NO820168L - Separasjonsutstyr - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår innretning og fremgangsmåte

for fjerning av forurensninger fra en væske. Forurensningene kan være faststoffpartikler, som innbefatter avsetninger og voks og/eller en andre væske ikke blandbar med den første væsken, men finfordelt i denne.

Ved operasjoner hvor store mengder med oljeforurenset vann blir produsert som avløp, f.eks. ved oljeraffinering og vas-king av skipstanker, blir tilførselsvannet ofte tatt fra nærliggende kilder, f.eks. sjøen eller en elv. Etter bruk av vannet blir avløpet til slutt returnert til en naturlig kilde. Før returneringen av avløpet direkte til en kilde eller indirekte gjennom et kloakksystem må forurensende olje bli fjernet.

Det motsatte problemet finnes også, dvs. fjerningen av forurenset vann fra olje. Ved produksjon av råolje fra et olje-felt er det vanlig at den oljen som først blir produsert er i hovedsaken fri for vann. I løpet av levetiden til et olje-felt øker imidlertid forholdet mellom vann produsert med råolje og et punkt blir nådd hvor det kan være ønskelig å separere oljen fra det produserte vannet før transporten av olje fra brønnhodet enten ved rørledning eller tankere. I dette tilfelle kan det separerte vannet kreve rensing.

Flere anordninger for å behandle dette problemet er kjent

og koaleskeringspatroner som har stive elementer har i alminnelighet vist seg å bli de mest populære. Disse lider imidlertid av visse ulemper. Elementet, ofte et glassfiberelement, virker både som et koaleskeringsmedium og som et filter. Filtrerings-effekten betyr at patronen blir etterhvert blokkert av suspenderte faste stoffer fjernet fra strømmen under behandlingen. Når dette skjer må patronen bli erstattet av en annen. Dette er uønskelig. Patronskiftingen krever nedslåing, ventilering og rensing av den angjeldende koaleskeringsbeholderen og kost-naden ved transport, lagring og anbringelse av patronene må bli betraktet.

Det har nå blitt oppfunnet en innretning egnet for filtrering av faststoffer fra væsker idet den er kompakt og lett å regene-rere. Innretningen kan være modifisert for å forbedre kvali-teten på enten vann forurenset med olje eller olje forurenset med vann ved å bevirke at den dispergerte fasen koaleskerer og separerer.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en patron for fjerning av forurensning fra en væske, hvis patron innbefatter (a) et midtinnløp eller -utløp, (b) et omkretsmessig anordnet utløp eller innløp for radial strømning gjennom patronen, (c) en elastisk, spiralformet viklet plate gjennomtrengelig for væske, idet platens ene kant er fastgjort ved eller nær midtinnløpet eller -utløpet og idet den andre kanten er fastgjort ved eller nær utløpet eller innløpet anbrakt på kretsen og, (d) organ for stramming av platen.

Ved radialstrøm er ment strøm fra omkretsen til midten eller motsatt.

Platen er forholdsvis en perforert metallfolie eller en metall-duk.

Den spiralviklede platen er ved bruk. strammet for å tette spiralen for å danne et nettverk med fine kanaler.

Spolen kan bli strammet ved hjélp av oppvikling av spiralen ved hjelp av kjente innretninger, slik som spaker, håndtak eller gir og er fortrinnsvis låsbar i enhver ønsket stilling.

Patronen er med fordel benyttet i utstyr som innbefatter en beholder som har et innløp og et utløp, idet patronen er anbrakt mellom dem.

Patronen kan bli modifisert for å virke som en koaleskerer

ved å fastgjøre et lag med fibrer til den spiralviklede platen.Fibrene er valgt i samsvar med kravet over hydrofo-bisk eller hydrofilisk. Det er også nødvendig å betrakte.

affiniteten til det valgte fiber for typen av tilstedeværende (om noe) faststoff.

I alminnelighet skulle fiberdiameteren være i området fra

1 til 1000 pm.

Laget med fibre strekker seg fortrinnsvis ikke over platekan-tene for å lette fastgjøringen av sistnevnte.

