NO305351B1 - FremgangsmÕte og separator for separering av olje- og vannkomponenter - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt bruken av en hydrosyklon for behandling av en blanding, f.eks. for tilførsel til en filteranordning, slik som en kullfilteranordning med omvendt osmose.

Oppfinnelsen angår i ett aspekt en fremgangsmåte for separering av komponenter i en væskeblanding fra hverandre ved bruk av en hydrosyklon, til hvilken blandingen tilføres, idet hydrosyklonen drives slik at en del av den mindre tunge oljekomponent i blandingen strømmer ut fra et spissutløp i hydrosyklonen i form av små dråper, i den tyngre komponent av blandingen, og fremgangsmåten kjennetegnes ved at materialet som strømmer fra spissutløpet tilføres en filteranordning for å bevirke fortsatt separering av dette, mens oljekomponenten fra et kjerneutløp ledes utenom filteret, og at vannkomponenten fra spissutløpet ledes gjennom en trykkreduserende innretning før den kommer til filteranordningen.

I henhold til et annet aspekt angår oppfinnelsen en separator for separering av en blanding av olje og vann, idet oljen foreligger som små dråper, omfattende en hydrosyklon som har et separeringskammer med et innløp for innstrømning av blandingen som skal separeres, et kjerneutløp for utslipp av den mindre tunge oljekomponent i blandingen og et spissutløp for utslipp av den tyngre vannkomponent i blandingen, og separatoren kjennetegnes ved at en filteranordning er tilkoblet for å motta utslipp fra spissutløpet, idet filteranordningen bevirker en fortsatt separering av de små dråper av olje fra den tyngre vannkomponent, for å fjerne hovedsakelig all den resterende oljen fra vannkomponenten, idet den mindre tunge oljekomponenten fra kjerneutløpet og den tyngre vannkomponenten fra spissutløpet følger hver sin strømningsbane fra syklonen, ved at oljekomponenten ikke ledes til filteranordningen, som har et utløp for vannet som restinnholdet av olje hovedsakelig er fjernet fra, og at separatoren omfatter en trykkreduserende innretning, hvorved materialet under bruk ledes fra spissutløpet og gjennom denne innretningen før det føres til filteranordningen.

Trykkreduksjonen fremmer at en eventuell mindre tung komponent som befinner seg i løsning i den tyngre komponent bryter ut av løsningen, for enten å føres til kjerneutløpet eller til å strømme ut fra spissutløpet sammen med den tyngre komponent, som små dråper i den tyngre komponent, idet filteranordningen bevirker en fortsatt separering av de små dråpene fra den tyngre komponent.

Blandingen som skal separeres kan ledes til en blande- og/ eller oppholdstank, slik som en samler eller for-samler, for eksempel en utskillende skummer med tverrplate, før overføringen til hydrosyklonen. I dette tilfellet kan det være anordnet midler for innsprøytning av varmt fluid, slik som vann, til tanken, for eksempel periodisk.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere ved hjelp av eksempler, under henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Figur 1 er et flytskjema for en væskeseparator konstruert i henhold til oppfinnelsen.

Figur 2 viser skjematisk en hydrosyklon som benyttes i anordningen i figur 1.

Figur 3 er et flytskjema for en annen væskeseparator konstruert i henhold til

oppfinnelsen.

Væskeseparatoren vist i figur 1 omfatter en blande- og/eller oppholdstank 90 til hvilken en blanding av olje i vann tilføres, for eksempel gjennom den viste ledning 92. Blandingen ledes deretter i ledningen 42 til en hydrosyklon 10, for frembringelse av separert olje i en utløpsledning 44 og separert vann i en utløpsledning 46, idet dette fremdeles kan inneholde noe gjenværende olje. Vannkomponenten strømmer i ledningen 46 gjennom en trykkreduserende anordning 50 og deretter i en ledning 52, til en filteranordning 100. Der skjer en fortsatt separering, og vannkomponenten ledes i en ledning 58 fra anordningen 100.

