NO771382L - Apparat for p}visning av olje i vann. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt forurensnings-kontroll og mer bestemt et system for å forbedre den. totale nøyak-tighet, pålitelighet og nyttbar levetid til utstyr for overvåking av elver som inneholder "olje" og/eller andre fluorescerende produkter.

En sammenfatning av de lover eller forordninger som gjelder oljeutslipp er angitt i et foredrag av William K. Tell, Jr. Texaco, Inc., med tittel "Summary of Laws and Regulations Governing Spills and Discharges of Oil" . Foredraget ble holdt ved "Joint Conference of Prevention and Control of Oil Spills", 15.-17. juni 1971 i Washington D.C. og fremgår av protokollen som ble publisert av the American Petroleum Institute. Denne publikasjon antyder at man i de senere år har erfart en veritabel eksplosjon av lover og .forordninger i forbindelse med miljøvern. Utviklingen av nye og forbedrede kontrollsystemer for påvising av olje i vann er et vesentlig resultat av denøkende oppmerksomhet på dette om-råde. Foreliggende oppfinnelse er rettet mot et kontrollsystem for påvising av olje i vann, hvilket kontrollsystem anvender en energikilde såsom ultrafiolett lys som er rettet inn i en prøve-celle eller et prøverør for å detektere tilstedeværelsen av olje og/eller andre fluoriscerende produkter i vannet som kontrolleres. Filmer og annen ansamling på veggene i prøverøret fjernes effek-tivt for å hindre unøyaktige målinger på grunn av ansamlingen.

I en artikkel med tittel "Characterization.of Crude and Residual-Type Oils by Fluorescence Spectroscopy" av Alfred D. Thruston, Jr. og R.W. Knight,Southwest Water Laboratory, Federal Water Quality Control Administration, U.S. Department of Interior, publisert i Environmental Science and Technology, volume 5, nr. 1, Januar 1971, angir at muligheten til -å finne frem til kilden for et oljeutslipp som forurenser en strand, en elv eller en havn, er av vesentlig betydning for håndhevelse av forordninger i forbin- deise med vannforurensning. Artikkelen indikerer at fremgangsmåten ble utviklet for å bestemme fluorescens-intensitetene og bølgetallene for sammenligning av forskjellige råoljer og spill-oljer. Fremgangsmåten ble benyttet på prøver fra et virkelig oljeutslipp og bekreftet resultatene av infrarød- og metallana-lyser.

US patent nr. 2 591 7 37 omhandler en fremgangsmåte og et apparat for påvising av råolje i boreslam. Dette patent-skrift antyder at der blandt de tidligere kjente fremgangsmåter for påvising av olje i borefluid og i borekaks, var en fremgangsmåte hvor overflaten til fluidprøver og kaksprøver ble utsatt for ultrafiolett lys som frembringer fluorescens i de forøvrig usyn-lige oljepartikler og gjør dem synlige som følge av fluorescens-effekten.

Analysesystemer for påvising av olje i vann fremstilles av Teledyne Analytical Instruments Company, California. I en brosjyre som viser deres modeller 661R, 661C, 660R og 660C uttales følgende "Påvising av olje ved hjelp av en ultrafiolett-anylsator er en praktisk anvendelse av Beer's lov. Denne lov er en matematisk angivelse av forholdet mellom oljekonsentrasjonen og den energimengde som oljen i prøven absorberer i en celle av fast lengde." Systemet angår ikke direkte problemet med ansamlinger på prøverørets vegger. Kontrollutstyr for påvising av olje i vann fremstilles også av Baird-Atomics, Inc., Massachusetts og av Wilkes Scientific Corporation, Connecticut.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et system for å holde prøvecellen i en kontrollinnretning for påvising av'olje i vann ren. Prøveceller i kontrollutstyr for påvising av olje i vann har en tendens til å utsettes for beleggdannelse som forårsaker unøyaktige målinger. Systemet er innbefattet i en kontrollinnretning for påvising av olje i vann, som omfatter en energikilde for å lede energi inn i prøvecellen og et påvisings-organ som påviser energi som utstråles fra prøvecellen. Der er anordnet et forråd av rensevæske og organer er anordnet for å overføre rensevæsken til prøvecellen istendenfor prøvefl.uidet i valgte tidsperioder med valgte tidsmellomrom. Ovennevnte samt andre trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av følgende nærmere beskrivelse av oppfinnelsen i sammenheng med tegningen, hvor: Figur 1 viser et kontrollsystem for påvising av olje

