NO20110229A1 - Fremgangsmate og anordning for a skille ut i det minste lipid eller hydrokarboner fra vann - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for å skille ut i det minste lipid eller hydrokarboner fra vann, idet vannet strømmer i en strøm gjennom et behandlingsanlegg (1), og hvor fremgangsmåten omfatter: - å utsette vannet for et undertrykk som bringer vannet til å koke ved den rådende vanntemperatur; - å la i det minste lipidet eller hydrokarbonene skille seg fra vannet i et fluid som omfatter i det minste lipidet eller hydrokarbonene, og vannet inkludert fra vannet utløste gasser; og - å la i det minste lipidet eller hydrokarbonene flyte til overflaten av vannet etter trykkøkning.

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR Å SKILLE UT I DET MINSTE LIPID ELLER HYDROKARBONER FRA VANN

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å skille ut i det minste lipid eller hydrokarboner fra vann. Nærmere bestemt dreier det seg om en fremgangsmåte for å skille ut i det minste lipid eller hydrokarboner fra vann, idet vannet strømmer i en strøm gjennom et behandlingsanlegg. Oppfinnelsen omfatter også en anordning for utøvelse av fremgangsmåten.

Utskilling av lipid og hydrokarboner fra vann utføres i en rekke situasjoner. Det kan dreie seg om så ulike operasjoner som rensing av produsert vann fra en petroleums-brønn eller utskilling av lipid fra prosessvann i meierier, storkjøkken eller slakterier.

Kjent teknikk omfatter ulike teknikker så som flotasjon, sentrifugenng, membrantek-nikker eller anvendelse av syklon. Det anvendes også ulike former for fortetting (eng. Coalescing) av små dråper i vannet for å kunne samle dråper hvor dråpene ellers ikke vil kunne stige til overflaten.

Felles for mange av de kjente fremgangsmåter som anvendes er at det i vann som slippes ut fra prosessen fortsatt er en del restlipid eller resthydrokarboner. Det kan være relativt kostbart å få fjerne disse mindre rester for å oppnå en renhet som er akseptabel ut fra offentlige krav.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Det er tilveiebrakt en fremgangsmåte for å skille ut i det minste lipid eller hydrokarboner fra vann, idet vannet strømmer i en strøm gjennom et behandlingsanlegg og hvor fremgangsmåten omfatter: - å utsette vannet for et undertrykk som bringer vannet til å koke ved den rådende vanntemperatur; - å la i det minste lipidet eller hydrokarbonene skille seg fra vannet i et fluid som omfatter i det minste lipidet eller hydrokarboner og vannet inkludert fra vannet utløste gasser; og - å la i det minste lipidet eller hydrokarbonene flyte til overflaten av vannet etter trykkøkning.

Det har overraskende blitt funnet at lipid og hydrokarboner som koker under den nevnte behandling, bare i ubetydelig grad løses opp i vannet etter at vannet igjen be-finner seg ved et høyere trykk, typisk omgivelsestrykket. Lipid og hydrokarboner sti-ger derved opp til vannoverflaten, hvorfra de på i og for seg kjent måte kan skimmes av.

Fluidet har i de fleste tilfeller en større volumetrisk andel gass enn væske mens det koker.

Fremgangsmåten kan videre omfatter å utsette vannet for et undertrykk i en beholder. En slik fremgangsmåte er relativ enkel og rimelig å anordne. Det kan være hensiktsmessig å strupe vannstrømmen før vannet utsettes for undertrykk i beholderen. Dette letter innregulering av ønsket undertrykk i beholderen.

Fremgangsmåten kan utøves ved hjelp av en anordning for å skille ut i det minste lipid eller hydrokarboner fra vann hvor vannet strømmer gjennom et behandlingsanlegg, og hvor vannet er ledet inn i en beholder der vannet er utsatt for et undertrykk som bringer vannet til å koke ved den rådende vanntemperatur.

Undertrykket i beholderen kan tilveiebringes ved hjelp av en nedstrøms tilkoplet pumpe.

