RU2215573C2 - Способ и устройство для смешивания материалов - Google Patents

Способ и устройство для смешивания материалов Download PDF

Info

Publication number
RU2215573C2
RU2215573C2 RU2000107798/15A RU2000107798A RU2215573C2 RU 2215573 C2 RU2215573 C2 RU 2215573C2 RU 2000107798/15 A RU2000107798/15 A RU 2000107798/15A RU 2000107798 A RU2000107798 A RU 2000107798A RU 2215573 C2 RU2215573 C2 RU 2215573C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrocyclone
air
materials
gas
wastewater
Prior art date
Application number
RU2000107798/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000107798A (ru
Inventor
Невилль КЛАРК (AU)
Невилль КЛАРК
Original Assignee
Сепарейшн Текнолоджиз Груп Пти. Лтд.
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 Сепарейшн Текнолоджиз Груп Пти. Лтд. filed Critical Сепарейшн Текнолоджиз Груп Пти. Лтд.
Publication of RU2000107798A publication Critical patent/RU2000107798A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2215573C2 publication Critical patent/RU2215573C2/ru

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
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • 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
    • B01D17/12Auxiliary equipment particularly adapted for use with liquid-separating apparatus, e.g. control circuits
    • 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
    • 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
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0205Separation of non-miscible liquids by gas bubbles or moving solids
    • 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
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04Breaking emulsions
    • B01D17/041Breaking emulsions with moving devices
    • 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
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04Breaking emulsions
    • B01D17/047Breaking emulsions with separation aids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/24Treatment of water, waste water, or sewage by flotation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Cyclones (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к смешиванию материалов и может использоваться в качестве предварительной операции перед процессом разделения двух или более различных материалов, в которых первый материал содержит смесь, состоящую из двух или более неоднородных компонентов, которые требуется разделить. Способ и устройство включают формирование однородной смеси из двух материалов в гидроциклоне до сепарации двух неоднородных компонентов первого материала. Устройство включает использование гидроциклона для аэрации или насыщения газом подводимого потока, благодаря чему олеофильные или другие примеси, содержащиеся в сточных водах в виде частиц, попадают в воздушные или газовые пузырьки до сепарирования масляных или других примесей от воды. Вместо использования гидроциклона в качестве сепаратора его применили в качестве смесителя, что позволило получить неожиданные результаты по улучшению сепарации аэрированных компонентов. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Настоящее изобретение относится в основном к химической переработке материалов в промышленности и, в частности, к отдельным стадиям, которые включаются во все процессы, применяемые для химической переработки, особенно в тех случаях, когда необходимо отделить различные материалы друг от друга. Точнее, настоящее изобретение относится к усовершенствованию проведения химической переработки двух или более разнородных материалов, когда неоднородные материалы необходимо отделить друг от друга либо путем выполнения одной технологической стадии, либо проведением различных стадий. Еще конкретнее, настоящее изобретение относится к стадии смешивания как к стадии предварительной переработки или к усовершенствованиям этой стадии смешивания, входящей в общий процесс разделения двух или более различных материалов друг от друга, в частности двух или более по существу несмешивающихся жидкостей или жидкостей, которые можно разделить на основе одного или более свойства или отличительного признака, которые присущи отдельным средам, например это относится к значениям плотности. В настоящем изобретении предлагается конкретное применение способов и устройства, в которых используются гидроциклоны для смешивания двух сред в качестве стадии предварительной переработки, используемой для разделения двух различных материалов, таких как масло или подобный ему материал и вода, а также для выборочного отделения взвешенных твердых частиц из среды, в которой они находятся во взвешенном состоянии и которая обычно является водой. Однако устройство и способ по настоящему изобретению можно также использовать в качестве смесителя для внедрения одного материала в другой, причем отсутствует или практически не происходит разделение этих двух материалов, например это может быть газ, который вводят в жидкость временно или постоянно для получения газированных напитков.
Хотя настоящее изобретение будет описано с конкретной ссылкой на использование гидроциклона для смешивания воздуха со сточными водами, содержащими нефтяные отходы, масла или отходы пищевой переработки, например молочных продуктов, путем образования эмульсии или аналогичной смеси в результате перемешивания воздуха с водой со сдвигом, тем не менее следует отменить, что настоящее изобретение не ограничивается описанным вариантом его реализации, существо настоящего изобретения шире этого варианта, оно охватывает другие варианты исполнения устройства, другие области применения устройства и способа по сравнению с нефтяной промышленностью и пищевой промышленностью. Примерами других областей, в которых настоящее изобретение находит применение, в общем является пищевая промышленность, и в частности приготовление напитков, включая фруктовые соки и продукты переработки молока.
