NO304970B1

NO304970B1 - Cyclone separator device and method of operation thereof

Info

Publication number: NO304970B1
Application number: NO923726A
Authority: NO
Inventors: Noel Carroll
Original assignee: Baker Hughes Ltd
Priority date: 1983-09-01
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1999-03-15
Also published as: NO923726L; NO923726D0

Description

Denne oppfinnelse angår en syklonseparatoranordning og en fremgangsmåte som angitt i innledningen til de etterfølgende patentkrav 1 og 3. This invention relates to a cyclone separator device and a method as stated in the introduction to the subsequent patent claims 1 and 3.

US-PS 4.237.006 beskriver en syklonseparator som har et separeringskammer som har et første, annet og tredje sylindrisk parti, liggende etter hverandre i nevnte rekkefølge, idet det første sylindriske parti har større diameter enn det annet sylindriske parti og det tredje sylindriske parti har mindre diameter enn det annet sylindriske parti, og det første sylindriske parti har et kjerneutløp ved den ende som er motsatt av det annet sylindriske parti samt et tangentialt rettet tilførselsinnløp, og separatoren er innrettet til å separere en væske fra en annen i en blanding som tilføres separeringskammeret via tilførselsinnløpet, idet en av væskene strømmer ut fra kjerneutløpet og den annen passerer gjennom det tredje sylindriske parti i retning bort fra det annet sylindriske parti, for å strømme ut fra et spissutløp ved den ende av separeringskammeret som er fjernest fra det første sylindriske parti. US-PS 4,237,006 describes a cyclone separator which has a separating chamber having a first, second and third cylindrical part, lying one after the other in said order, the first cylindrical part having a larger diameter than the second cylindrical part and the third cylindrical part having smaller diameter than the second cylindrical portion, and the first cylindrical portion has a core outlet at the end opposite the second cylindrical portion and a tangentially directed supply inlet, and the separator is adapted to separate one liquid from another in a mixture supplied the separation chamber via the supply inlet, one of the liquids flowing out from the core outlet and the other passing through the third cylindrical portion in a direction away from the second cylindrical portion, to flow out of a tip outlet at the end of the separation chamber furthest from the first cylindrical portion .

Separatoren angitt ovenfor er særlig, men ikke utelukkende, beregnet for separering av olje fra vann, idet oljen under bruk strømmer ut fra kjerneutløpet og vannet fra det tredje sylindriske parti. The separator indicated above is particularly, but not exclusively, intended for separating oil from water, the oil during use flowing out from the core outlet and the water from the third cylindrical part.

De nevnte, sylindriske partier behøver ikke å være helt sylindriske, på den måte at de ikke i alle tilfeller trenger å ha en sideflate som er rettlinjet i tverrsnitt og parallell med aksen til partiene. F.eks. beskriver US-PS 4.237.006 arrangementer der det første sylindriske parti har et avkortet kjegleparti nær det annet sylindriske parti og som danner en konus mellom den største diameter til det første sylindriske parti og diameteren til det annet sylindriske parti, der disse møter det første sylindriske parti. Likeledes beskriver det nevnte patent arrangementer der et lignende parti av avkortet konusform er anordnet for å danne en minskning av diameteren til det annet sylindriske parti fra en største diameter til det annet sylindriske parti til diameteren til det tredje sylindriske parti. Det er også beskrevet et arrangement der det annet sylindriske parti har konstant konisitet i hele sin lengde. The aforementioned cylindrical parts do not need to be completely cylindrical, in the sense that they do not in all cases need to have a side surface which is rectilinear in cross-section and parallel to the axis of the parts. E.g. US-PS 4,237,006 describes arrangements where the first cylindrical portion has a truncated cone portion near the second cylindrical portion and which forms a cone between the largest diameter of the first cylindrical portion and the diameter of the second cylindrical portion, where these meet the first cylindrical portion party. Likewise, the said patent describes arrangements where a similar portion of truncated cone shape is arranged to form a reduction in the diameter of the second cylindrical portion from a largest diameter of the second cylindrical portion to the diameter of the third cylindrical portion. An arrangement is also described in which the second cylindrical part has a constant taper throughout its length.

I AU-patentsøknad 12421/83 er beskrevet forskjellige modifikasjoner av syklonseparatorer av den ovenfor nevnte type, og disse modifikasjoner kan inngå i separatoranordninger utformet i henhold til denne oppfinnelse. AU patent application 12421/83 describes various modifications of cyclone separators of the above-mentioned type, and these modifications can be included in separator devices designed according to this invention.