Egnede fibermaterialer innbefatter natur og syntetiske pro-dukter slik som ull, bomull, rayon, nylon, polyakrylonnitril, polyetster og mineralull. Metallfibre kan også bli benyttet. Kombinasjoner av fibertypene er noen ganger fordelaktig.

En sedimenteringssone er fortrinnsvis anordnet nedstrøms av koaleskeringspatronen for å tillate koaleskerte dråper av tidligere dispergert fase å sedimentere. Denne sonen kan være anordnet rundt eller i patronen eller i len adskilte beholder. Sedimenteringssonen kan alternativt være sålédes anordnet at separerte væsker kan bli separat fjernet for å gi et større volum for en fase for å romme væskepropper.

Ifølge et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse er der tilveiebrakt en fremgangsmåte for koaleskering en ikke blandbar væske fint dispergert i en annen, idet fremgangsmåten innbefatter passering av et blandingsforhold for væsker gjennom en patron som innbefatter et midtinnløp eller utløp og et utløp eller innløp på omkretsen for radial strømning gjennom patronen og en stram, elastisk, spiralviklet plate gjennomtrengelig for væske og som bærer et lag med sammenpresset fibre, idet platens ene kant er fastgjort ved eller nær midtinnløpet eller -utløpet og idet den andre kanten er fastgjort ved eller nær utløpet eller innløpet ved omkretsen.

Ved bruk som tidligere er nevnt blir patronen drevet med sammenpressede fibre. Etter en lengre driftsperiode kan patronen bli blokkert med faststoffer og/eller væske som bevirker et uakseptabelt høyt trykkfall og redusering av koaleskeringseffektiviteten. Patronen blir så lett regene-rert ved lett oppvikling av den spiralviklede bæreplaten for å frigjøre trykket på fibrene og åpne opp nettet med en rekke relativt vide kanaler. Forurensningene blir så fjernet ved tilbakevasking enten ved hjelp av filtratet eller ved separat innført tilbakevaskingsvæske.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er spesielt egnet for fjerning av råpetroleum og petroleumsprodukter fra tankvas-kings- og raf f ineringsavløpet. Normalt inneholder disse fira 5 til 750 mg med råpetroleum eller petroleumsprodukter pr. kilo vann. I alminnelighet er mengden med suspenderte faststoffer svært variabelt, vanligvis inneholder imidlertid avløpet 10 til 500 ppm med suspenderte faststoffer.

Ved veksling av fibermaterialet og graden av komprémering

i patronen kan graden av filtrering og koaleskering bli regulert.

I den følgende beskrivelsen av koaleskeringsmekanismen blir en dispergering med spor av olje i vann betraktet som en typisk tilførselsblanding for behandling. Oppfinnelsen er også anvendbar på koaleskering av vanndråper dispergert i olje og andre faseblandinger.

Strømningsmengden til forurenset vann skulle bli brakt i for-hold til fiberdiameteren i sjiktet, tykkelsen til fiberlaget, tverrsnittsområdet av sjiktet og graden av fibersammentryk-ningen slik at noe turbulens blir frembrakt i væsken når den strømmer gjennom patronen, men ikke tilstrekkelig turbulens for å forhindre avsetting av en oljefilm på fibrene og heller ikke å rive av en avsatt film. Dette begunstiger oljedråpenes bevegelse over strømlinjene i viklingspassasjen i nettverket til patronen er slik at de vil kollidere med oljefilmen på fibrene og med hverandre.

Dråpene som kolliderer med oljefilmen medfører i økning av oljefilmen og eventuelt større dråper eller kuler faller av. Kollisjoner mellom dråpene kan også føre til koaleskering og dråpeøkning. Dersom vannhastigheten blir for stor medfører dette imidlertid øket turbulensavrivning av oljefilmen fra fibrene og oppbrytning av oljedråper som derved reverserer ovenfor nevnte effekt.

Optimale strømningshastigheter kan bli valgt for gitte patron-dimensjoner og fiberdiametre i patronen. I alminnelighet er den hydrauliske belastningen til væskestrømmeh gjennom utsty-3 2

ret i området fra 15 til 150 m /m /t.