Гидроциклоны обычно используют при химической переработке для разделения двух разнородных материалов на две несмешивающиеся жидкости или на твердые частицы и жидкости, в частности если имеется суспензия твердых частиц в жидкости. Ранее гидроциклоны использовали для разделения двух компонентов, содержащихся в смеси, подлежащей переработке, основываясь на одном или нескольких свойствах или параметрах одного и другого компонентов, благодаря чему каждый компонент можно выводить отдельно через выбранные для этого выходы гидроциклона. Обычно два компонента разделяют по их значениям удельных весов или плотностей. Исходный материал, содержащий компоненты, подлежащие разделению, вводят в гидроциклон в верхней его части или направляют в сторону верхней части циклона, большая часть материала по спирали опускается внутри корпуса гидроциклона, где он выводится из выхода, расположенного у основания гидроциклона (нижний продукт), а компонент меньшей плотности перемещается вверх, переходя в расположенный по центру вихревой поток, образующийся внутри корпуса гидроциклона, он выводится через другой выход, расположенный у верхней части гидроциклона, за счет разрежения, создаваемого в гидроциклоне. Таким образом, гидроциклоны должны всегда иметь два различных выхода для разных выходящих потоков, когда их используют для сепарирования материалов.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что гидроциклоны можно также использовать для смешивания различных материалов. Один из положительных результатов использования гидроциклона в качестве смесителя состоит в том, что облегчается последующая переработка материалов, если они удерживаются в смеси или если они сепарируются из смеси. Кроме этого, оказалось, что в общем процессе разделения двух или более различных материалов, когда гидроциклон используется для смешивания различных материалов, в качестве предварительной переработки до начала действительного процесса разделения материалы легче разделяются при последующей переработке или наоборот они образуют более качественную конечную смесь, что способствует последующему разделению материалов по сравнению со случаем, когда предварительная переработка не применяется.
В частности было также получено, что введение воздуха или газа в смесь перед ее подачей в гидроциклон в значительной степени способствует последующему разделению двух неоднородных материалов по сравнению со случаем, когда воздух или газ не используются, это имеет место, даже если два материала плотно перемешаны перед началом процесса сепарации или проведением стадий сепарирования. Было получено, что чем более качественно перемешаны компоненты в смеси, тем они легче отделяются друг от друга.
Способ и устройство по настоящему изобретению нашли применение в химических технологических процессах, а также в нефтяной промышленности, например, при отделении добываемой воды на нефтяных месторождениях, при сепарации воды на нефтеперерабатывающих заводах, при сепарации сточных вод при получении нефтехимического продукта, при сепарации балластной воды; в пищевой промышленности и в производстве напитков; при отделении воды в молочной промышленности и при производстве напитков; насыщении диоксидом углерода напитков, таких как пиво или безалкогольные напитки; при любом производстве, где требуется смешивание и/или разделение двух разнородных материалов, таких как несмешивающиеся материалы или расслаивающиеся среды; при разделении двух или более сред, имеющих разные плотности или удельные веса; при удалении твердых частиц или взвешенных твердых частиц из жидкостей, а также при аэрации или газификации жидкостей. Типы веществ или материалов, которые можно переработать в нефтяной промышленности с помощью устройства и способа по настоящему изобретению, включают светлые углеводороды, тяжелые углеводороды, смазочные масла, жирные масла и жиры, разнообразные масла и т.п.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ смешивания первого материала и второго материала с использованием смесительного устройства, в котором первый материал представляет смесь, состоящую из двух неоднородных компонентов, для облегчения разделения двух неоднородных компонентов друг от друга, отличающийся тем, что первый материал вводят в смесительное устройство через первый вход, второй материал вводят через второй вход, причем смесительным устройством управляют таким образом, что второй материал втягивают в смесительное устройство вместе с первым материалом, при этом смешивание первого и второго материалов происходит при условиях сдвига, образуя однородную смесь из первого и второго материалов, которую выводят из смесительного устройства, благодаря чему разделение двух неоднородных компонентов первого материала улучшается за счет образования однородной смеси, состоящей из первого и второго материалов.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается смесительное устройство, предназначенное для образования однородной смеси из первого и второго материалов, причем первый материал содержит смесь из двух неоднородных компонентов, отличающееся тем, что содержит первое входное средство для ввода первого материала в смесительное устройство, второе входное средство для ввода второго материала, смесительную камеру для формирования однородной смеси, состоящей из первого и второго материалов, при условиях сдвига, а также выходное средство для выгрузки однородной смеси из первого и второго материалов, благодаря чему улучшается разделение двух неоднородных компонентов первого материала за счет формирования однородной смеси из первого и второго материалов.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения устройство можно использовать для формирования более или менее стабильной смеси, состоящей из двух неоднородных компонентов, причем смесь разделена на два компонента в течение длительного периода времени или имеет место однородная смесь в течение существенного периода времени.