i vann.

Figur 2 viser et annet kontrollsystem for påvising

av olje i vann.

Figur 3 er et skjematisk flytdiagram over et rensesystem for kontrollsystemet vist. i figur 1. Figur 4 er et skjematisk flytdiagram over et rensesystem for kontrollsystemet vist i figur 2. Figur 5 viser et annet rensesystem for et kontrollsystem for påvising av olje i vann.

På figur 1 er vist et kontrollsystem for. påvising av olje i vann, som består av en lyskilde 1, en prøvecelle 2 og en detektor 3. Lys fra lyskilden 1 rettes inn i prøvecellen 2 og lysenergi som stråler ut fra prøvecellen 2 registreres av detektoren 3 som reagerer på oljens lysenergikarakteristikk. Lyskilden 1 kan f.eks. være en kvikksølvlampe som leder lysenergien gjennom et ekssiteringsfilter med en skjerm som leder lysenergien inri. i prøverøret 2. Detektoren 3 kan være en fotomultipliserings-detektor som er slik plassert at den mottar lysenergi som stråler ut fra prøverøret 2. Detektoren 3 kan innbefatte en skjerm som

leder lysenergien som stråler ut fra prøverøret 2 gjennom et emi-sjonsfilter til fotomultipliseringsdetektoren. Detektoren 3 reagerer på oljens lysenergikarakteristikk. Kontrollsystemet for påvisning av olje. i vann av denne type er omtalt ovenfor.

Det har vist seg at et vesentlig problem ved kjente vannkontrollsystemer har vært tendensen til oppbygging av en oljefilm og et belegg såsom kalsiumkarbonat på prøverørets vegger méd derav følgende unøyaktige målinger. Den egentlige årsak til slikt belegg er ikke kjent, men en antar at det skyldes at lysenergien påvirker de kjemiske bestanddeler i prøven som kontrolleres. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et system som i vesentlig grad reduserer og/eller eliminerer unøyaktigheter som oppstår på grunn av ansamlinger på prøverørets vegger.

På figur 3 er vist et flytdiagram av et system for rensing av prøverøret 2 i vannkontrollsystémet vist på figur 1. En rensevæske fra tanken 4 sirkuleres gjennom prøverøret 2 under en vaskesyklus. Under den normale kontrolloperasjon ledes vannet som kontrolleres fra et innløp ved 5'gjennom en treveisventil 6 inn I prøverøret 2. Vannet som kontrolleres strømmer fra prøve-røret 2 gjennom en treveisventil 7 og strømmer ut av systemet ved 8. Ved valgte tldsmellomrom avbrytes kontrollen og systemet plasseres i vaskesyklusen. Ventilene 6 og 7 påvirkes til å avstenge strømmen av vann som kontrolleres fra innløpet ved 5 og rensevæske fra tank 4 pumpes ved hjelp av pumpen 9 gjennom treveisventilen 6 inn i prøverøret 2. Rensevæsken fjerner ansamlinger på prøverørets 2 vegger og ledes gjennom treveisventilen 7 tilbake til tanken 4,