I US-PS 4,237,006 angis at den beskrevne syklonseparator er i samsvar med flere dimensjonsbegrensninger med hensyn til de innbyrdes proporsjoner til forskjellige komponenter av denne. Disse begrensninger er: In US-PS 4,237,006 it is stated that the described cyclone separator conforms to several dimensional limitations with respect to the mutual proportions of different components thereof. These limitations are:

der d0er innerdiameteren til kjerneutløpet, d1er diameteren til det første parti, d2er diameteren til det annet parti og d3er diameteren til det tredje parti, l2er lengden til det annet parti, A, er det samlede tverrsnittsareal til alle tilførselsinnløpene, målt i innløpspunktene i separeringskammeret vinkelrett på den innkommende strømning. where d0 is the inner diameter of the core outlet, d1 is the diameter of the first part, d2 is the diameter of the second part and d3 is the diameter of the third part, l2 is the length of the second part, A is the total cross-sectional area of all the feed inlets, measured at the inlet points in the separation chamber perpendicularly on the incoming flow.

Det er generelt funnet at de nevnte dimensjonsbegrensninger med fordel kan anvendes for syklonseparatorer som inngår i denne oppfinnelse, med det unntak at det ikke er funnet nødvendig å samsvare med de begrensninger som gjelder forholdet mellom kjerneutløpsdiameteren og diameteren i det annet sylindriske parti. Heller ikke er det funnet nødvendig å holde seg til den øvre grense på 25 for forholdet l2/d2, ettersom større verdier for dette forhold kan benyttes. Dessuten er det i arrangementet i US-PS 4.237.006 to tilførselsinnløp, men det har ikke blitt funnet nødvendig å holde seg til dette. Arrangementer med ett innløp eller med mere enn to innløp vil funksjonere. It has generally been found that the aforementioned dimensional limitations can be advantageously used for cyclone separators which form part of this invention, with the exception that it has not been found necessary to comply with the limitations relating to the ratio between the core outlet diameter and the diameter in the second cylindrical part. Nor has it been found necessary to stick to the upper limit of 25 for the ratio l2/d2, as larger values for this ratio can be used. Also, in the arrangement in US-PS 4,237,006 there are two supply inlets, but it has not been found necessary to adhere to this. Events with one inlet or with more than two inlets will function.

Det er funnet å forenkle driften dersom kjerneutløpet har en diameter d0nærmest separeringskammeret, i området 0,0035 < d0/d, < 1. Nærmere bestemt kan kjerneutløpet ha en avtrappet boring med et første boringsparti nærmest det første sylindriske parti som har større diameter enn et annet boringsparti fjernere fra det første sylindriske parti. I dette tilfellet kan det første boringsparti ha en diameter d0i området 0,0035 < d0/ d^ < 1 , og det annet boringsparti kan ha en diameter d5i området 0,0035 < d5Id^< d0/dv It has been found to simplify operation if the core outlet has a diameter d0 closest to the separation chamber, in the range 0.0035 < d0/d, < 1. More specifically, the core outlet can have a stepped bore with a first bore portion closest to the first cylindrical portion that has a larger diameter than a second bore portion further away from the first cylindrical portion. In this case, the first bore part can have a diameter d0 in the range 0.0035 < d0/ d^ < 1 , and the second bore part can have a diameter d5 in the range 0.0035 < d5Id^< d0/dv

Det foretrekkes også at det er anordnet midler som kan aktiveres for å tilkoble kanalen for strømning av væske inn i denne og tilbake i separeringskammeret via det første boringsparti, for å forenkle oppløsning av blokkeringer i kjerneutløpet . It is also preferred that means are provided which can be activated to connect the channel for the flow of liquid into this and back into the separation chamber via the first bore section, in order to facilitate the resolution of blockages in the core outlet.

Separatoranordningen og fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse kjennetegnes ved de trekk som fremgår av de etterfølgende patentkrav 1 og 3. Utførelsesformer fremgår av de uselvstendige patentkrav. The separator device and the method according to the present invention are characterized by the features that appear in the following patent claims 1 and 3. Embodiments appear in the independent patent claims.

