openings 46 which are in connection with the line 26 which in turn leads to the line 21. The water, which has a higher density than the petroleum products, leaves this through the outlet 47 which is connected to the line 27 and, if this is appropriate, returns to the generator 2 for hot water and steam. The outlet 4 8 is connected to the line 29, through which valuable petroleum products are recovered.

Innretningen kan arbeide kontinuerlig, kan transporteres for å bringes frem til en beholder som skal renses, og gjør det mulig å transportere kun de petroleumprodukter som skal gjenvinnes uten å måtte vente på at disse produkter skal separeres fra vannet i separeringsbeholderne. The device can work continuously, can be transported to be brought to a container to be cleaned, and makes it possible to transport only the petroleum products that are to be recovered without having to wait for these products to be separated from the water in the separation containers.

Claims

1. Method for the separation of components in a solution with solid components, some of which have greater and others less density than the liquid components of the solution, CHARACTERIZED BY, in a first step, separating the solid components with lower density and part of the components with higher density from the solution, and by, in a second step, separating the remaining part of the solid components with a higher density from the solution.

2. Method according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the first step is carried out in a self-cleaning filter with an annular chamber that is surrounded by a casing, the annular chamber comprising an intake opening, an outlet opening for the filtrate, an outlet opening for the sediment and an annular filter surface which is arranged between the outlet surface for the filtrate and the inner part of the annular chamber, as well as a rotating element arranged in this chamber which has a device that keeps the filtering surface free of solids.

3. Method according to claims 1-2, CHARACTERIZED IN THAT the solution is a sludge from storage tanks with hydrocarbons.

4. Method according to claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT the second step is carried out by centrifugation.

5. Method according to claim 4, CHARACTERIZED IN THAT the centrifugation is carried out in a centrifugal force separator comprising a rotating drum and an internal transport device which rotates at a speed which is different from the speed of the drum.

6. Method according to claims 4-5, CHARACTERIZED IN THAT the centrifugal force separator is of the type that allows simultaneous and continuous separation of solids and two liquid components with different specific weights.

7. Device for the separation of components in a solution, in particular of sludge in storage tanks with hydrocarbons, comprising a centrifugal force separator (25) and upstream of the separator (25) a self-cleaning filter (19) which is formed by a casing (31) with an inlet (34) for the suspension and an outlet (33) for the sediments, with a filtering surface (35) which, together with the inner wall of the casing (31), limits a chamber (36) for the filtrate and includes an outlet (37), and further includes a brush device (38-40) for cleaning the filtering surface which rotates about the rotating axis of the filtering surface (35), CHARACTERIZED IN THAT the device is arranged on a vehicle (16), that a heating device (23) is arranged between the self-cleaning filter (19) ) and the centrifugal force separator (25), and that a boiler (2) for feeding the heating device (23) with steam is arranged on a separate vehicle (1) .

8. Device according to claim 7, CHARACTERIZED IN THAT a main sedimentation device (8) with heating is arranged upstream of the self-cleaning filter (19) and placed on a separate vehicle (9).

9. Device according to claims 7-8, CHARACTERIZED IN THAT the centrifugal force separator comprises a rotating bowl and an internal conveyor which rotates at a speed that is different from the speed of the bowl in order to simultaneously and continuously separate solids and two liquid components with different specific weights.