Hydrosyklonen 10 kan være konstruert på kjent måte, for eksempel i henhold til beskrivelsene i US-PS 4237006, AU-patentsøknad 84713/79, eller i internasjonale patentsøknader PCT/AU83/00028 eller PCT/AU85/00010. Figur 2 viser skjematisk en separator av denne generelle type. Den er vist med et konisk, langstrakt separeringskammer 25 som har sirkeltverrsnitt, og ved enden med størst diameter, et første sylindrisk parti 12, et tangentialt innløp 26 som har en innløpsåpning 30, og et aksialt kjerneutløp 34 som kommuniserer med en utløpsåpning 32. Et konisk parti 12a av separeringskammeret 25 er anordnet nær partiet 12, og dette fører til et andre, også noe konisk, parti 14 i separeringskammeret 25, og dette fører i sin tur til et langstrakt, sylindrisk parti 16 i separeringskammeret som munner ut i et aksialt spissutløp 23 i separatoren.

En blanding av olje og vann som skal separeres ledes inn, i innløpet 26, gjennom innløpsåpningen 30 og inn i partiet 12 i separeringskammeret 25, for å danne en virvel inne i separeringskammeret. Oljekomponenten strømmer ut fra kjerneutløpet 34

gjennom åpningen 32, og vannkomponenten strømmer ut fra spissutløpet 23.

Som vist har det første parti 12 en lengde I., og en diameter d.,, det andre parti har en lengde l2og en diameter d2ved enden med størst diameter, partiet 16 har en lengde l3og en diameter d3 mens kjerneutløpet har en diameter d0. Som beskrevet i AU-patentsøknad 84713/79, kan to eller flere nøyaktig tangentiale innløp 26 for eksempel være anordnet, eller som vist i internasjonal patentsøknad PCT/AU85/00010, kan et enkelt innløp 26 med evolventform være anordnet.

I henhold til den ovenfor beskrevne konstruksjon kan syklonseparatoren være konstruert i henhold til hvilket som helst eller flere eller alle de følgende dimensjonsbegrensninger.

der A, er det samlede tverrsnittareal til alle innløpsåpningene til sammen, eller til innløpsåpningen dersom det er bare én. Den halve konusvinkel til det andre parti, p, kan være 20' til 2° , for eksempel 1°. Partiet 12a er valgfritt. Dersom det er anordnet, kan det ha en halve konusvinkel a på 10°.

En annen egnet konstruksjon av hydrosyklonen 10 er for eksempel vist i beskrivelsen til AU-patentsøknad 77610/87 og internasjonale patentsøknader PCT/AU87/00402, PCT/AU86/00313, PCT/AU86/00173 og PCT/AU85/00181.

I konstruksjonen vist i figur 2 kommuniserer kjerneutløpet 23 med et fjerde parti 18 i separatoren, hvilket har den virkning at det oppstår et mottrykk for å fremme separeringsvirkningen. Et slikt fjerde parti er beskrevet i internasjonal søknad PCT/AU83/00028, og kan som vist omfatte et første konisk parti 18a som fører fra utløpet 23, etterfulgt av et andre sylindrisk parti 18b. Når det benyttes i anordningen i figur 1 bevirker dette arrangement en trykkreduserende virkning og muliggjør at den trykkreduserende anordning 50 kan utelates, idet ledningen 46 i dette tilfellet kommuniserer direkte med ledningen 52, for å føre materiale fra separatoren 10 direkte til filteranordningen 100.

Hydrosyklonen 10 virker, som beskrevet, til å bevirke fjernelse av en oljekomponent fra en blanding av olje og vann som tilføres syklonen. Generelt er separatoren 10 utformet til bruk når det er en vesentlig mindre mengde olje enn vann i den innstrømmende blanding. Konsentrasjonen av olje kan imidlertid være for eksempel i størrelsen flere prosent.