Ifølge foreliggende oppfinnelse har en funnet at kontinuerlig nøyaktige målinger kan oppnås ved periodisk å sirku-lere rensevæsken fra tanken 4 gjennom prøverøret 2. Ansamlingen av olje og/eller andre avsetninger på prøverørets 2 vegger fjernes, og nøyaktige målinger oppnås ved hjelp av vannkontrollsystémet.. F.eks. har man oppnådd gode resultater med en rensevæske som innbefatter et rensemiddel og en organisk kjelstensinhibitor av fos-fattypen. Rensemiddelkomponentén kan bestå av en modifisert kokos-alkanolamid, etylenglykolmonobutyleter, monoalkylfenol [10-1/2 mol ETO] og vann. Den organiske kjelstensinhibitorkomponent av fosfat-typen kan bestå av en nøytral blanding av 'fosforsyre, polyakryl-syre og vann. Det omtrentlige forhold mellom rensemiddelkomponentén og kjelstensinhibitorkomponenten er to deler rensemiddel til én del kjelstensinhibitor.

På figur 2 er vist en annen utføringsform av et kontrollsystem for påvising av olje i vann. Denne utføringsform muliggjør kontinuerlig kontroll av en vannprøve. Lys fra en lys^-kilde 10 rettes selektivt inn i enten et første prøverør 11, et andre prøverør 12 eller en standard 13. Lys som avgis fra hen-holdsvis det første prøverør 11, det andre prøverør 12 eller standardcellen 13 rettes mot en detektor 14. Prøveholdérenheten 15 er innrettet til å beveges slik at lysstrålen rettes enten inn

i det første prøverør 11, det andre prøverør 12 eller standard 13. Lys som avgis fra det respektive prøverør rettes mot en detektor 14. Detektoren 14 påviser tilstedeværelsen av olje ved at den

registrerer lysbølgelengder karakteristiske for olje. Systemet anvender en prøvesyklus og en vaskesyklus for hvert prøverør, og ved å benytte to prøverør muliggjøres kontinuerlig, uavbrutt kontroll av vannprøven.

Som tidligere nevnt er det et vesentlig problem ved tidligere kjente kontrollsystemer for påvising av olje i vann at en oljefilm og et belegg såsom kalsiumkarbonat bygges opp på prøve-rørveggene og forårsaker unøyaktige målinger. Den egentlige årsak til belegget er ikke kjent, men man antar at det skyldes at ultrafiolett lys påvirker de kjemiske bestanddeler i prøven som kontrolleres. Foreliggende oppfinnelse innbefatter en vaskesyklus i et kontrollsystem for påvising av olje i vann, hvorved elimineres unøyaktigheter som oppstår på grunn av avsetninger på prøverøret, og samtidig oppnås mulighet for kontinuerlig kontroll.

På figur 4 er vist et flytdiagram hvor en vaskevæske fra tank 16 kan sirkuleres vekselvis gjennom enten det første prøve-rør 11 eller det andre prøverør 12. Samtidig med at vaskevæsken sirkuleres gjennom et prøverør ledes vannprøven gjennom det andre prøverør. Som vist på figur 4 ledes vannet som kontrolleres fra et innløp ved 17 gjennom en ventil 18 inn i det andre prøverør 12. Vannprøven strømmer fra prøverøret 12 gjennom en flerportsventil 19 og strømmer ut av systemet ved 20. Samtidig pumpes vaskevæsken ved tank 1.6 ved hjelp av en pumpe 21 og ledes gjennom en ventil 18 inn i det første prøverør 11. Vaskevæsken fjerner avsetninger på veggene til det første prøverør 11 og strømmer gjennom en ventil 19 tilbake til tank 16. Ved periodiske tidsintervaller påvirkes ventilene 18 og 19 av en felles aktuator 22 slik. at vann som kontrolleres ledes gjennnom det første prøverør 11 og rensevæsken gjennom det andre prøverør 12. Pumpen 21 er forbundet med tank 16 ved en ledning 23 og til ventilen 18 via en ledning 24.

