NO164006B

NO164006B - PROCEDURE TO SEPARATE COMPONENTS IN A SUBJECT SHEET FROM EACH OTHER.

Info

Publication number: NO164006B
Application number: NO85851282A
Authority: NO
Inventors: Noel Carroll; Gavan Prendergast
Original assignee: Noel Carroll
Priority date: 1983-08-11
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1990-05-14
Also published as: NO851282L; NO164006C

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å separere komponenter i en væskeblanding fra hverandre ved å tilføre blandingen i en syklonseparator. The present invention relates to a method for separating components in a liquid mixture from one another by feeding the mixture into a cyclone separator.

Som eksempler på bruk av syklonseparatorer skal nevnes følgende: SU 867.421 som angir tilførsel av luft til en syklonseparator, sammen med det material som skal separeres. Nevnte skrift angår imidlertid ikke separering av en væskeblanding, men konsentrering av mineraler. The following should be mentioned as examples of the use of cyclone separators: SU 867.421 which specifies the supply of air to a cyclone separator, together with the material to be separated. Said document does not, however, concern the separation of a liquid mixture, but the concentration of minerals.

SU 517.323 angir tilførsel av gass til en hydrosyklon for rensing av vann som er forurenset med olje. Gassen tilsettes gjennom veggen til syklonhuset. Dessuten benyttes et elektrisk felt og en fIotasjonseffekt. SU 517.323 specifies the supply of gas to a hydrocyclone for cleaning water that is contaminated with oil. The gas is added through the wall of the cyclone housing. In addition, an electric field and a flotation effect are used.

US 4.279.743 angir innblåsning av gass i en separator, men innblåsningen skjer separat, d.v.s. uavhengig av tilførselen av en væskesuspensjon. US 4,279,743 indicates the blowing of gas into a separator, but the blowing takes place separately, i.e. regardless of the supply of a liquid suspension.

GB 770.860 angår separering av faste stoffer fra en væskesuspensjon ved hjelp av seriekoblede sykloner, idet en vaskevæske tilsettes separat ved innløpet til den annen syklon. GB 770,860 concerns the separation of solids from a liquid suspension by means of series-connected cyclones, a washing liquid being added separately at the inlet of the second cyclone.

SE 407.751 angår separering av en væskeblanding, og det angis tilsetning av en fortynningsvæske gjennom et innløpsmunnstykke som også væskeblandingen tilføres gjennom. Fortynningsvæsken tilsettes således til væskeblandingen samtidig med at blandingen og fortynningsvæsken strømmer inn i separatoren. SE 407,751 relates to the separation of a liquid mixture, and it specifies the addition of a dilution liquid through an inlet nozzle through which the liquid mixture is also supplied. The dilution liquid is thus added to the liquid mixture at the same time as the mixture and the dilution liquid flow into the separator.

US 4.237.006 beskriver en syklonseparator som er egnet for å separere lettere og tyngre komponenter fra en væskeblanding. For eksempel er separatoren egnet for å separere olje- og vannkomponenter fra oljeholdig vann. Under bruk av slike separatorer strømmer den tyngste komponenten, for eksempel vann, fra et nedstrøms utløp ved en aksial ende av separatoren, og den letteste komponent, for eksempel olje, strømmer ut fra et oppstrøms utløp. Det er naturligvis ønskelig at væsken som strømmer ut av hvert utløp er så ren som mulig. I beskrivelsen til internasjonal ansøkning PCT/AU83/00028 er beskrevet midler, med hvilke forurensningen av den tyngste komponent som strømmer ut fra det nedstrøms utløp, som skyldes den letteste komponent, minskes. Det er et formål med denne oppfinnelse å komme frem til en fremgangsmåte, med hvilken forurensning av den letteste komponent som strømmer ut fra det oppstrøms utløp, og som skyldes den tyngste komponent, kan minskes. US 4,237,006 describes a cyclone separator which is suitable for separating lighter and heavier components from a liquid mixture. For example, the separator is suitable for separating oil and water components from oily water. During use of such separators, the heaviest component, such as water, flows from a downstream outlet at an axial end of the separator, and the lightest component, such as oil, flows out from an upstream outlet. It is naturally desirable that the liquid that flows out of each outlet is as clean as possible. In the description of international application PCT/AU83/00028 means are described, with which the pollution of the heaviest component flowing out from the downstream outlet, which is due to the lightest component, is reduced. It is an object of this invention to arrive at a method by which contamination of the lightest component flowing out from the upstream outlet, and which is caused by the heaviest component, can be reduced.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd ved at gass tilføres blandingen før denne tilføres syklonseparatoren. Gassen oppløses fortrinnsvis i blandingen under tilstander med forholdsvist høyt trykk, før blandingen tllferes separatoren, hvoretter blandingen utsettes for en trykkininskning, for derved å bevirke dannelse av gassblærer i blandingen, ved at gassen forlater oppløsningen, Trykkminskningem kan skje før tilfør-selen eller etter, for eksempel i selve separatoren. Koaguleringsmidler kan også tilsettes blandingen før tilførselen, for å fremme separeringsvirkningen.. According to the invention, this is achieved by adding gas to the mixture before it is fed to the cyclone separator. The gas is preferably dissolved in the mixture under conditions of relatively high pressure, before the mixture is transferred to the separator, after which the mixture is subjected to a pressure reduction, thereby causing the formation of gas bubbles in the mixture, as the gas leaves the solution. Pressure reduction can occur before or after the supply. for example in the separator itself. Coagulants can also be added to the mixture before feeding, to promote the separation effect.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere ved hjelp av eksempler, under henvisning til de vedlagte tegninger, der Fig. 1 skjematisk illustrerer en separeringsanordning som kan benyttes for å utføre fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, og Fig. 2 skjematisk illustrerer en alternativ separeringsanordning for utførelse av fremgangsmåten. The invention shall be described in more detail by means of examples, with reference to the attached drawings, where Fig. 1 schematically illustrates a separation device that can be used to carry out the method according to the invention, and Fig. 2 schematically illustrates an alternative separation device for carrying out the method.