Tilførsel av en emulsjonsbryter forbedrer driften av syklonseparatoren ved å forenkle separeringen av olje og vann, fordi oljen foreligger naturlig i form av små dråper, som på grunn av virkningen til overflatespenningen motstår sepa-reringsbevegelse under sentrifugalvirkning i separatoren. Imidlertid virker emulsjonsbrytere til å minske slik overflatespenningsvirkning, og gjør de små dråpene mere bevegelige ved sentrifugalkrefter. The addition of an emulsion breaker improves the operation of the cyclone separator by simplifying the separation of oil and water, because the oil is naturally present in the form of small droplets, which, due to the effect of surface tension, resist separation movement under centrifugal action in the separator. However, emulsion breakers act to reduce such surface tension effects, and make the small droplets more mobile due to centrifugal forces.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere ved hjelp av et eksempel, under henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 er en gjennomskåret perspektivprojeksjon av en syklonseparator som ka The invention shall be described in more detail by means of an example, with reference to the attached drawings, in which: Fig. 1 is a sectional perspective projection of a cyclone separator which can

inngå i den foreliggende oppfinnelse. form part of the present invention.

Flg. 2 er en forstørret aksialsnitt-projeksjon av kjerneutløpet til separatoren i fig. 1. Follow 2 is an enlarged axial section projection of the core outlet of the separator in FIG. 1.

Fig. 3 er en forstørret, fragmentarisk snittprojeksjon av kjerneutløpet til Fig. 3 is an enlarged, fragmentary sectional projection of the core outlet to

separatoren i fig. 1. the separator in fig. 1.

Separatoren 10 vist i fig. 1 har et separeringskammer 25 som har et første, annet og tredje sylindrisk parti 12, 14 og 16, som er anordnet koaksialt i nevnte rekkefølge. Disse sylindriske partier ligner generelt det tilsvarende første, annet og tredje sylindriske parti i separeringskammeret i syklonseparatoren beskrevet i det nevnte US-PS 4.237.006. Nærmere bestemt har det første sylindriske parti 1 2 to tilhørende tilførselsrør 26, 28, og disse er anordnet for tilførsel tangentialt inn i det sylindriske parti 12 via respektive innløpsåpninger, av hvilke bare én åpning, nemlig åpningen 30 i tilknytning til røret 26, er synlig på tegningen. De to innløpsåpningene er anordnet diametralt i forhold til hverandre, og befinner seg nær den ende av partiet 12 som er fjernest fra partiet 14. Den ende av partiet 12 som er fjernest fra partiet 14 har også en sirkelformet utløpsåpning 32 som fører til et kjerneutløpsrør 34 . The separator 10 shown in fig. 1 has a separation chamber 25 which has a first, second and third cylindrical part 12, 14 and 16, which are arranged coaxially in said order. These cylindrical portions are generally similar to the corresponding first, second and third cylindrical portions in the separation chamber of the cyclone separator described in the aforementioned US-PS 4,237,006. More specifically, the first cylindrical part 1 2 has two associated supply pipes 26, 28, and these are arranged for supply tangentially into the cylindrical part 12 via respective inlet openings, of which only one opening, namely the opening 30 adjacent to the pipe 26, is visible on the drawing. The two inlet openings are arranged diametrically in relation to each other, and are located near the end of the portion 12 which is furthest from the portion 14. The end of the portion 12 which is furthest from the portion 14 also has a circular outlet opening 32 which leads to a core outlet tube 34 .

Et konisk parti 12a av separeringskammeret befinner seg mellom det første og annet parti, 1 2 og 14, mot det annet sylindriske parti 14. Som forklart i US-PS 4 .237.006 er imidlertid et slikt konisk parti ikke vesentlig. Det annet sylindriske parti 14 er konisk i hele sin lengde, og avtar fra en diameter ved den ende som er nærmest partiet 12a som er lik diameteren til partiet 12a ved overgangen mellom de to partier, til en noe mindre dimensjon ved den motsatte ende. Det sylindriske parti 16 har en konstant diameter som er lik den minste diameter til partiet 14. A conical part 12a of the separation chamber is located between the first and second parts, 12 and 14, against the second cylindrical part 14. However, as explained in US-PS 4,237,006, such a conical part is not essential. The second cylindrical part 14 is conical throughout its length, and decreases from a diameter at the end closest to the part 12a which is equal to the diameter of the part 12a at the transition between the two parts, to a somewhat smaller dimension at the opposite end. The cylindrical part 16 has a constant diameter which is equal to the smallest diameter of the part 14.