Etter tilførsel via tanken 90 er hydrosyklonen 10 istand til å minske oljekonsentrasjonen til et ganske lavt nivå i vannkomponenten som strømmer ut fra utløpet, for eksempel-under 500 ppm. Deretter, etter passering gjennom den trykkreduserende anordning 50 eller gjennom partiet 18 i den beskrevne hydrosyklon, separeres det oljeholdige vann som derved ledes til filteranordningen 100 ytterligere, for å minske oljekomponenten til et enda lavere nivå. Vannet som strømmer ut fra ledningen 58 kan således være forholdsvis rent, for eksempel med en oljekonsentrasjon på bare noen få ppm.

Filteranordningen 100 kan være av hvilken som helst passende type, for eksempel av en type med aktivt kull og/eller omvendt osmose. Filtre med aktiv leire kan også benyttes.

Anordningen av hydrosyklonen 10 bidrar, i tillegg til å bevirke en separeringsvirkning, til at et vesentlig trykkfall vanligvis oppstår mellom innløpsledningen 42 og utløpet 23 fra separatoren. Denne reduksjon i trykk, som for eksempel kan være 50 %, har den virkning at oljen i løsning i vann vil søke å komme ut av løsningen og danne små dråper, som selv om de ikke separeres fullstendig i syklonen 10, strømmer ut fra utløpsledningen 44, og enklere kan separeres fra vannkomponenten i anordningen 100. Den trykkreduserende anordning 50 kan, selv om den foretrekkes, utelates i noen tilfeller, slik som antydet. Det er også mulig å benytte en passende ventil som den trykkreduserende anordning, eller om ønskelig en annen hydrosyklon, særlig en som er

beregnet til å fjerne faste stoffer fra tilførte væsker. Tanken 90 kan også utelates i noen i tilfeller.

Den beskrevne blande- og/eller oppholdstank 90 kan omfatte en for-samler eller samler, for eksempel en utskillende skummer med tverrplate. Det er også mulig i noen tilfeller å fremme driften ved å anbringe en trykkokende anordning med liten skjærvirkning enten i ledningen 92, for å påvirke den innstrømmende blanding før den kommer inn i tanken 90, eller i ledningen 42, for å påvirke blandingen som har forlatt tanken 90, før innstrømning i hydrosyklonen 10. Med uttrykket trykkokende anordning med liten skjærvirkning menes enhver trykkokende anordning, slik som en pumpe som kan virke til å øke væsketrykket uten å bevirke noen vesentlig skjærspenning i væsken.

Figur 3 viser en annen separator konstruert i henhold til oppfinnelsen. Denne ligner den ovenfor beskrevne anordning, men er særlig beregnet til gjenvinning av vann fra en blanding av olje og vann. Blandingen av olje og vann ledes først til en utskillingstank 200 for fritt vann, hvilken bevirker en delvis separering av vann- og oljekomponenter ved synking. Det tyngre vannet, som for eksempel inneholder 2000 ppm olje, ledes i en ledning 202 til en blande- og/eller oppholdstank i form av en utskillende skummer 204 med tverrplate. En varmer/behandler 207 er også anordnet, og denne frembringer varmt vann, slik som vann gjenvunnet av blandinger av olje og vann på andre steder i behandlingsanlegget. Det behandlede vann føres, for eksempel periodisk, i en ledning 206, for å blandes med vannet fra tanken 200 i ledningen 202. Det således blandede vann er det som føres til skummeren 204. Skummeren har midler for å fjerne utslippsolje i en ledning 208, gjennom en passende ventil 210. Separert vann, som for eksempel inneholder 160 ppm, ledes ut gjennom en ledning 212 og pumpes, via en pumpe 214, til innløpet til en hydrosyklon 216, gjennom en ledning 218. Olje som er fjernet fra vannet og kommer inn i hydrosyklonen føres via en ventil 220 gjennom en ledning 222, for sammen med den fjernede oljen som kommer fra ventilen 210 å ledes ut av anordningen, i en ledning 224. Vannet som kommer ut av hydrosyklonen 16, og som for eksempel har et oljeinnhold på 10 ppm, ledes gjennom en ledning 226 via en ventil 228, til en filteranordning 100, slik som beskrevet ovenfor. Fjernet vann ledes deretter i en ledning 228 til en passende, hardhetsminskende anordning 230, og kan deretter for eksempel benyttes i en dampgenerator 232, til hvilken vannet føres i en ledning 234.