Обычно в качестве первого материала используется вода, водный раствор и т. п. В качестве второго материала используется газ, например, воздух, азот, кислород, природный газ и т.п.
Типично в качестве первого материала используют смесь сточных вод, состоящую из воды и масла или маслоподобного или олеофильного материала, которые представляют собой два неоднородных компонента. Также в качестве первого материала могут быть использованы напитки, в частности безалкогольные напитки, пиво и т.п. Более типично использование аэрации или газификации загрязненных сточных вод для улучшения сепарации масла или маслоподобного компонента из воды, причем масло захватывается или каким-либо другим способом соединяется с воздушными или газовыми пузырями, которые образуются при смешивании воздуха или газа со сточными водами при наличии сдвига в устройстве по данному изобретению. В частности напитки газируют подачей воздуха или диоксида углерода, получая при этом аэрированный или газированный напиток под давлением.
В качестве смесительного устройства используют гидроциклон или подобное ему устройство. В гидроциклоне имеется вход. Причем этот вход относится только к гидроциклону. Два материала предварительно перемешивают перед вводом в гидроциклон.
Обычно второй вход размещают в трубе, ведущей к гидроциклону. По этой трубе направляют сточные воды на вход в гидроциклон. Вход представляет собой канал для инжекции воздуха в виде трубки Вентури и т.п., расположенной в трубе, поэтому воздух или газ смешиваются со сточными водами до их ввода в гидроциклон. В частности смесь газа или воздуха с водой вводят в гидроциклон, где они дополнительно перемешиваются при наличии сдвига, образуя однородную смесь захваченных воздушных или газовых пузырей со сточными водами. Расход подмешиваемого воздуха регулируется управляющим средством, расположенным в трубе вблизи входа воздуха.
Обычно количество воздуха или газа, которое подают в сточные воды и перемешивают в них, составляет приблизительно 1-50% объема, желательно приблизительно 10-35% объема, и точнее 20-30% объема в расчете на суммарный объем смеси.
Через выходное средство однородная смесь газовых или воздушных пузырей со сточными водами подается в трубу, по которой она может направляться на стадию дальнейшей переработки. В однородной смеси масляные загрязнения связываются с газовыми или воздушными пузырями для облегчения сепарации на последующей стадии переработки. Как правило, расход воздуха или газа в виде пузырей больше расхода масла или маслоподобного материала, который следует извлечь из сточных вод.
Гидроциклон, используемый в способе и устройстве по данному изобретению, не производит какое-либо сепарирование сам по себе, он "протягивает" воздух со стороны всаса поршневого насоса в трубу, ведущую к гидроциклону, растворяя воздух и хорошо перемешивая его со сточными водами. В результате образуются миллионы крошечных воздушных пузырей, которые осаждаются на масляных каплях, взвешенных твердых частицах и т.п., затем воздушные пузырьки могут привести взвешенные частицы и капли на поверхность, способствуя сепарированию этих материалов друг от друга в процессе последующей переработки. Без использования гидроциклона в качестве смесителя на стадии, предшествующей переработке, нельзя получить равномерное распределение воздушных пузырей, а образующиеся крупные воздушные пробки ухудшат сепарацию двух неоднородных компонентов в сточных водах.
Далее настоящее изобретение будет проиллюстрировано на примере, которым не ограничивается существо изобретения. Этот пример будет описан со ссылками на прилагаемый чертеж, представляющий схематично технологическую схему, на которой показан один вариант смесительного устройства по настоящему изобретению, входящего в более крупную установку в виде ее составной части.
На чертеже схематично представлен вариант установки, в которой устройство по настоящему изобретению можно использовать для облегчения разделения двух компонентов смеси. Описанный вариант будет проиллюстрирован применительно к разделению нефти и возможно взвешенных твердых частиц из воды в нефтяной промышленности, например это относится к отделению нефти от отходов промывочной воды или от водяных стоков, собранных в колодцах, танках, в судах и т.п. В данном примере нефть и возможно взвешенные твердые частицы необходимо отделить от воды до ее повторного использования или удаления через обычную дренажную систему или ливневые стоки в природные водяные системы.