På tegningen kan lengden I., til partiet 12, dets diameter dvkonusvinkelen a til det koniske parti 1 2a, innerdiameteren d0til utløpsrøret 34 ved den ende som har størst diameter, lengden l2og diameteren d2til det annet parti 14, konusvinkelen p til det annet parti 14 og lengden l3og diameteren d3til det tredje sylindriske parti, samt det samlede areal A, til de to innløpsåpningene 30, alle velges i henhold til de parametere som er vist i US-PS 4.237.006, men utløpsdiameteren d0behøver ikke å begrenses til å ligge innen de grenser som der er beskrevet, og heller ikke behøver lengden l2å velges slik at den ikke overstiger den øvre grense på 25 for forholdet l2/d2. In the drawing, the length I., of the part 12, its diameter dv, the cone angle a of the conical part 1 2a, the inner diameter d0 of the outlet pipe 34 at the end with the largest diameter, the length l2 and the diameter d2 of the second part 14, the cone angle p of the second part 14 and the length l3 and diameter d3 of the third cylindrical portion, as well as the total area A, of the two inlet openings 30, are all selected according to the parameters shown in US-PS 4,237,006, but the outlet diameter d0 need not be limited to be within the limits described there, nor does the length l2 have to be chosen so that it does not exceed the upper limit of 25 for the ratio l2/d2.

Som beskrevet i AU-søknad nr. 12421/83, kan et parti tilføyes separeringskammeret 25, og dette parti er betegnet med henvisningstallet 18 i figuren. Partiet 18 har en del 1 8a nærmest partiet 16 som har avkortet konusform, og avtar fra en største diameter som er lik d3ved den ende som er nærmest og ligger inntil utløpsenden til det sylindriske parti 16, til en diameter d4ved utløpsenden. Ved utløpsenden av delen 18a omfatter et fjerde parti 18 et utløpsrør 18b som har innerdiameter d4, og dette fører til et nedre utløp 23. As described in AU application no. 12421/83, a part can be added to the separation chamber 25, and this part is denoted by the reference number 18 in the figure. The part 18 has a part 18a closest to the part 16 which has a truncated cone shape, and decreases from a largest diameter which is equal to d3 at the end which is closest to and lies next to the outlet end of the cylindrical part 16, to a diameter d4 at the outlet end. At the outlet end of part 18a, a fourth part 18 comprises an outlet pipe 18b which has an inner diameter d4, and this leads to a lower outlet 23.

Fortrinnsvis er vinkelen y, som er konisiteten eller den halve vinkel til den avkortede konusflaten til delen 18a, omtrent 45°, selv om vinkler i området 30 - 60° generelt er tilfredsstillende. I alle tilfeller foretrekkes det at forholdet d4/d3er i området 1:3 til 2:3. Lengden av delen 18 er ikke kritisk ved oppfinnelsen, og vil i alle tilfeller vanligvis bestemmes ved valget av det nevnte forhold mellom diametrene d4og d3. Likeledes er lengden av røret 18b ikke funnet å være viktig for driften av separatoren. Preferably, the angle y, which is the taper or half angle of the truncated cone surface of the portion 18a, is about 45°, although angles in the range of 30 - 60° are generally satisfactory. In all cases, it is preferred that the ratio d4/d3 is in the range 1:3 to 2:3. The length of the part 18 is not critical to the invention, and will in all cases usually be determined by the choice of the aforementioned ratio between the diameters d4 and d3. Likewise, the length of the pipe 18b has not been found to be important for the operation of the separator.

Selv om delen 18a er vist slik at den har en snittform som en avkortet konus (dvs. at den er vist med en sideflate som har en lineær, skrå form i forhold til aksen til partiet, sett i snitt), er dette ikke vesentlig. Delen 18 kan ha en konus-vinkel som varierer langs lengden, slik at denne enten øker eller minsker i retning fra enden med størst diameter til enden med minst diameter. I alle tilfeller foretrekkes det at lengden til delen 18 er omtrent den samme som dens største diameter. Although the part 18a is shown to have a sectional shape like a truncated cone (ie it is shown with a side surface that has a linear, oblique shape in relation to the axis of the part, seen in section), this is not significant. The part 18 can have a cone angle which varies along its length, so that this either increases or decreases in the direction from the end with the largest diameter to the end with the smallest diameter. In all cases, it is preferred that the length of the portion 18 be approximately the same as its largest diameter.

