NO317889B1 - Fremgangsmate for separasjon av bestanddelene av en dispersjon - Google Patents

Fremgangsmate for separasjon av bestanddelene av en dispersjon Download PDF

Info

Publication number
NO317889B1
NO317889B1 NO20006568A NO20006568A NO317889B1 NO 317889 B1 NO317889 B1 NO 317889B1 NO 20006568 A NO20006568 A NO 20006568A NO 20006568 A NO20006568 A NO 20006568A NO 317889 B1 NO317889 B1 NO 317889B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
dispersion
electric field
pulsating
stated
frequency
Prior art date
Application number
NO20006568A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20006568D0 (no
NO20006568L (no
Inventor
Norbert Klippel
Ole-Morten Midtgard
Original Assignee
Aibel As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aibel As filed Critical Aibel As
Publication of NO20006568D0 publication Critical patent/NO20006568D0/no
Publication of NO20006568L publication Critical patent/NO20006568L/no
Publication of NO317889B1 publication Critical patent/NO317889B1/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/06Separation of liquids from each other by electricity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ved separasjon av bestanddelene av en dispersjon ifølge ingressen i patentkrav 1.
Ingressen i patentkrav 1 angir teknikkens stand ifølge publikasjonen av P.J. Bailes og S.K.L. Larkai, "AN
EXPERIMENTAL INVESTIGATION INTO THE USE OF HIGH VOLTAGE
D.C. FIELDS FOR LIQUID PHASE SEPARATION" i: Trans IChemEr Vol. 59, 1981, s. 229 - 235. Der er det beskrevet at det for separasjon av bestanddelene av en dispersjon, såsom f.eks. vann fra olje, er en pulserende likespenning med en frekvens i frevkensområdet 1 Hz - 60 Hz mere virksom enn en konstant likespenning, idet formen av pulsene har kun en ubetydelig innflydelse. Bl.a. ble den midlere strømstyrke og den maksimale spenningsgradient hele tiden målt over dispersjonen. Høyspenningselektroden var isolert med pleksiglass, idet tynnere skikttykkelser (3mm) ved lik pålagt spenning har gitt en større feltgradient i dispersjonen enn tykkere skikttykkelser (til 13 mm).
Fra EP 0 051 463 Bl er det kjent å føre en dispersjon av en elektrisk ledende væske i en isolervæske, f.eks. vann i ol-je, på en strømningsvei forbi elektroder med en pulserende likespenning på < 15 kV og med en frevkens i området på 1 Hz - 60 Hz. Lavspenningselektroden var i forhold til dispersjonen ikke elektrisk isolert, mens høyspenningselektro-den var elektrisk isolert ved hjelp av pleksiglass. Den maksimale feltstyrke mellom elektrodene på strømningsveien lå under 1100 V/cm, fortrinnsvis under 100 V/cm. Volumet av den elektrisk ledende væske hadde av dispersjonens totalvo-lum en andel på > 40 %, fortrinnsvis 50 %. Efter å ha blitt ført gjennom det elektrostatiske felt avleiret dispersjonens bestanddeler seg i en sedimenteringstank, hvorefter de ble separert. Det er angitt at den optimale frekvens av den pålagte pulserende likespenning er avhengig av tykkelsen av høyspenningselektrodens isolerskikt.
I publikasjonen av P.J. Bailes og S.K.L. Larkai: "LIQUID PHASE SEPARATION IN PULSED D.C. FIELDS", Trans IChemE, Vol. 60, 1982, s. 115 - 121, er det angitt en formel for bestem-meise av den optimale frekvens av den pulserende likespenning i avhengighet av dielektrisitetskonstanten, ledeevnen og tykkelsen av isolerskiktene på elektrodene. Der ble det arbeidet med pulserende likespenninger i området på 0,2 kV
- 10 kV ved frekvenser i området 0,5 Hz - 60 Hz.
Ifølge oppfinnelsen slik som definert i patentkrav 1, løses oppgaven ved å videreutvikle en fremgangsmåte ved separasjon av bestanddelene av en dispersjon av den innlednings-vis nevnte art slik at den gir muliggjør en mer effektiv separasjon.
Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er definert i de uselvstendige krav.
En fordel ved oppfinnelsen består i at en spesielt rimelig og driftssikker produksjon blir mulig. Ved de løpende må-linger av den elektriske ledeevne kan pulsasjonsfrekvensen av det elektriske felt styres til enhver tid slik at det oppnås en optimal separasjon av dispersjonsbestanddelene. Svingninger i dispersjonens ledeevne erkjennes således i rett tid før det oppstår en dårlig separasjon på grunn av en ikke optimal pulsasjonsfrekvens. Således kan det sikres en kontinuerlig, optimal separasjon også når beskaffenheten av inngangsdispersjonen svinger. Således kan f.eks. produk-sjonsprosessen av råolje fra en olje-saltvannblanding til-passes svingninger i inngangsvanninnholdet.
En fordelaktig tilpasning av frekvensen er ikke begrenset til kun et pulserende likespenningsfelt. Den kan også gjen-nomføres for en koagulator som drives med vekselspenning. Således kan en konvensjonell koagulator som er tilrettelagt for drift med 50 Hz eller 60 Hz nettfrekvens, modifiseres i eftertid gjennom installasjon av en ledningsevnemålecelle og en frekvensomformer slik at det oppnås et forbedret se-parasjonsresultat.
Kombinasjon av seriekoblede koagulatorenheter gjør det mulig, separat å optimere den elektriske oppladning av vanndråpene og deres bevegelse i det elektriske felt. Opplad-ningen kan optimeres ved hjelp av et trinn med mest mulig høy ladningsoverføring ved relativt høye strømmer. For be-vegelsen av de således oppladede dråper er da igjen det yt-re elektriske felt bestemmende. Dette kan i et 2. trinn holdes meget høyt ved å pålegge en høy vekselspenning over isolerte elektroder uten at det flyter noen nevneverdig ak-tiv strøm.
Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp av utførelseseksempler. Den eneste figur viser skje-matisk et separasjonsanlegg for gjennomføring av sepa-rasjonsfemgangsmåten.
I et separasjonskar hhv. koagulasjonskar (2) tilføres via en ventil (1) en suspensjon hhv. dispersjon (S) med et
elektrisk ledende dispergat (4), fortrinnsvis vann hhv. H20 som er dråpeformet suspendert hhv. dispergert i en isolervæske (3), fortrinnsvis olje. Herved er andelen av dispergatet (4) i dispersjonen (S) fortrinnsvis < 40 %. Ved inngangssiden er det i koagulasjonskaret (2) anordnet en de-tektor for dispersjonens (S) elektriske ledeevne <J2, dvs.
en ledeevnedetektor (6) som på utgangssiden tilfører et med dispersjonens (S) ledeevne 02 proporsjonalt målesignal (S6) til en frekvensgenerator hhv. en frekvensstyringsinnretning (7). Denne frekvensstyringsinnretning (7) leverer på utgangssiden et frekvenssignal (f) med en for separasjonen av dispersjonsbestanddelene: isolervæske (3) og dispergat (4), optimal frekvens (f) for en pulserende ladelikespenning (Ul) til en pulsgenerator (8), for en pulserende separasjonsspenning (U2) til en pulsgenerator (9) samt for en se-paras jonsvekselspenning (U3) til en sinusgenerator (10), hver med justerbar frekvens. Pulsgeneratorene (8, 9) er li-kespenningsnettapparater hvis høyspenning kobles inn og ut periodisk primær- eller sekundærsidig.
I koagulasjonskaret (2) er det anordnet et elektrodepar (El, El')- I dispersjonens (S) strømningsretning følger efter hverandre 2 elektrodepar (E2, E2'; E3, E3') som er anordnet på yttersiden av det elektrisk isolerende koagulasjonskar (2). Elektrodene (El, E2, E3) er spenningsføren-de og elektrodene (El', E2<1>, E3') er jordet. Mens ladee-lektrodene (El, E<1>) på inngangssiden kan forbli uten belegg på grunn av den relativt lave pulserende ladelikespenning, er de etterfølgende separasjonselektroder (E2, E2') hhv.