Anordningen vist i figur 3 styres, for eksempel elektronisk, av en passende styreanordning 250, som i tillegg til å styre ventiler 210, 220 og 228, også styrer pumpevirkningen til pumpen 214, og kan ved hjelp av en passende anordning 256 for nivåregulering styre væskenivået i skummeren 204.

Anordningen av en varmer/behandler 207 er funnet å være særdeles nyttig ved at den bevirker tilførsel av varmt vann som fremmer virkningen til skummeren 204. Varmeren/behandleren kan særlig tilføre varmt vann periodisk til skummeren.

Det beskrevne arrangement er omtalt bare som en forklaring, og mange modifikasjoner kan gjøres uten å avvike fra oppfinnelsens idé og omfang definert i de etterfølgende patentkrav.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for separering av olje- og vannkomponenter i en blanding fra hverandre ved bruk av en hydrosyklon, til hvilken blandingen tilføres, idet hydrosyklonen drives slik at en del av den mindre tunge olje-komponent i blandingen strømmer ut fra et spissutløp (23) i hydrosyklonen i form av små dråper, i den tyngre komponent i blandingen, karakterisert vedat materialet som strømmer fra spissutløpet (23) tilføres en filteranordning (100) for å bevirke fortsatt separering av dette, mens oljekomponenten fra et kjerneutløp (34) ledes utenom filteret, og at vannkomponenten fra spissutløpet (23) ledes gjennom en trykkreduserende innretning (50) før den kommer til filteranordningen (100).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat materialet fra spissutløpet (23) ledes til en filteranordning som omfatter et filter med aktivt kull, og/eller et filter med omvendt osmose, eller et filter med aktiv leire.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat blandingen ledes gjennom en blande- og/eller oppholdstank (90) før den føres inn i hydrosyklonen, for å oppnå koalesens av i det minste den ene komponent.

4. Separator for separering av en blanding av olje og vann, idet oljen foreligger som små dråper, omfattende en hydrosyklon som har et separeringskammer (12, 14, 16) med et innløp (26) for innstrømning av blandingen som skal separeres, et kjerneutløp (34) for utslipp av den mindre tunge oljekomponent i blandingen og et spissutløp (23) for utslipp av den tyngre vannkomponent i blandingen, karakterisert vedat en filteranordning (100) er tilkoblet for å motta utslipp fra spissutløpet (23), idet filteranordningen bevirker en fortsatt separering av de små dråper av olje fra den tyngre vannkomponent, for å fjerne hovedsakelig all den resterende oljen fra vannkomponenten, idet den mindre tunge oljekomponenten fra kjerneutløpet (34) og den tyngre vannkomponenten fra spissutløpet (23) følger hver sin strømningsbane fra syklonen, ved at oljekomponenten ikke ledes til filteranordningen, som har et utløp (58) for vannet som restinnholdet av olje hovedsakelig er fjernet fra, og at separatoren omfatter en trykkreduserende innretning (50), hvorved materialet under bruk ledes fra spissutløpet og gjennom denne innretningen (50) før det føres til filteranordningen (100).

5. Separator som angitt i krav 4, karakterisert vedat den omfatter en blande- og/eller oppholdstank (90), gjennom hvilken blandingen som skal separeres ledes før den føres til hydrosyklonen, for å oppnå koalesens av i det minste den ene komponent.

6. Separator som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert vedat blande- og/eller oppholdstanken (90) er utstyrt med midler for å tilføre kjemikalier i blandingen, for å bevirke sammenløping i blandingen.

7. Separator som angitt i hvilket som helst av kravene 4-6, karakterisert vedat blande- og/eller oppholdstanken (90) omfatter midler for tilførsel av varmt vann eller et annet fluid i væskeblandingen i denne.