Under bruk tilføres væske som skal separeres tangentialt til det indre av det sylindriske parti 1 2 via tilførselsrørene 26, 28, og den tyngste komponent i væsken beveger seg i lengderetningen gjennom separatoren, for å strømme ut fra utløpet 23 til røret 18b, mens den letteste komponent strømmer ut fra røret 34. In use, liquid to be separated is supplied tangentially to the interior of the cylindrical part 12 via the supply pipes 26, 28, and the heaviest component of the liquid moves longitudinally through the separator, to flow out from the outlet 23 to the pipe 18b, while the lightest component flows out from the tube 34.

I praktiske arrangementer som er konstruert i henhold til oppfinnelsen kan partiene 12, 14 og 16 f .eks. ha lengder I-, = 116 mm, l2= 1250 mm, og l3= omtrent 1000 mm. Det koniske parti 12a kan ha en lengde på omtrent 160 mm. Det første, annet og tredje sylindriske parti kan også i et slikt tilfelle ha følgende diametre: In practical arrangements which are constructed according to the invention, the parts 12, 14 and 16 can e.g. have lengths I-, = 116 mm, l2= 1250 mm, and l3= approximately 1000 mm. The conical part 12a can have a length of approximately 160 mm. The first, second and third cylindrical parts can also in such a case have the following diameters:

det første sylindriske parti, diameter d: = 116 mm, the first cylindrical part, diameter d: = 116 mm,

det annet sylindriske parti 14, diameter d2= 58 mm, minskende til diameter d3= 27 mm, the second cylindrical part 14, diameter d2= 58 mm, tapering to diameter d3= 27 mm,

det sylindriske parti 1 6 diameter d3= 27 mm. the cylindrical part 1 6 diameter d3= 27 mm.

Tilførselsinnløpene 30 kan ha diametre på 20 mm, idet kjerneutløpet 32 har en diameter på 2,5 mm. The supply inlets 30 can have diameters of 20 mm, the core outlet 32 having a diameter of 2.5 mm.

Fig. 2 viser utløpsrøret 34 mere detaljert. Røret har en indre, avtrappet boring som fører fra utløpsåpningen 32. Nærmere bestemt har boringen et første parti 34' nærmest utløpet 32, med diameter som er lik diameteren til utløpet 32 og et annet parti 34" avstand fra utløpet 32, med mindre diameter enn boringspartiet 34' . Boringspartiet 34' kan ha en diameter d0i området 0,125 til 0,625, fortrinnsvis 0,17 til 0,47 ganger diameteren d-^ til partiet 12 i separeringskammeret 25. Boringspartiet 34" kan ha en diameter d5som er 0,015 til 0,05, fortrinnsvis 0,025 til 0,035 ganger diameteren d^til partiet 12 i separeringskammeret 25. I prinsippet kan imidlertid det første boringsparti ha en diameter d0hvor som helst i området 0,0035 < d0/d-,< 1, og det annet boringsparti kan ha en diameter d5i området 0,0035<<>d5/d., < d0/dv Fig. 2 shows the outlet pipe 34 in more detail. The pipe has an internal, stepped bore leading from the outlet opening 32. More specifically, the bore has a first portion 34' closest to the outlet 32, with a diameter equal to the diameter of the outlet 32 and a second portion 34" away from the outlet 32, with a smaller diameter than the bore part 34'. The bore part 34' can have a diameter d0 in the range of 0.125 to 0.625, preferably 0.17 to 0.47 times the diameter d-^ of the part 12 in the separation chamber 25. The bore part 34" can have a diameter d5 which is 0.015 to 0, 05, preferably 0.025 to 0.035 times the diameter d^ of the portion 12 in the separation chamber 25. In principle, however, the first bore portion may have a diameter d0 anywhere in the range 0.0035 < d0/d-, < 1, and the second bore portion may have a diameter d5 in the range 0.0035<<>d5/d., < d0/dv

Lengden av boringspartiet 34" er ikke vesentlig. Det er funnet at effektiviteten har en tendens til å avta noe når lengden L til boringspartiet 34' økes. Med The length of the bore portion 34" is not significant. It has been found that the efficiency tends to decrease somewhat when the length L of the bore portion 34' is increased. With

økende lengde L nås til slutt et punkt der driften av syklonen blir ustabil. Det er også funnet at jo mindre diameteren d0er, desto større kan lengden L være før det oppstår ustabil drift. Generelt kan forholdet L/d0være inntil 10, idet minste for forhold d0/d20,31. increasing length L eventually a point is reached where the operation of the cyclone becomes unstable. It has also been found that the smaller the diameter d0 is, the greater the length L can be before unstable operation occurs. In general, the ratio L/d0 can be up to 10, the smallest for the ratio d0/d20,31.