(E3, E3') på grunn av de relativt høye spearasjonsspen-ninger (U2, U3) overtrukket hhv. belagt med en isolasjonsskikttykkelse dc på 3 - 10 mm. I det viste utførelseseksem-pel er denne isolasjonsskikttykkelse (dc) lik tykkelsen av koagulasjonskarets (2) vegg på elektrodesiden. Indeksen c vedrører her det respektive isolasjonsskikt (ES2, ES2'; ES3, ES3<1>). ds betegner dispersjonens (S) tykkelse mellom isolasjonsskiktene (ES2, ES2') hhv. mellom (ES3, ES3'}, dvs. avstanden mellom isolasjonsskiktene av et elektrodepar, som ligger i området 1-10 cm.
Ladeelektroden (El) får fra pulsgeneratoren (8) den pulserende ladelikespenning (Ul) med en spenningsamplitude på 500 V - 5 kV. Alternativt kan en ladelikespenning (Ul=) eller en ladevekselspenning (Ul~) med samme amplitude som (Ul) anvendes for elektrisk oppladning av vanndråpene (4) i isolervæsken (3).
Separasjonselektroden (E2) får fra pulsgeneratoren (9) den pulserende separasjonsspenning (U2) med en spenningsamplitude på 5 kV - 30 kV. Alternativt kan separasjonsveksel-spenningen (U3), som antydet stiplet, pålegges separasjons-elektroden (E2). Den kunne også pålegges den pulserende se-paras jonsspenning (U2) i stedet for separasjonsveksel-spenningen (U3) på den bakerste separasjonselektrode (E3) i dispersjonens (S) strømningsretning, idet sepa-ras jonsvekspenningen (U3) er pålagt separasjons-elektroden (E2) som er anordnet foran i strømningsretning (ikke vist).
Den elektriske ladning som er overført til separasjons-elektroden (E2), registreres via en integrert måling av den elektriske strøm (i), og overføres av en dataomformer (11) til en datastyrt bedømmelsesinnretning (ikke vist) som op-tisk signal.
Frekvensen (f) på utgangen av frekvensstyringsinnretningen (7) bør ikke avvike mer enn -50% og +100%, fortrinnsvis ikke mer enn + 20% fra en beregnet optimal frekvensverdi fx = 1/(2 • 7i • x) med
t e0 • (d3 • ec + dc • es) / (ds • ctc + dc • crs)
= relaksasjonstid av c.
oc = elektrisk ledeevne av c,
sc = dielektrisitetskonstant av c,
es = dielektrisitetskonstant av S,
so = dielektrisitetskonstant av vakuum,
ds = dispersjonens S tykkelse,
dc = isolasjonsskikttykkelse,
cts = dispersjonens S elektriske ledeevne.
Fortrinnsvis ligger denne frekvens (f) i frekvensområde
> 60 Hz - 1 kHz.
Den bakre separasjonselektrode (E3) på strømningssiden får sin separasjonsvekselspenning (U3) fra sinusgeneratoren (10) eller en høyspenningstransformator (ikke vist) som ikke direkte er koblet til nettfrekvensen.
Mens det pulserende elektriske felt mellom 2. elektrodepar (E2, E2') overveiende sørger for en høy oppladning av vanndråpene (4) i dispersjonen (S), bevirker det elektriske felt mellom 3. elektrodeparet (E3, E3') overveiende deres vandring i det bipolare felt. Med denne 2-trinns separasjonsfremgangsmåte, dvs. ved manglende 1. elektrodepar (El, El'), oppnår man en høyere virkningsgrad ved separasjonen av dispersjonens (S) dispersjonsbestanddeler (3, 4) enn ved en 1-trinns separasjonsfremgangsmåte med kun det 2. elektrodepar (E2, E2').
Ved hjelp av det 1. elektrodepar (El, El') som er anordnet på strømningssiden foran det 2. elektrodepar (E2, E2'), og som drives med en lavere elektrisk lade-likespenning (Ul) i et område på 500 V - 5 kV ved relativt høy strøm, oppnår man en ytterligere forbedring ved den elektriske oppladning av vanndråper (4) og således en betydelig økning av separa-sjonsfremgangsmåtens virkningsgrad. Således blir den elektriske feltstyrke mellom 2. elektrodepar (E2, E2') holdt høyere og strømmen (i) til 2. elektrodepar (E2, E2') mindre enn ved 1. elektrodeparet (El, El') for å bevirke en sterk bevegelse av de elektrisk ladede vanndråper (4) mot elektroden (E2). Dessuten kan 3. elektrodeparet (E3, E3') være anordnet og bevirke en ytterligere forbedring av separasjons fremgangsmåtens virkningsgrad.