Ventilen 18 innbefatter en portåpning 25 koplet slik at den mottar vannprøven som skal kontrolleres. Vannet som kontrolleres ledes ut av ventilen 18 enten gjennom portåpningen 26 i den første stilling eller gjennom en portåpning 27 i den andre stilling. Ventilen 18 innbefatter en portåpning 28 som er koplet til rensevæskeutløpet i tanken 16. Rensevæsken ledes fra ventilen 18 enten gjennom portåpningeb 29 i den første stilling eller 30 i den andre stilling. Ventilen 19 innbefatter en port 31 som er koplet for utløp av vannet som kontrolleres. Vannet som kontrolleres ledes inn i ventilen 19 enten gjennom en port 32 i den førs-te stilling eller 33 i den andre stilling. Ventilen 19 innbefatter en portåpning 34 som er koplet for retur av rensevæsken til tank 16. Rensevæsken ledes inn i ventilen 19 enten gjennom en port 35 i den første stilling eller en port 36 i den andre stilling.

Aktuatoren 22 kan være en vanlig aktuator for start av pumpen 21, for omstilling av ventilen 18 og for samtidig omstilling av ventilen 19, eller den kan være en gruppe separate aktua-torer eller hvilken som helst ønsket kombinasjon. Den kan enten være manuelt betjent eller den kan være en programmerbar innretning som påvirker hver i en forutbestemt rekkefølge basert på hvilken som helst ønsket parameter såsom tid eller strømnings-volum. Generelt,er detønskelig at ventilen 19 påvirkes noe senere enn ventilen 18 for å hindre at vann som kontrolleres strøm-mer til rensevæsketanken. Standard-prøvecellen 13 utgjør en kali-breringsstandard. Der er ingen strømning gjennom standardcellen 13....

På figur 5 er vist en annen utføringsform av et system for rensing av et prøverør i et kontrollsystem for påvising av olje i vann. En rensevæske fra tank 4 3 sirkuleres gjennom et •prøverør 39 under en vaskesyklus. Under den normale kontrolloperasjon ledes vannet som kontrolleres fra et innløp 37 gjennom en treveisventil 38 inn i prøverøret 39. Vannet som kontrolleres strømmer fra prøverøret 39 gjennom en treveisventil 40 og strømmer ut av systemet. Ved valgte tidsintervaller avbrytes kontrollen .og systemet plasseres i en vaskesyklus. Ventilene 38 og 40 påvirkes for å avstenge strømmen av vann som kontrolleres fra innløpet ved 37 og rensevæske fra tanken 43 pumpes ved hjelp av en pumpe 42 gjennom treveisventilen 38 inn i prøverøret 39. Rensevæsken fjerner avsetninger på prøverørets 39 vegger og ledes gjennom treveisventilen 40 tilbake til tank 43. Ventilene 38 pg 40 påvirkes ved hjelp av en programmerbar innretning 41.. Den programmerbare innretning 41 er en sekvensklokke som vil påvirke ventilene 38 og 40 og starte pumpen 42 i en forutvalgt rekkefølge. Det skal for-stås at andre kjente programmerbare innretninger kan anvendes istedenfor innretningen 41. Ventilen 40 påvirkes noe senere enn ventilen 38 for å hindre at vann som kontrolleres ledes inn i rensevæsketanken. Tidsforsinkelsen for påvirkning av ventilen 40 er den tid væsken bruker på å strømme fra ventilen 38 til ventilen 40 .