Eksempel Example

Det ble utført forsøk med en separator med følgende diametre dvd2, d0, d5: Experiments were carried out with a separator with the following diameters dvd2, d0, d5:

d, = 116 m d, = 116 m

d2= 58 mm d2= 58 mm

d0= 18 mm d0= 18 mm

d5= 3,2 mm d5= 3.2 mm

brukt til å separere olje og vann. Lengden L til utløpsrøret ved partiet med used to separate oil and water. The length L of the outlet pipe at the part with

størst diameter ble variert, og separeringseffektiviteten E ble målt for hver variasjon. Separate forsøk ble utført når separatoren arbeidet med et skilleforhold F som var lik 1,5% og 1,0%. Skilleforholdet F er definert som forholdet largest diameter was varied, and the separation efficiency E was measured for each variation. Separate tests were carried out when the separator worked with a separation ratio F equal to 1.5% and 1.0%. The separation ratio F is defined as the ratio

Effektiviteten ble bestemt ved måling av konsentrasjonen C, av olje i innløpsblandingen og konsentrasjonen C2av olje i vannet som kom ut av det nedre utløp til separatoren, slik at effektiviteten E er bestemt som forholdet The efficiency was determined by measuring the concentration C of oil in the inlet mixture and the concentration C2 of oil in the water coming out of the lower outlet of the separator, so that the efficiency E is determined as the ratio

Disse forsøk, utført med volumetrisk strømning på 200 I/ min., ga resultater som vist i tabell 1 og 2, der M er forholdet L/d0. These experiments, carried out with a volumetric flow of 200 I/min, gave results as shown in Tables 1 and 2, where M is the ratio L/d0.

I utførelsesformen vist i fig. 3 har utløpsrøret 34 en kanal 51 som er utformet gjennom sideveggen og danner kommunikasjon mellom boringspartiet 34' og det ytre av utløpsrøret 34. Denne kanal kan f.eks. ha en diameter i området 0,05 til 0,10 ganger diameteren dr Kanalen 51 danner kommunikasjon, via et ytre rør 55, til en ventil 53. Under normale driftsforhold kan ventilen 53 være lukket, slik at strømningen passerer fra utløpet 32 gjennom boringspartiet 34' og deretter gjennom boringspartiet 34". Imidlertid, under forhold der det oppstår blokkering av røret 34, kan væske slippes inn i boringspartiet 34' via røret 55 og kanalen 51, ved å forbinde utløpet til ventilen 53 med et passende forråd av høytrykksvæske, for å tillate at væske strømmer tilbake gjennom kanalen 34', gjennom utløpet 32 og inn i separeringskammeret til separatoren. Dette er funnet å forenkle oppløsning av blokkeringer, selv når blokkering inntreffer i boringspartiet 34". Forrådet av høytrykksvæske kan være det forråd av væske som skal separeres, hvilket f.eks. midlertidig kan ledes fra innløpet i innløpsrørene 26, 28 i løpet av den tid væske slippes inn gjennom kanalen 51 og inn i utløpsrøret 34. Det er mulig, i en alternativ utførelsesf orm av oppfinnelsen (ikke vist), å anordne strømningsavfølende midler som virker til å avføle strømningen fra utløpsrøret 34 og til automatisk å aktivere ventilen 53 for å lede den innkommende væskestrøm som normalt passerer til innløpsrørene 26, 28, til å strømme gjennom kanalen 51 til boringspartiet 34' for å oppløse blokkering. In the embodiment shown in fig. 3, the outlet pipe 34 has a channel 51 which is formed through the side wall and forms communication between the bore part 34' and the outside of the outlet pipe 34. This channel can e.g. have a diameter in the range of 0.05 to 0.10 times the diameter dr The channel 51 forms communication, via an outer tube 55, to a valve 53. Under normal operating conditions, the valve 53 can be closed, so that the flow passes from the outlet 32 through the bore portion 34 ' and then through bore portion 34". However, under conditions where blockage of pipe 34 occurs, fluid may be admitted into bore portion 34' via pipe 55 and channel 51, by connecting the outlet of valve 53 to a suitable supply of high-pressure fluid, for to allow fluid to flow back through the channel 34', through the outlet 32 and into the separation chamber of the separator. This has been found to facilitate the resolution of blockages, even when blockage occurs in the bore portion 34". The supply of high-pressure liquid can be the supply of liquid to be separated, which e.g. can temporarily be led from the inlet into the inlet pipes 26, 28 during the time that liquid is admitted through the channel 51 and into the outlet pipe 34. It is possible, in an alternative embodiment of the invention (not shown), to arrange flow-sensing means which act to to sense the flow from the outlet pipe 34 and to automatically activate the valve 53 to direct the incoming liquid flow which normally passes to the inlet pipes 26, 28 to flow through the channel 51 to the bore portion 34' to release blockage.