Воду, загрязненную нефтепродуктами, такими как масло, смазочные материалы и т.п., и возможно содержащую отложенные и взвешенные твердые частицы, откачивают из хранилища и/или сборной емкости 4 соответствующим насосом 6 по трубе 8. Следует отметить, что сборная емкость 4 может иметь любую форму и устройство. Клапан 10 установлен в трубе 8, он предназначен для регулирования объема воздуха, подаваемого в трубу 8 аспирационным блоком 20, расположенным в трубе 8 между клапаном 10 и насосом 6. Аспирационный блок 20 содержит емкость для газа 22 и т.п., всасывающий воздушный патрубок, предназначенный для подачи газа или воздуха в трубу 8, которые смешиваются со сточными водами, находящимися в ней, а также содержит дросселирующее средство 23 в виде клапана, который регулирует количество газа, подмешиваемого в трубу 8. Аспирационный блок 20 действует по принципу трубки Вентури или воздушного инжектирования для подачи воздуха в трубу 8, который смешивается с нагнетаемыми сточными водами, прокачиваемыми по этой трубе. Дросселирующее средство 23 может иметь любую подходящую форму, обеспечивая регулирование количества газа или воздуха, которое подают в трубу 8 в соответствии с требованиями, обеспечивая окончательное разделение нефти и воды на два отдельных компонента. Обычно в качестве газа используют воздух. Однако в зависимости от применения в качестве газа может использоваться кислород, природный газ или какой-либо другой газ или смесь из двух и более газов.
Следует отметить, что регулирующий клапан 10 может быть установлен либо до насоса 6 или за ним по ходу потока. В качестве аспирационного блока 20 можно применить нормальный блок, использующий естественную аспирацию при атмосферном давлении, или это может быть блок принудительной аспирации, работающий при повышенном давлении. Обычно аспирационный блок 20 добавляет приблизительно 25% объема воздуха к приблизительно 75% объема сточных вод в трубе 8.
Труба 24 проходит от насоса 6 в смесительное устройство 30, имеющее форму гидроциклона 30, в частности коалесцирующего. В трубе 24 установлена соответствующая арматура в виде входного канала 26, позволяющая вводить химические добавки, например флокулянты и т.п., способствующие последующему разделению сточных вод, в частности для захвата капель нефти воздушными пузырьками. На трубе 24 между входным каналом 26 и гидроциклоном 30 размещен датчик или чувствительный элемент 28, предоставляющие информацию, позволяющую управлять работой установки, в частности, регулируя расходы в различных трубах, а также количество воздуха или газа, вводимого через дросселирующее средство 23 аспирационного блока 20.
Гидроциклон 30 имеет вход 32, соединенный проточно с корпусом 34 гидроциклона 30, по этому входу в гидроциклон вводят смесь газа или воздуха со сточными водами. На другом конце гидроциклона имеется выход 36. Обычный второй выход, который имеется у существующих гидроциклонов, либо не используется, в таком случае он заглушен, либо этот выход не предусмотрен, поскольку гидроциклон по настоящему изобретению используется в качестве смесительного устройства, а не разделительного устройства, что обычно свойственно таким устройствам, и поэтому не требуются два отдельных выхода для двух отделенных компонентов, выходящих из гидроциклона. Однако в других вариантах использования второй выход имеется, он предназначен для улучшения управления гидроциклоном с целью получения однородной смеси нефти с водой при условиях сдвига, например путем регулирования противодавления в гидроциклоне.
Датчик и клапанное устройство 38 расположены в трубе 40, проходящей от выхода 36 гидроциклона 30 обратно к емкости 4 или точнее к водонапорной трубе, находящейся в емкости 4 и ведущей к сепаратору. Давление в гидроциклоне 30 определяется датчиком и клапаном 38, которые поддерживают небольшое противодавление в циклоне 30 за счет смешивания воздуха и сточных вод при условиях, обуславливающих сдвиг в циклоне 30. Поддерживая противодавление в гидроциклоне 30 выше заданного уровня управлением клапаном 38, воздух и сточные воды заставляют перемешиваться в гидроциклоне 30, способствуя разделению нефти и воды.
Как вариант гидроциклон 30 может быть снабжен двумя выходами, соединенными между собой до клапанного устройства 38, благодаря чему вся однородная смесь нефти, воды и газа направляется для последующей переработки и сепарирования.