Væskesepareringsanordningen vist i fig. 1 omfatter en syklonseparator 10 som har et separeringskammer 25 avgrenset av et ytre hus 26. Anordningen 8 omfatter også en innløpsanordning 18 for tilførsel av væskeblanding til separatoren. Huset 26 til separatoren 10 avgrenser et første, annet og tredje sylindrisk parti av separeringskammeret, og disse er vist med henvisningstallene 12, 14, 16. Partiene 12, 14, 16 har pro-gressivt minskende diameter. Partiet 14 er i dette tilfelle svakt konisk, og er fortrinnsvis ti ganger så langt som den maksimale diameter. Partiet 14 er sammenføyd med partiet 12 ved hjelp av et konisk, mellomliggende parti 12a. To til-førselsinnløp 20, 22 er anordnet for tangential innstrømning av væske til kammeret 25, i partiet 12 av dette. Et aksialt utløpsrør 34 er anordnet, og munner ut i partiet 12 i en åpning 32. Væske som tilføres kammeret 25 fra innløpsanordningen 18 og via innløpene 20, 22 utsettes for sentrifugalvirkning, slik at den minst tunge komponent strømmer ut ved det oppstrøms utløp 34a ved enden av utløpsrøret 34, og den tyngste komponent beveger seg i lengderetningen langs kammeret 25, gjennom partiene 12, 14, 16, for å strømme ut fra det nedstrøms utløp 16a ved enden av partiet 16. Separatoren 10 kan ha den form som er beskrevet i det nevnte US-PS 4.237.006. Denne separator kjennetegnes hovedsakelig ved at partiet 14 er forholdsvis langt sammenlignet med dets største diameter, for eksempel i det minste ti ganger så lang. Separatoren kan også modifiseres slik som beskrevet i beskrivelsen til den nevnte internasjonale ansøkning PCT/AU83/00028. The liquid separation device shown in fig. 1 comprises a cyclone separator 10 which has a separation chamber 25 bounded by an outer housing 26. The device 8 also comprises an inlet device 18 for supplying liquid mixture to the separator. The housing 26 of the separator 10 defines a first, second and third cylindrical part of the separation chamber, and these are shown with the reference numbers 12, 14, 16. The parts 12, 14, 16 have progressively decreasing diameter. The part 14 is in this case slightly conical, and is preferably ten times as long as the maximum diameter. The part 14 is joined to the part 12 by means of a conical intermediate part 12a. Two supply inlets 20, 22 are arranged for tangential inflow of liquid to the chamber 25, in the part 12 thereof. An axial outlet pipe 34 is arranged, and opens into the part 12 in an opening 32. Liquid supplied to the chamber 25 from the inlet device 18 and via the inlets 20, 22 is subjected to centrifugal action, so that the least heavy component flows out at the upstream outlet 34a at end of the outlet pipe 34, and the heaviest component moves longitudinally along the chamber 25, through the sections 12, 14, 16, to flow out of the downstream outlet 16a at the end of the section 16. The separator 10 may have the form described in the aforementioned US-PS 4,237,006. This separator is mainly characterized by the fact that the part 14 is relatively long compared to its largest diameter, for example at least ten times as long. The separator can also be modified as described in the description of the aforementioned international application PCT/AU83/00028.