Det er funnet at anordningen av det trange boringspartiet 34" generelt bevirker meget tilfredsstillende separering, men at det er nødvendig eller ønskelig under noen forhold å ha et videre utløp fra separatoren enn det som dannes av boringspartiet 34". Under slike forhold er det således mulig å åpne ventilen 53 slik at det skjer utstrømning av den ønskede separerte komponent gjennom røret 34, gjennom kanalen 51, røret 55 og ventilen 53. Et slikt arrangement er ønskelig ved separering av olje og vann fra en blanding av olje og vann når mengden av olje i blandingen som skal separeres er forholdsvis stor. Særlig er det mulig å anordne midler for kontinuerlig overvåking av oljeinnholdet i vannet som tilføres innløpsrørene 26, 28, tilkoblet for å aktivere ventilen 53 for å tillate utstrømning fra kanalen 51, røret 55 og ventilen 53 under tilstander når det detekterte oljeinnhold overstiger en forutbestemt verdi, slik som 0,5 %. It has been found that the arrangement of the narrow bore portion 34" generally causes very satisfactory separation, but that it is necessary or desirable under some conditions to have a wider outlet from the separator than that formed by the bore portion 34". Under such conditions, it is thus possible to open valve 53 so that outflow of the desired separated component occurs through pipe 34, through channel 51, pipe 55 and valve 53. Such an arrangement is desirable when separating oil and water from a mixture of oil and water when the amount of oil in the mixture to be separated is relatively large. In particular, it is possible to provide means for continuous monitoring of the oil content of the water supplied to the inlet pipes 26, 28, connected to activate the valve 53 to allow outflow from the channel 51, the pipe 55 and the valve 53 under conditions when the detected oil content exceeds a predetermined value , such as 0.5%.

En eksperimentell separator ble funnet å virke tilfredsstillende for separering av olje og vann når separatoren hadde de følgende dimensjoner: An experimental separator was found to work satisfactorily for separating oil and water when the separator had the following dimensions:

diameter d0til utløps-boringspartiet 34' = 1 9 mm diameter d0 to the outlet bore part 34' = 1 9 mm

diameter d5til utløps-boringspartiet 34" = 3 mm diameter d5 to the outlet bore part 34" = 3 mm

diameter d6til kanalen 51=9 mm diameter d6 to the channel 51=9 mm

diameter d-, = 116 mm diameter d-, = 116 mm

Det kan f.eks. anordnes to eller flere kanaler 51 med forskjellige diametre. Disse kan aktiveres selektivt i henhold til det målte oljeinnhold, eller f.eks. kan en benyttes for å danne utstrømning under tilstander med høyt oljeinnhold og den annen benyttes for oppløsning av blokkeringer. It can e.g. two or more channels 51 with different diameters are arranged. These can be activated selectively according to the measured oil content, or e.g. one can be used to form an outflow under conditions with a high oil content and the other used to dissolve blockages.

Tilførselen av emulsjonsbryter kan utføres ved bruk av kjente doseringsteknikker, slik som innsprøytning av en emulsjonsbryter i den innstrømmende væske før denne føres til tilførselsrørene 26, 28. The supply of emulsion breaker can be carried out using known dosing techniques, such as injecting an emulsion breaker into the inflowing liquid before it is fed to the supply pipes 26, 28.

Kommersielt tilgjengelige emulsjonsbrytere er funnet å være helt tilfredsstillende. Emulsjonsbryteren "Nalco 7723" markedsført av Catoleum Pty Ltd Botany N.S.W., Australia ble funnet effektiv når den ble innsprøytet i konsentrasjoner i området 5 til 8 ppm. Commercially available emulsion breakers have been found to be completely satisfactory. The emulsion breaker "Nalco 7723" marketed by Catoleum Pty Ltd Botany N.S.W., Australia was found to be effective when injected at concentrations in the range of 5 to 8 ppm.