På utgangssiden er koagulasjonskaret (2) koblet til et se-dimenteringskar (5) fra hvilket en utskilt isolervæske (3') og dispergatet (4) kan føres bort særskilt.
Det er klart at elektrodene (El, E2, E3) ikke behøver å være jordet. Jordingen kan også være utført omvendt (med hensyn til avbildningen). Polariteten av den pulserende se-paras jonsspenning (U2) kan velges fritt.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte ved separasjon av bestanddelene (3, 4) av en dispersjon (S) med et elektrisk ledende dispergat (4) som er dispergert i en isolervæske (e), a) idet denne dispersjon (S) blir ledet gjennom minst ett pulserende elektrisk felt og b) dispergatet (4) blir derefter separert fra isolervaesken (3), karakterisert vedc) at den elektriske ledeevne as av denne dispersjon (S) måles kontinuerlig eller diskontinuerlig og d) at frekvensen av pulsasjonene av det elektriske felt styres avhengig av dispersjonens (S) målte ledeevne as.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert veda) at frekvensen (f) av pulsasjonene av det elektriske felt avviker ikke mer enn -50 % og +100 % fra en beregnet frekvensverdi Fx = 1/(2 • n • x) med t = Sq • (ds <*> sc + dc • ss) / (da • crc<+> dc • os), c = isolasjonsskikt (ES2, ES2', ES3, ES3') på elektro dene (El, E2'; E3, E3') for å pålegge det pulserende elektriske felt, dc = tykkelsen av et isolasjonsskikt av c, ds = tykkelsen av S mellom disse isolasjonsskikt (ES2, ES2'; ES3, ES3<1>), o"c, Og = elektrisk leddevne av c hhv. S, sc, ss = dielektrisitetskonstant av c hhv. S, Eo = dielektrisitetskonstant av vakuum, b) spesielt at denne frekvens (f) for pulsasasjonene ikke avviker mere enn + 20 % av denne beregnede frekvensverdi f x-
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det pulserende elektriske felt er et felt av en bipolar elektrisk vekselspenning (U3).
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert veda) at dispersjonen (S) ledes gjennom to i strømningsretning efter hverandre følgende pulserende elektriske felt, b) at ett av de to elektriske felt er et elektrisk felt av en pulserende likespenning (U2) og c) at det andre er et elektrisk felt av en vekselspenning (U3) .
5. Fremgangsmåte som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at elektrisk ledende dråper (4) i isolervæsken (3) i et elektrisk felt av en la-despenning (Ul, Ul=, Ul~) lades opp elektrisk inntil 5 kV før de utsettes for i det minste ett pulserende elektrisk felt av en pulserende separasjonsspenning (U2, U3) for separasjon av dispersjonens (S) bestanddeler (3, 4).
6. Fremgangsmåte som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at andelen av dispergatet (4) i dispersjonen (S) er < 40 %.
7. Fremgangsmåte som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at isolervæsken {3} er ol je.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at dispergatet (4) er vann.
9. Fremgangsmåte som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at frekvensen (f) av pulsasjonene av minst ett pulserende elektrisk felt ligger i frekvensområde > 60 Hz - 1 kHz.
NO20006568A 1999-12-27 2000-12-21 Fremgangsmate for separasjon av bestanddelene av en dispersjon NO317889B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999163351 DE19963351B4 (de) 1999-12-27 1999-12-27 Verfahren zur Trennung der Bestandteile einer Dispersion