Alternativt kan undertrykket tilveiebringes ved hjelp av et i forhold til beholderen ned-strøms tilkoplet fallrør. Dersom fa 11 rør anvendes, er det viktig at beholderens Froudetall, se nedenfor, er mindre enn 0,3 og at fa 11 rørets Froudetall er større enn 0,3.

Beholderens innløp kan være forsynt med en strupeanordning for å kunne regulere strømningsmengden og derved undertrykket i beholderen. Strupeanordningen kan for eksempel omfate en sleideventil, en skiveventil eller en annen hensiktsmessig strupe-eller reguleringsanordning.

Det er nødvendig å opprettholde en koketilstand i beholderen, eller i det minste i et parti av beholderen. Dersom en slik koketilstand ikke er tilstede, vil gasser, inkludert luft som skilles ut fra vannet, innta et økende volum i beholderen og i fallrøret, hvorved undertrykket i beholderen og i fallrørets øvre parti kan reduseres vesentlig.

Fra åpne kanalers hydraulikklære er det såkalte Froudetallet kjent. Froudetallet F som er dimensjonsløst, er definert som et forholdstall mellom den treghetskraft og gravi-tetskraft som virker på et fluid:

hvor V = fluidhastigheten i meter pr sekund, g = jordgravitasjonen i meter pr sekund<2>og hm = den hydrauliske middeldybde.

Ved å erstatte den hydrauliske dybde hm i formelen med et rørs diameter D, finnes et uttrykk som har vist seg hensiktsmessig ved utvelgelse av passende rørdiametere for behandlingsanlegget.

Under utviklingsarbeidet har det vist seg at Froudetallet for beholderen må være

mindre enn 0,3, mens Froudetallet for fallrøret må være større enn 0,3. Fallrørets ver-tikale høyde "L" bør overstige 10 meter for å oppnå en tilstrekkelig kokevirkning i beholderen for eksempel med ballastvann med normal havtemperatur. Fallrørets lengde bør heller ikke være for stor, idet en lengde over 12,5 m i noen tilfeller har vist seg å bidra til et uønsket strøningsmønster i beholderen. Lengder over 14 m er således ikke å anbefale.

Utløpet fra fallrøret bør være relativt fritt, idet strømningsrestriksjoner i tilknytning til utløpet vil kunne øke trykket i beholderen. Både beholderen og en mottaker ved fall-rørets nedre parti har større diameter enn fallrøret.

Best funksjon oppnås når Froudetallet i beholderen er mellom 0,1 og 0,2 fordi utskilt luft da trekkes ut av beholderen samtidig som en ønsket kokevirkning opprettholdes. Froudetallet i fallrøret bør være mellom 0,8 - 1,7 for å gi best mulig kapasitet.

Innløpet eller beholderen kan være forsynt med tilførsel for et kjemikalie, for eksempel i form av klordioksid, hypokloritt, ozon eller metallioner.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen tilveiebringer en relativt enkel og kostnadseffektiv løsning for skille ut også små rester av lipid og hydrokarboner fra vann.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket fremgangsmåte og ut-førelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. l viser en beholder for utøvelse av oppfinnelsen; Fig. 2 viser i større målestokk et snitt I-l i fig. 1; Fig. 3 viser i større målestokk et snitt II-II i fig. 2; Fig. 4 viser i ytterligere større målestokk et utsnitt fra fig. 3;

Fig. 5 viser beholderen i fig. 2 med en alternativ ventilutførelse; og

Fig. 6 viser et alternativt arrangement av behandlingsanlegget.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 et behandlingsanlegg som omfatter en beholder 2 med et innløpsrør 4 og hvor det i innløpsrøret 4 er anordnet en kjemikalie-tilførsel 6.

I denne foretrukne utførelsesformen er beholderen 2 koplet til et nedstrøms fallrør 8 som har en lengde "L" og som ved sitt nedre parti munner ut i en mottaker 10.