Вдобавок к этому гидроциклон может быть снабжен устройством сбора твердых частиц, расположенным у основания гидроциклона или на основании вблизи выхода нижнего продукта и предназначенным для подбора твердых частиц, отделенных от смеси, поступающей на переработку. В таком устройстве основной выход аэрированной однородной смеси из гидроциклона осуществляется через устройство выведения верхнего продукта, расположенное на верхней части гидроциклона или рядом с ней. В таком варианте устройство сбора твердых частиц периодически очищают от них.
Воздушно-водяную смесь в гидроциклоне 30 подвергают воздействию сдвигающих сил в нем, достаточных для образования эмульсии и т.п. из воздуха, находящегося в диспергированной фазе, или из диспергированной жидкости, которые распределены в жидкой среде, которая в данном случае является водой.
При продвижении водовоздушной смеси через гидроциклон с высокой скоростью возникает сдвигающая сила, которая заставляет газ образовать бессчетное количество мельчайших пузырьков. Нефтяные частицы и взвешенные твердые частицы присоединяются к газовым пузырькам во время их продвижения через гидроциклон и трубы установки, благодаря чему, когда смесь выводят из гидроциклона в емкость для выдерживания или возвращают в исходную емкость через выходное устройство и соответствующие трубы, оставляя смесь в течение некоторого периода времени, то воздушные пузырьки будут подниматься на поверхность, где капли нефти и взвешенные твердые частицы образуют более или менее плотную пену на поверхности емкости. Поскольку пена содержит загрязняющие нефть и/или твердые частицы, то удаление пены любым соответствующим средством, например пеноотделительным брусом, приведет также к снятию нефтяных и твердых загрязнений с поверхности воды, тем самым осуществляя сепарацию нефти от воды и допуская ее повторное использование или удаление в отходы.
Следует отметить, что может быть в трубе 40 установлено второе устройство для впрыска определенного химического состава или добавок в однородную смесь воды и газа, протекающих по данной трубе. В качестве примера химической добавки можно привести флокулянт, который способствует сепарированию. В других местах проточной части могут быть установлены средства для введения химических добавок в поток.
Смесительное устройство в виде гидроциклона по настоящему изобретению нашло конкретное применение в качестве дополнительного элемента сложной установки, предназначенной для предварительной переработки загрязненных сточных вод до того, как их подвергают сепарации известным образом, используя имеющиеся технологии сепарирования, оборудование или способы или применяя новое сепарационное устройство и способ, разработанные автором настоящей заявки и которые являются предметом находящихся на рассмотрении заявок. Смесительное устройство по настоящему изобретению не используется взамен существующего сепарационного устройства, оно используется в сочетании с последним, обеспечивая неизвестное ранее и новое свойство гидроциклонов.
Способ и устройство по настоящему изобретению находят применение в различных отраслях промышленности, например, нефтяной промышленности, пищевой промышленности, при восстановлении грунтовых вод и т.п.
Преимущества способа и устройства по настоящему изобретению, обеспечивающие растворение воздуха или газа во всем объеме отходов, следующие:
возможность загрязняющим элементам, в частности пищевым остаткам, прилипать к поверхности раздела воздух/вода однородной смеси, особенно в течение первых 100 миллисекунд после образования пузырьков;
большее количество частиц отходов имеют возможность действовать в качестве зародышей для образования пузырьков;
суммарное количество образованных воздушных пузырьков настолько велико, что обеспечивается увеличение производительности по переработке материала отходов, имеющего повышенное количество загрязняющих остатков;
обеспечивается хорошее смешивание воздуха с отходами;
обеспечивается хорошее смешивание воздуха в воде;
обеспечивается столкновение частиц между собой;
устройство создает миллионы мельчайших воздушных пузырьков;
в некоторых случаях использования требуется небольшое количество флокулянтов или они не требуются, что обусловливает снижение текущих затрат и повышение устойчивости процесса, поскольку исключен один из параметров, который может нарушить технологический процесс;
сдвиг твердых частиц и последующая естественная тенденция образовывать хлопья снижаются, причем сведение к минимуму сдвига обусловлено "засасыванием" воздуха в устройство и использованием гидроциклона в качестве смесителя.
Описанное устройство приведено в качестве примера, много различных модификаций может быть представлено в рамках изобретения, включая каждый новый отличительный признак и новое сочетание признаков, как это было приведено в описании.
Понятно, что также могут быть изменения и модификации помимо приведенных в описании. Изобретение охватывает такие изменения и модификации, которые соответствуют его существу.