Utførelsesformen med hensyn til en filterbeholder kan i noen tilfeller bli benyttet i forbindelse med stive glasselementer til koaleskere av tidligere kjente typer eller lignende anordninger. I tilfelle av at filterpatronen er satt i midtåpnin-gen til koaleskeringspatronen og virker som et forfilter blir levetiden til koaleskeringspatronen svært forlenget.

Oppfinnelsen skal nå beskrives med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennom anordningen ifølge oppfinnelsen. Flg. 2 viser et snitt langs linjen A-A' på fig. 1.

Med henvisning til figurene innbefatter en koaleskerer et hus

1 som har et innløp 2, et utløp 3, en sylindrisk sidevegg .4, og en fast endedel 5 og en frakoblbar endedel 6.

Huset inneholder en patron 7 som er tilveiebrakt ved å vikle en perforert metallfolie 8 som har et lag med nylonfibre rundt et perforert rør 9 på en spole 10 og innsetting av den således tilveiebrakte spolen i perforert metallsylinder 11. Metall-folien 8 har endedeler 12 og 13 fri for fibre for å forenkle fastgjøringen av det indre røret 9 og henholdsvis den ytre sylinderen 11.•

Patronen 7 blir fastholdt på innsiden av huset 1 med utløpet fra midtrøret 9 anordnet og festet i utløpet 3 fra huset ved hjelp av O-ringer 14. Den andre enden til midtrøret 9 er festet til en massiv spindel 15 som går gjennom en O-ringtet-ning 6 i den frakoblbare endedelen 6 til huset. En skruelin-jeformet fjær 17 er sammenpresset mellom spolen 10 og den frakoblbare endedelen 6 for å anbringe spolkjernen og holde ut-løpet til spolen 10 tett ved utløpet 3. til huset.

Spindelen 15 har et håndtak 18 ved hjelp av hvilket den kan bli dreiet og en låsemekanisme, f.eks. en kronemutter og en stift eller en låsemutter for å holde den i enhver ønsket stilling.

For en filtrering og koaleskeringsoperasjon blir spolen 10 viklet i urviserretningen for å sammenpresse fiberlaget.

For tilbakespyling blir spolen 10 viklet mot urviseren omtrent en halv omdreining for å frigjøre trykket på den delen av patronfiberen som har virket som et filter. Etter tilbake-spylingen blir spolen dreiet i urviserretningen og låst i stillingen for normal koaleskeringsdrift.

Spolen er vist i horisontal stilling, men den kan også bli benyttet i vertikal stilling.

Claims (5)

1. Patron (7) for fjerning av forurensninger fra en væske, hvor.patronen innbefatter (a) et midtinnløp eller -utløp, (b) et på omkretsen anordnet utløp eller innløp for radial strømning gjennom patronen, karakterisert ved at den også inneholder (c) en elastisk spiralformet viklet plate (8) gjennomtrengelig av væske, idet platens ene kant er fastgjort ved eller nær midtinnlø pet eller -utløpet og idet den andre kanten er fastgjort ved eller nær utløpet eller innløpet ved omkretsen, og (d) innretning (18) for stramming av platen.

2. Patron ifølge krav 1, karakterisert ved at platen (8) er en perforert metallfolie eller metall-duk.

3. Patron ifølge enten krav 1 eller 2, karakterisert ved at et lag fibre er fastgjort til platen (8).

4. Patron ifølge krav 3, karakterisert ved at fibrene er ull, bomull, rayon, nylon, polyakrylo-nitril, polyester, mineralull og metaller eller kombinasjoner av disse.

5. Fremgangsmåte for koaleskering av en ikke blandet væske fint dispergert i en annen, hvor fremgangsmåten innbefatter tilførsel av en tilfø rselsblanding av væsker gjennom en patron som innbefatter et midtre innløp eller utløp og et på omkretsen anbrakt utløp eller innløp for radial strø mning gjennom patronen, karakterisert ved at tilførselen bli ført gjennom en strammet, elastisk, spiralviklet plate gjennomtrengelig for væske og som har en masse med sammenpressede fibre, idet platens ene kant er fastgjort ved eller nær midtinn— løpet eller -utløpet og idet den andre kanten er fastgjort ved eller nær utløpet eller innløpet på omkretsen.