I fig. 2 er innløpsrøret 4 koplet til et perforert ventilrør 12 som er avtettet ved hjelp av en flens 14 hvor ventilrøret 12 rager inn i beholderen 2. Ventilrøret 12 er her forsynt med et antall i strømningsretningen divergerende åpninger 16. Åpningene 16 har en åpningsdimensjon "s" og en åpningsvinkel "a", se fig. 3 og 4. Utformingen av åpning-en 16 ved den minste åpningsdimensjon "s" er typisk knivformet og relativt kvass. Åpningsvinkelen "a" er relativt stor for å redusere retardasjonen av vannet ut fra åp-ningen 16.

I dette foretrukne utførelseseksempel utgjøres åpningene 16 av relativt langstrakte spalter i ventilrøret 12.

En strupeanordning 18, her i form av en sleideventil, omfatter et rørlegeme 20 med en justeringsspindel 22 som er innrettet til å kunne forskyves i ventilrøret 12 for å justere gjennomstrømningsarealet i ventilrøret 12.

I figurene er justeringsspindelen 22, som er gjenget, ført ut av innløpsrøret 4 via en tettende gjennomføring 24 og koplet til en mutter 26. Anvendelse av andre regule-ringsmetoder, for eksempel ved hjelp av en ikke vist aktuator, er ofte hensiktsmessig.

Når vann skal behandles, strømmer vann inn gjennom innløpet 4 for eksempel fra en ikke vist pumpe, og via ventilrøret 12 inn i beholderen 2. Vannet strømmer videre inn i fallrøret 8, hvorved fallrøret 8 grunnet sin lengde "L" bevirker at det dannes et undertrykk i beholderen 2.

Dersom Froudetallene for beholderen 2 og fallrøret 8 er valgt i overensstemmelse med de verdier som er nevnt i beskrivelsens generelle del, kan strupeanordningen 18 reguleres inn til å gi og opprettholde et ønsket undertrykk i beholderen 2.

Fluidet som strømmer gjennom beholderen 2 omfatter derved vann med en betydelig andel damp- og gassbobler hvorved lipidet og hydrokarbonene bringes til å koke, ofte før vannet koker.

I fig. 5 er beholderen vist med en forenklet ventilutførelse av strupeventilen 18 hvor en ventilskive 30 er koplet til justeringsspindelen 24. Ved å regulere ventilskiven 30 til og fra innløpsrøret 6 kan strupningen av vannet inn i beholderen 2 reguleres.

Fig. 6 viser anordningen 1 i en alternativ utførelsesform hvor undertrykket i beholderen tilveiebringes ved hjelp av en pumpe 32. Pumpen 32, som kommuniserer med beholderen 2 via et forbindelsesrør 34, er normalt anordnet på en viss avstand fra beholderen 2 og på et noe lavere høydenivå for å kunne redusere kavitasjonsfaren i pumpen 32.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for å skille ut i det minste lipid eller hydrokarboner fra vann, idet vannet strømmer i en strøm gjennom et behandlingsanlegg (1),karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: - å utsette vannet for et undertrykk som bringer vannet til å koke ved den rådende vanntemperatur; - å la i det minste lipidet eller hydrokarbonene skille seg fra vannet i et fluid som omfatter i det minste lipidet eller hydrokarboner og vannet, inkludert fra vannet utløste gasser; og - å la i det minste lipidet eller hydrokarbonene flyte til overflaten av vannet etter trykkøkning.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter å utsette vannet for et undertrykk i en beholder (2).

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter å strupe strømmen av vann før det utsettes for et undertrykk i beholderen (2).

4. Anordning for å skille ut i det minste lipid eller hydrokarboner fra vann hvor vannet strømmer gjennom et behandlingsanlegg (1),karakterisertved at vannet er ledet inn i en beholder (2) hvor vannet er utsatt for et undertrykk som bringer vannet til å koke ved den rådende vanntemperatur.

5. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat beholderens (2) nedstrøms er koplet til en pumpe (32).

6. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat beholderen (2) nedstrøms er koplet til et fallrør (8).

7. Anordning i henhold til krav 6,karakterisert vedat beholderens (2) Froudetall er mindre enn 0,3.

8. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat fallrørets (8) Froudetall er større enn 0,3.

9. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat beholderens (2) innløp er forsynt med en strupeanordning (18).