Claims (18)

1. Способ смешивания первого и второго материалов, используя смесительное устройство, при котором первый материал содержит смесь двух неоднородных компонентов для облегчения разделения этих двух неоднородных компонентов, отличающийся тем, что в качестве смесительного устройства используют гидроциклон и им управляют таким образом, что второй материал вводят в гидроциклон вместе с первым материалом, при этом смешивание первого и второго материалов происходит при условиях сдвига, образуя однородную смесь из первого и второго материалов, которую выводят из гидроциклона, благодаря чему разделение двух неоднородных компонентов первого материала улучшается за счет образования однородной смеси, состоящей из первого и второго материалов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первым материалом являются сточные воды, водный раствор или водный остаток, содержащий загрязняющий материал.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что вторым материалом являются газ, воздух, азот, кислород, природный газ и т. п.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что первым материалом является смесь сточных вод, содержащая в качестве одного компонента воду и в качестве другого компонента нефть или маслоподобный или олеофильный материал.
5. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве первого материала используют напитки, например, безалкогольные, пиво, фруктовые соки и т. п. , содержащие в качестве одного компонента воду и в качестве другого компонента загрязняющий материал.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что смешивание газа с водой или со сточными водами вызывает аэрацию или газификацию загрязненных сточных вод, что улучшает сепарацию масла или маслоподобного компонента от воды за счет захватывания нефти или соединения каким-либо другим способом с воздушными или газовыми пузырями, образующимися при тщательном смешивании воздуха или газа со сточными водами при условии сдвига.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что однородную смесь из двух материалов выводят из гидроциклона через один или через два выхода, соединенных между собой для образования единого потока однородной смеси, состоящей из двух материалов.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что воздух или газ смешивают со сточными водами до их введения в гидроциклон.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что смесь газа или воздуха и сточных вод, введенная в гидроциклон в предварительно перемешанном состоянии, дополнительно перемешивается при условиях сдвига, образуя однородную смесь, состоящую из воздушных или газовых пузырей, внедренных в сточные воды.
10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что количество воздуха, поступающего в гидроциклон, регулируется управляющим средством, установленным в трубе, подсоединенной ко входу гидроциклона.
11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что количество воздуха или газа, введенных в сточные воды и смешанных с ними, составляет 1-50%, предпочтительно 10-35% и наиболее предпочтительно 20-30% в расчете на суммарный объем смеси.
12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что однородную смесь газовых или воздушных пузырей со сточными водами выводят из гидроциклона, направляя на дальнейшую переработку на стадии, обеспечивающие сепарацию двух компонентов.
13. Смесительное устройство, предназначенное для формирования однородной смеси из первого и второго материалов, причем первый материал содержит смесь из двух неоднородных компонентов, отличающееся тем, что оно выполнено в виде гидроциклона, имеющего вход для ввода первого материала и второго материала в гидроциклон для формирования однородной смеси из первого и второго материалов при условии сдвига и по меньшей мере один выход для выведения из гидроциклона однородной смеси первого и второго материалов, благодаря чему улучшается отделение двух неоднородных компонентов первого материала друг от друга за счет формирования однородной смеси первого и второго материалов.
14. Смесительное устройство по п. 13, отличающееся тем, что ко входу гидроциклона подсоединена труба, имеющая два отдельных входа для ввода соответственно первого и второго материалов.
15. Смесительное устройство по п. 14, отличающееся тем, что труба приспособлена направлять сточные воды ко входу гидроциклона.
16. Смесительное устройство по любому из пп. 14 и 15, отличающееся тем, что вход в трубу для второго материала представляет собой канал в виде трубки Вентури для ввода воздуха и т. п. , благодаря чему воздух или газ смешиваются со сточными водами до их введения в гидроциклон.
17. Смесительное устройство по любому из пп. 13-16, отличающееся тем, что выход приспособлен выпускать однородную смесь газовых или воздушных пузырей и сточных вод для последующей технологической стадии или для сепарирования.
18. Смесительное устройство по любому из пп. 13-17, отличающееся тем, что содержит два выхода из гидроциклона, соединенных между собой для образования единого потока однородной смеси материалов.