Tilførselsinnløpene 20, 22 kommuniserer med en innløpsledning 40 som danner en del av innløpsanordningen 18, og i denne strømmer væsken som skal separeres, for å tilføres separatoren 10. The supply inlets 20, 22 communicate with an inlet line 40 which forms part of the inlet device 18, and in which the liquid to be separated flows to be supplied to the separator 10.

Et rør 42, som også utgjør en del av innløpsanordningen 18, har et parti som avgrenser en manifold 42c som rager radialt inn i ledningen 40 fra siden av denne, og er tettet der den fører inn i ledningen 40. Røret 42 rager bort fra ledningen 40, og kommuniserer via en ventil 44 med et forråd 50 av gass under trykk. Når væske som skal separeres strømmer langs ledningen 40, er ventilen 44 åpen for å slippe gass under trykk fra forrådet 50 gjennom røret 42, og ut gjennom hull 42a gjennom manifolden 42c, inn i den innkommende væskestrøm. A pipe 42, which also forms part of the inlet device 18, has a portion which defines a manifold 42c which projects radially into the line 40 from the side thereof, and is sealed where it leads into the line 40. The pipe 42 projects away from the line 40, and communicates via a valve 44 with a supply 50 of gas under pressure. When liquid to be separated flows along line 40, valve 44 is open to release gas under pressure from reservoir 50 through tube 42, and out through hole 42a through manifold 42c, into the incoming liquid stream.

Væsken som skal separeres tilføres ledningen 40 under et visst trykk, men trykket avtar deretter gjennom innløpene 20, 22. Tilførselen av gass fra åpningene 42a er slik innrettet at gassen eller en vesentlig del av denne oppløses i væsken. Mengden av oppløst gass er imidlertid slik tilpasset at den er nær den maksimale mengde som kan oppløses under det opptredende trykk i væsken, og følgelig, når væsketrykket faller på grunn av strømningen gjennom innløpene 20, 22, og videre mens væsken strømmen inn i separeringskammeret 25, vil den overskytende, oppløste luft komme ut av oppløsningen og danne gassblærer i væsken. Det er funnet at disse gassblærer fremmer separeringen av komponentene i væsken, særlig når den tilførte væske er oljeholdig vann. Nærmere bestemt oppnås en minskning av den relative forurensning i den lette komponent som strømmer ut av det oppstrøms utløp 34a,"forårsaket av den tyngste komponent. The liquid to be separated is supplied to the line 40 under a certain pressure, but the pressure then decreases through the inlets 20, 22. The supply of gas from the openings 42a is arranged so that the gas or a significant part of it dissolves in the liquid. However, the amount of dissolved gas is adjusted so that it is close to the maximum amount that can be dissolved under the occurring pressure in the liquid, and consequently, when the liquid pressure drops due to the flow through the inlets 20, 22, and further as the liquid flows into the separation chamber 25 , the excess dissolved air will come out of the solution and form gas bubbles in the liquid. It has been found that these gas bubbles promote the separation of the components in the liquid, particularly when the added liquid is oily water. More specifically, a reduction is achieved in the relative contamination in the light component flowing out of the upstream outlet 34a, caused by the heaviest component.

Fallet i væsketrykk etter at væsken strømmer ut av ledningen 40 kan oppnås på hvilken som helst kjent måte, slik som ved passende valg av tverrsnittsarealene til innløpene 20, 22 eller partier av disse, og særlig ved at det i disse anbringes passende venturidyser. The drop in liquid pressure after the liquid flows out of the line 40 can be achieved in any known way, such as by suitable selection of the cross-sectional areas of the inlets 20, 22 or parts thereof, and in particular by fitting suitable venturi nozzles therein.

For ytterligere å fremme separeringsvirkningen kan passende koaguleringsmidler tilsettes væsken i ledningen 40. Det kan f.eks. tilsettes ferriklorid for å bevirke flokkulering, etterfulgt av tilsetning av en passende polyelektrolytt lenger nede i strømmen. Slike stoffer kan tilsettes i en konsentra-sjon i området 4-80 ppm. To further promote the separation effect, suitable coagulants can be added to the liquid in the line 40. It can e.g. ferric chloride is added to effect flocculation, followed by the addition of a suitable polyelectrolyte further downstream. Such substances can be added in a concentration in the range 4-80 ppm.