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20006568D0 NO20006568D0 (no) 2000-12-21
NO20006568L NO20006568L (no) 2001-06-28
NO317889B1 true NO317889B1 (no) 2004-12-27

Family

ID=7934728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20006568A NO317889B1 (no) 1999-12-27 2000-12-21 Fremgangsmate for separasjon av bestanddelene av en dispersjon

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6428669B2 (no)
EP (1) EP1114664B1 (no)
BR (1) BR0006382B1 (no)
DE (2) DE19963351B4 (no)
DK (1) DK1114664T3 (no)
NO (1) NO317889B1 (no)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6726743B2 (en) * 2002-06-18 2004-04-27 3M Innovative Properties Company Electrostatic deaeration method and apparatus
FR2871070B1 (fr) * 2004-06-02 2007-02-16 Commissariat Energie Atomique Microdispositif et procede de separation d'emulsion
NO20065562L (no) * 2006-12-01 2008-06-02 Fmc Kongsberg Subsea As Elektrisk coaloscer
US7927479B2 (en) * 2006-12-20 2011-04-19 Exxonmobil Research And Engineering Company Focused beam reflectance measurement to optimize desalter performance and reduce downstream fouling
GB2457494B (en) 2008-02-15 2012-04-25 E2V Tech Uk Ltd RF heating of a dielectric fluid
WO2015148146A1 (en) * 2014-03-24 2015-10-01 Board Of Regents, The University Of Texas System Eliminating fouling in hydrocarbon pipelines by electrical techniques
US10112850B2 (en) 2015-03-31 2018-10-30 Cameron Solutions, Inc. System to reduce interface emulsion layer formation in an electrostatic dehydrator or desalter vessel through use of a low voltage electrostatic interface emulsion treatment system inside the vessel
HUE051205T2 (hu) 2016-01-29 2021-03-01 Borealis Ag Eljárások legalább egy emulzió kezelésére villamos tér alkalmazásával
CN105833565A (zh) * 2016-05-18 2016-08-10 天津大学 一种用于非共沸工质组分调节的顺流式t形管组分调节器
US10537830B2 (en) 2018-02-05 2020-01-21 Saudi Arabian Oil Company Method and apparatus for promoting droplets coalescence in oil continuous emulsions
SG11202105361XA (en) * 2018-11-21 2021-06-29 Schlumberger Technology Bv Power unit phase angle for separation unit control
WO2021091990A1 (en) * 2019-11-05 2021-05-14 Schlumberger Technology Corporation Self-tuning of power units for electrical separators

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4988427A (en) * 1990-04-30 1991-01-29 Wright William E Liquid/solid separation unit

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1582040A (en) * 1977-09-06 1980-12-31 Maloney Crawford Corp Dual field electric treater
DE3176445D1 (en) 1980-11-01 1987-10-22 Univ Bradford Settling of liquid dispersions
US4409078A (en) * 1981-04-20 1983-10-11 Exxon Research And Engineering Co. Methods and apparatus for electrostatically resolving emulsions

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4988427A (en) * 1990-04-30 1991-01-29 Wright William E Liquid/solid separation unit

Also Published As

Publication number Publication date
DE19963351B4 (de) 2004-10-28
EP1114664B1 (de) 2006-05-31
US6428669B2 (en) 2002-08-06
BR0006382B1 (pt) 2009-08-11
NO20006568D0 (no) 2000-12-21
NO20006568L (no) 2001-06-28
BR0006382A (pt) 2001-08-07
DE50012853D1 (de) 2006-07-06
US20010017264A1 (en) 2001-08-30
DK1114664T3 (da) 2006-10-02
DE19963351A1 (de) 2001-07-05
EP1114664A1 (de) 2001-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO317889B1 (no) Fremgangsmate for separasjon av bestanddelene av en dispersjon
EP0051463B1 (en) Settling of liquid dispersions
WO2008127932A1 (en) High velocity electrostatic coalescing oil/water separator
US20110266152A1 (en) Electrostatic Coalescing Device
EP2386191B1 (en) A method and apparatus for an efficient hydrogen production
CN102612246A (zh) 静电消除器
ZA200403934B (en) An electrostatic separator
CN109521322A (zh) 一种可控电压源接地电流全补偿的补偿电压确定方法
US2221997A (en) Corrosion preventative
US20240024798A1 (en) Power unit phase angle for separation unit control
WO2005060617A3 (en) Method of and apparatus for electrostatic fluid acceleration control of a fluid flow
US4056451A (en) Dual field electric treater
CN105116211A (zh) 一种悬浮型相电压测量装置
GB183768A (en) Method and device for separating suspended particles from electrically insulating fluids, especially gases
US11801457B2 (en) Self-tuning of power units for electrical separators
CN107267195B (zh) 煤焦油电脱盐脱水系统及方法
SE500491C2 (sv) Mätanordning innefattande minst en mätelektrod samt sätt att rengöra en mätelektrod
US2188695A (en) Electric precipitator
CN109782055A (zh) 一种中性点不接地系统电容电流测量方法及装置
SU180281A1 (ru) Электродегидратор «нефтяник»
GB696060A (en) Method and apparatus for the electrical treatment of liquids
US10835734B1 (en) High and low impedance systems and methods for the generation and use of constant intensity electric fields
Giubbilini Mobility measurement of large ions in air from a point-to-ring corona source
GB2171031A (en) Electrostatic separation of liquid dispersions
SU137870A1 (ru) Способ пеногашени

Legal Events

Date Code Title Description
CREP Change of representative

Representative=s name: HENRIK FRANSSON, C/O VETCO AIBEL AS, POSTBOKS 81,

CREP Change of representative

Representative=s name: BRYN AARFLOT AS, POSTBOKS 449 SENTRUM, 0104 OSLO,

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: SULZER MANAGEMENT AG, CH

MK1K Patent expired