Avhengig av den bestemte bryter som benyttes kan konsentrasjonen av tilsatt emulsjonsbryter velges slik at den er i området 2 til 100 ppm. Generelt er effektiviteten til emulsjonsbrytere avhengig av graden av kinetisk blanding som skjer og oppholdstiden i blandingen før tilførsel til separatoren .God blanding og tilstrekkelig oppholdstid er nødvendig for de beste resultater. Generelt er imidlertid den beskrevne metode for innsprøytning i den innstrømmende væske funnet å være tilfredsstillende. Depending on the specific breaker used, the concentration of added emulsion breaker can be chosen so that it is in the range of 2 to 100 ppm. In general, the effectiveness of emulsion breakers depends on the degree of kinetic mixing that occurs and the residence time in the mixture before feeding to the separator. Good mixing and sufficient residence time are necessary for the best results. In general, however, the described method of injection into the inflowing liquid has been found to be satisfactory.

Dersom lenger oppholdstid er funnet nødvendig, kan dette oppnås ved å lede blandingen og den tilsatte emulsjonsbryter til en oppholdstank før de ledes til separatoren. If a longer residence time is found necessary, this can be achieved by directing the mixture and the added emulsion breaker to a residence tank before they are led to the separator.

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

Vann som inneholdt 350 ppm. olje ble tilført en syklonseparator med en lignende form som vist i fig. 1, og med diameter d2= 35 mm, med en strømningsgrad på 200 liter/minutt. Utløpskonsentrasjonen av olje i separert vann, ved det nedre utløp, ble funnet å være 50 ppm. Water that contained 350 ppm. oil was fed to a cyclone separator of a similar shape as shown in fig. 1, and with diameter d2= 35 mm, with a flow rate of 200 litres/minute. The outlet concentration of oil in separated water, at the lower outlet, was found to be 50 ppm.

EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2

Eksempel 1 ble gjentatt, men med innsprøytning i blandingen av olje og vann før tilførselen til separatoren av 30 ppm. av en kommersiell type emulsjonsbryter solgt under navnet Applied Chemicals, type 8980. Innsprøytningen ble gjort i et rør som førte til separatorinnløpet ved bruk av en stempelpumpe fra et reservoar av emulsjonsbryteren. Det separerte vann ved det nedre utløp av separatoren ble funnet å ha en konsentrasjon på 14 ppm olje. Example 1 was repeated, but with injection into the mixture of oil and water before the supply to the separator of 30 ppm. of a commercial type emulsion breaker sold under the name Applied Chemicals, type 8980. The injection was made in a pipe leading to the separator inlet using a piston pump from a reservoir of the emulsion breaker. The separated water at the lower outlet of the separator was found to have a concentration of 14 ppm oil.

Claims

1. Cyclone separator device for separating a mixture of oil and water, comprising a separation chamber with a first, second and third part (12, 14, 16) lying one after the other and arranged in said order, the first part (12) having a larger diameter than the second part (14) and the third part (16) has a smaller diameter than the second part (14), and the first part (12) has a core outlet (34) at the end opposite to the second part (14 ) and at least one tangentially directed supply inlet (26, 28) for the mixture, the oil flowing out from the core outlet (34) and the water passing through the third part (16) in a direction away from the second part (14), to flow from a tip outlet (23) of the separator, at the end of the separation chamber which is farthest from the first part (12), characterized in that the device comprises means for adding an emulsion breaker to the mixture to be separated, before the mixture is supplied to the separator.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that a holding tank is arranged upstream of at least one inlet (26, 28), for supplying the mixture and the emulsion breaker before these are supplied to the separator.

3. Method of operation of a cyclone separator device for separating oil and water in a mixture, in which one component is in the form of small droplets in the other component, comprising a separation chamber with at least one tangentially directed inlet (26, 28) near one end of the separation chamber and a core outlet (34) at this end, as well as a tip outlet (23) at the end of the separation chamber which is opposite to the said end, the separator being arranged to separate oil and water by the mixture being supplied to the separation chamber via the inlet or inlets (26, 28), so that the oil flows out of the core outlet (34) and the water flows out of the tip outlet (23), characterized in that an emulsion breaker is added to the mixture to be separated, upstream of the inlet or inlets (26, 28), before the mixture is supplied to the separation chamber.

4. Method as stated in claim 3, characterized in that the emulsion breaker is added to a stream of the mixture before the mixture is led into the inlet or inlets (26, 28).

5. Method as stated in claim 3 or 4, characterized in that the mixture is led into a holding tank before it is supplied to the inlet or inlets (26, 28) of the separator.