Det er ikke funnet å være vesentlig, i anordningen i fig. 1, at gassen som tilsettes er fullstendig oppløst i den innstrøm-mende væskestrøm i ledningen 40. Nærmere bestemt kan gassen tilføres i form av blærer fortrinnsvis med diameter som er mindre enn 10 mikrometer. It is not found to be significant, in the device in fig. 1, that the gas that is added is completely dissolved in the inflowing liquid stream in the line 40. More specifically, the gas can be supplied in the form of bubbles, preferably with a diameter of less than 10 micrometres.

I modifikasjonen vist i fig. 2 har separatoren 10 og innløpene 20, 22 samme form som beskrevet i forbindelse med fig. 1, og like komponenter i fig. 1 og 2 har like henvisningstall. I dette tilfelle er imidlertid innløpsanordningen 18 modifisert ved at røret 42 er utelatt. I stedet blir en del av strøm-ningen gjennom ledningen 40 avbøyd gjennom et grenrør 52 og strømmer således gjennom en kjent anordning 58 som bevirker at den ønskede gass tilsettes væsken, hvoretter væsken forlater anordningen 58 og returnerer til ledningen 40 via et grenrør 54. Her kan igjen gassen tilsettes fra forrådet 50 under trykk, gjennom en ventil 44 og et rør 56, på den tidligere beskrevne måte. Ved bruk av den kjente anordning 58 er det mulig å oppnå fullstendig oppløsning av gassen i væsken. In the modification shown in fig. 2, the separator 10 and the inlets 20, 22 have the same shape as described in connection with fig. 1, and similar components in fig. 1 and 2 have the same reference number. In this case, however, the inlet device 18 is modified in that the pipe 42 is omitted. Instead, part of the flow through the line 40 is deflected through a branch pipe 52 and thus flows through a known device 58 which causes the desired gas to be added to the liquid, after which the liquid leaves the device 58 and returns to the line 40 via a branch pipe 54. Here the gas can again be added from the reservoir 50 under pressure, through a valve 44 and a pipe 56, in the previously described manner. By using the known device 58, it is possible to achieve complete dissolution of the gas in the liquid.

Mens arrangementene kan benytte luft som den tilførte gass, er det naturligvisvis mulig å benytte andre gasser, og oppfinnelsen er ikke begrenset til bruken av bare luft. While the arrangements may use air as the supplied gas, it is of course possible to use other gases, and the invention is not limited to the use of only air.

Ved utøvelse av oppfinnelsen i det tilfelle at det skjer en hovedsakelig fullstendig oppløsning av gassen i den innkommende væskestrøm, er det funnet hensiktsmessig å tilsette opptil 30 volumprosent av gassen i væsken. I et bestemt eksempel hvor den innstrømmende væske i røret 40 består av saltvann.med et innløpstrykk på 3000 kPa og 80°C, ble det funnet mulig å oppløse 6000 cm<3> hydrokarbongass pr. liter saltvann, regnet i normaltilstand (25°C, atmosfæretrykk). When practicing the invention, in the event that there is an essentially complete dissolution of the gas in the incoming liquid stream, it has been found appropriate to add up to 30 volume percent of the gas in the liquid. In a specific example where the inflowing liquid in the pipe 40 consists of salt water with an inlet pressure of 3000 kPa and 80°C, it was found possible to dissolve 6000 cm<3> of hydrocarbon gas per liters of salt water, calculated in normal conditions (25°C, atmospheric pressure).

Claims

1. Procedure for separating components in a liquid mixture from each other by feeding the mixture into a cyclone separator, characterized in that gas is added to the mixture before the aforementioned supply.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the gas is dissolved in the mixture under conditions of relatively high pressure in the mixture before the supply, after which the mixture is subjected to a pressure reduction in order to thereby cause the formation of gas bubbles in the mixture, as gas leaves the solution.

3. Method as stated in claim 2, characterized in that the pressure reduction takes place before the supply.

4. Method as stated in claim 2, characterized in that the pressure reduction takes place after the supply.

5. Method as stated in claim 4, characterized in that the pressure reduction takes place in the separator.

6. Method as stated in claims 1-5, characterized in that coagulants are added to the mixture before the supply, in order to promote the separation effect.

7. Method as stated in claims 1 - 6, characterized in that the gas is supplied in the form of blisters with a diameter of less than 10 micrometres.

8. Method as stated in claims 1 - 7, characterized in that a mixture of oil and water is separated.