Den programmerbare innretning 41 vil.tillate vann som kontrolleres å sirkuleres gjennom prøverøret 39 i en forutvalgt tidsperiode, f.eks. seks timer. Ved dette tidspunkt vil den programmerbare innretning 41 påvirke ventilen 38 til å avstenge vannstrømmen fra vanninnløpet 37 og åpne for innstrømning av rensevæske fra tanken 43. Samtidig vil den programmerbare innretning 41 påvirke pumpen 42 til å starte sirkulering av rensevæske fra

tanken 4 3 gjennom prøverøret 39. Ettersom prøverøret og strøm-ningsledningene mellom ventilene 38 og 40 ved dette tidspunkt er

fylt med vann som kontrolleres påvirkes ikke ventilen 40, men til-later vannet som kontrolleres å sirkuleres fra systemet. Den programmerbare innretning 41 forsinker påvirkning, av ventilen 40. inntil grenseflaten mellom rensevæsken og vannet som kontrolleres når ventilen 40. Ventilen 40 påvirkes ved dette tidspunkt til å lede bare rensevæske tilbake til tank 43.

Claims (7)

1. Anordning ved kontrollsystem for påvising av olje i vann, omfattende en prø yecelle,en energikilde fra hvilken energi ledes inn i prøvecellen, og en detekteringsinnretning for detektering av energikarakteristikken til olje som kommer fra.prøve-cellen, karakterisert ved ventilorganer for overfø -ring av prøven til prøvecellen, et forråd av rensevæske, og ventilorganer for overføring av rensevæsken til prø vecellen.

2. Apparat for rensing av en fluorescens-kontrollinnretning for påvising av olje i vann, hvilken innretning omfatter en prøvecelle, en lyskilde for å lede lysenergi inn i prøvecellen, og en detekteringsinnretning for detektering av olje-fluorescens-karakteristikken som avgis fra prø vecellen, karakterisert ved en rensevæske, og ventilorganer for å overføre rensevæsken til prøvecellen.

3. Apparat for påvising av olje i en vannprøve, karakterisert ved et prøverør, en lyskildeinnretning for å lede lysenergi inn i prøverø ret, en detektorinnretning . for å detektere olje-lysenergikarakteristikken som avgis fra prøverøret, ventilorganer for å-lede vannprøven gjennom prøverøret, et rensevæskeforråd, og ventilorganer for å lede rensevæsken fra rensevæskeforrådet gjennom prøvecellen.

4. Fremgangsmåte for påvising av olje i en vannprøve, karakterisert ved overføring av prøven til en prøve-celle, innretting av en energistråle inn i prøvecellen, detektering av energi som avgis fra prøvecellen karakteristisk for olje, og overføring av en rensevæske til prøvecellen.

5. Apparat for påvising av olje i en vannprøve, karakterisert ved et prøverør, innløps-rørledningsor- . ganer for å lede vannprøven inn i prøverøret, utløps-rørlednings- organer for å lede vannprøven fra prøverøret, en beholder med rensevæske, første ventilorganer for selektiv avstengning av inn-lø ps-rørledningsorganene og for å lede rensevæsken inn i prøve-røret, andre ventilorganer for selektivt å lede rensevæsken fra. prøverøret, organer for å rette ultrafiolett lys inn i prøverøret, og organer for detektering av oljekarakteristiske lysbølgelengder som avgis fra prøverøret.

6. Anordning for påvising av olje. i en vannprøve omfattende et første prøverør, et andre prø verø r, en energikilde frå hvilken energi ledes inn i det første prøverør og det andre prøve-rør, og detekteringsorganer for detektering av oljekarakteristisk energi som kommer fra det første prøverør eller det andre prøve-rør, karakterisert ved at den omfatter organer for selektivt å lede vannprøven gjennom det første prøverør og selektivt gjennom det andre prø verø r, rensevæske i et rensevæskeforråd og organer for selektivt å lede rensevæsken fra rensevæskeforrådet gjennom det første prøverør og selektivt gjennom det andre prøverør.

7. Apparat for kontinuerlig påvising av olje i en vann-prøve, karakterisert ved et første prøverør, et andre prø verør,.organer for selektivt å lede vannprøven gjennom det første prøverør og selektivt gjennom det andre prøverør, rensevæske i et rensevæskeforråd og organer for selektivt å lede rensevæsken fra rensevæskeforrådet gjennom det første prøverør og selektivt gjennom det andre prøverør.