RU2000107798/15A 1997-08-29 1998-08-27 Способ и устройство для смешивания материалов RU2215573C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPO8875 1997-08-29
AUPO8875A AUPO887597A0 (en) 1997-08-29 1997-08-29 Mixing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000107798A RU2000107798A (ru) 2002-02-20
RU2215573C2 true RU2215573C2 (ru) 2003-11-10

Family

ID=3803161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000107798/15A RU2215573C2 (ru) 1997-08-29 1998-08-27 Способ и устройство для смешивания материалов

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6562240B1 (ru)
EP (1) EP1023116A4 (ru)
JP (1) JP2001514066A (ru)
KR (1) KR100555675B1 (ru)
CN (1) CN1158127C (ru)
AU (1) AUPO887597A0 (ru)
BR (1) BR9814812B1 (ru)
CA (1) CA2301583C (ru)
ID (1) ID24361A (ru)
IL (1) IL134737A (ru)
MY (1) MY118193A (ru)
NO (1) NO20000857L (ru)
NZ (1) NZ502978A (ru)
RU (1) RU2215573C2 (ru)
WO (1) WO1999011352A1 (ru)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPQ793100A0 (en) * 2000-06-02 2000-06-29 Alcos Technologies Pty Ltd Improved chemical treatment methods and apparatus
US6797181B2 (en) * 2001-06-25 2004-09-28 Dwain E. Morse Process for mixing treatment additives to contaminated liquids
US6949195B2 (en) * 2001-06-25 2005-09-27 Dwain E. Morse System and method for removing contaminants from liquid
US6964740B2 (en) 2002-06-25 2005-11-15 Dwain E. Morse System and method of gas energy management for particle flotation and separation
US7347939B2 (en) * 2002-10-14 2008-03-25 Clean Water Technology, Inc. Adjustable contaminated liquid mixing apparatus
JP4774194B2 (ja) * 2003-03-18 2011-09-14 株式会社ブンリ 濾過装置
CN100402121C (zh) * 2003-03-27 2008-07-16 杰里·弗里德曼 用于颗粒浮选和分离的气体能量控制系统和方法
FR2869202B1 (fr) * 2004-04-23 2009-04-10 Jean Fachaux Dispositif de separation d'objets
DE102004047010A1 (de) * 2004-09-28 2006-03-30 KOWITEC Ingenieurgesellschaft für Wassertechnik mbH Vorrichtung und Verfahren zur Abwasserreinigung
CA2485873A1 (en) 2004-10-22 2006-04-22 Peter Douglas Jack Apparatus and method for blending or infusing one fluid into another fluid
US20060272991A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 BAGLEY David System for tuning water to target certain pathologies in mammals
US20060273020A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 BAGLEY David Method for tuning water
US20060273019A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 BAGLEY David Method for tuning water to target certain pathologies in mammals
US20060272993A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 BAGLEY David Water preconditioning system
EP2057097A4 (en) * 2006-08-21 2010-12-01 World Water Technolgies Llc BIOREACTOR RESERVOIR / OXYGEN REPLENISHMENT SYSTEM
US7833410B2 (en) * 2007-08-21 2010-11-16 Morse Dwain E Bio tank/gas replenishment system
US20110110181A1 (en) * 2009-04-23 2011-05-12 Peter Douglas Jack Method and apparatus for mixing and/or blending fluids
CN102864763B (zh) * 2012-09-11 2014-11-12 中国石油化工股份有限公司 基于堰式收油机的溶气式溢油回收装置与方法
US10899634B2 (en) * 2013-08-19 2021-01-26 Schlumberger Norge As Water treatment system for treating water from oil production streams
AU2015378661B2 (en) * 2015-01-20 2018-11-08 Halliburton Energy Services, Inc. Dry powder blending
EP3405279A4 (en) * 2016-01-22 2019-11-27 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation FLUID MIXING SYSTEM
EP3339405A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-27 Alfa Laval Corporate AB Separation of contaminants from a liquid mixture
CN109678472B (zh) * 2019-03-04 2021-05-28 南京大学 一种水处理用生物磁性陶粒填料的制备方法及设备
NO347070B1 (no) * 2019-04-29 2023-05-02 Searas As Anordning for multippel skimming
CN112986126B (zh) * 2021-03-16 2022-10-14 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种全自动矿物油泡沫特性测试装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1144463A (en) * 1965-09-28 1969-03-05 Licencia Talalmanyokat Flotation equipment
US3446353A (en) * 1966-04-25 1969-05-27 Zinc Corp Ltd The Method and apparatus for froth flotation
CA1069623A (en) * 1976-01-07 1980-01-08 Michael O. Holowaty Apparatus and method for separating a mixture of liquid and coal fines
DD251882A3 (de) * 1979-10-25 1987-12-02 Hanno Wenske Aufspalter zur trennung von emulsionen in wasseraufbereitungsanlagen
US4279743A (en) * 1979-11-15 1981-07-21 University Of Utah Air-sparged hydrocyclone and method
US4613431A (en) * 1984-01-30 1986-09-23 Miller Francis G Froth flotation separation apparatus
US4964733A (en) * 1986-08-20 1990-10-23 Beloit Corporation Method of and means for hydrodynamic mixing
US4931175A (en) * 1988-09-07 1990-06-05 Lenox Institute For Research, Inc. Water clarifying apparatus
US4997549A (en) * 1989-09-19 1991-03-05 Advanced Processing Technologies, Inc. Air-sparged hydrocyclone separator
US5156745A (en) * 1990-05-09 1992-10-20 Cairo Jr John A Induced gas liquid coalescer and flotation separator
US5049320A (en) * 1990-07-03 1991-09-17 International Environmental Systems, Inc. Gas dissolving system and method
US5158678A (en) * 1990-09-28 1992-10-27 Broussard Paul C Sr Water clarification method and apparatus
US5492622A (en) 1990-09-28 1996-02-20 Broussard; Paul C. Water clarification apparatus
US5120435A (en) * 1991-01-30 1992-06-09 Fink Ronald G Pre-treatment sewer discharge system
US5350525A (en) 1992-09-11 1994-09-27 Conoco Specialty Products Inc. System and process for hydrocyclone separation of particulate solids and at least one liquid phase from a multiphase liquid mixture
AU671360B2 (en) 1993-05-10 1996-08-22 Conoco Specialty Products Inc. Method and treatment for treating contaminated water
US5458738A (en) * 1993-09-08 1995-10-17 Kamyr, Inc. Clarifying suspended solids from liquid process streams
US5529190A (en) * 1995-02-06 1996-06-25 Ahlstrom Machinery, Inc. Gas sparged hydrocyclone with foam separating vessel
FI98053C (fi) * 1995-04-20 1997-04-10 Valtion Teknillinen Sekoitus
US5662790A (en) * 1995-10-04 1997-09-02 Ahlstrom Machinery Oy Air contactor with foam separation vessel system
US6106711A (en) * 1997-07-15 2000-08-22 Morse; Dwain E. Fluid conditioning system and method

Also Published As

Publication number Publication date
MY118193A (en) 2004-09-30
ID24361A (id) 2000-07-13
EP1023116A1 (en) 2000-08-02
BR9814812B1 (pt) 2009-05-05
JP2001514066A (ja) 2001-09-11
CN1275922A (zh) 2000-12-06
KR20010023526A (ko) 2001-03-26
CN1158127C (zh) 2004-07-21
CA2301583C (en) 2008-04-22
NO20000857D0 (no) 2000-02-21
US6562240B1 (en) 2003-05-13
WO1999011352A1 (en) 1999-03-11
KR100555675B1 (ko) 2006-03-03
EP1023116A4 (en) 2001-11-21
NO20000857L (no) 2000-04-18
BR9814812A (pt) 2000-10-10
AUPO887597A0 (en) 1997-09-25
NZ502978A (en) 2002-08-28
IL134737A (en) 2003-06-24
CA2301583A1 (en) 1999-03-11
IL134737A0 (en) 2001-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2215573C2 (ru) Способ и устройство для смешивания материалов
RU2505335C2 (ru) Способ и устройство для разделения многофазных текучих сред и их применение
US3884803A (en) Process for separating low api gravity oil from water
US7497954B2 (en) Apparatus for separation of water from oil-based drilling fluid and advanced water treatment
JP6068481B2 (ja) 界面エマルジョン、水及び固体を処理する装置
RU2000107798A (ru) Смесительное устройство
JP5827340B2 (ja) 水を浄化する方法及び装置
EP4058218B1 (en) Treatment of hydrocarbon-contaminated materials
JP2013540586A5 (ru)
US8101071B2 (en) Oil removal reclamation clarifier system and process for use
US4731481A (en) Polyalkanolamines
WO2008117005A1 (en) Process for separation of water from slop mud
US6896816B2 (en) Chemical treatment method
WO2007029111A1 (en) Method and apparatus for separation and recovery of fruit, nut or vegetable oils from water, liquids and wastewater
EP0425564B1 (en) Method for treating dispersions of oleophilic liquids and water
AU751652B2 (en) Mixing apparatus
KR100418172B1 (ko) 유수분리 시스템과 유수분리 방법
Colic et al. New developments in mixing, flocculation and flotation for industrial wastewater pretreatment and municipal wastewater treatment
JP2892604B2 (ja) 溶解空気浮選および同様な気液接触操作の為の方法と装置
CN214936479U (zh) 一种新型的常减压电脱盐污水深度油水分离设备
MXPA00002056A (en) Mixing apparatus
GB2319246A (en) Separating oil-in-water emulsion
NL1037993C2 (en) A method of reducing the hydrocarbon-content of oil-containing sand.
AU784076B2 (en) Improved chemical treatment methods and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040828