WO2008090113A1 - Vorrichtung zum trennen von flüssigkeit und in der flüssigkeit fein verteilten, nichtlöslichen partikeln - Google Patents

Vorrichtung zum trennen von flüssigkeit und in der flüssigkeit fein verteilten, nichtlöslichen partikeln Download PDF

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WO2008090113A1
WO2008090113A1 PCT/EP2008/050617 EP2008050617W WO2008090113A1 WO 2008090113 A1 WO2008090113 A1 WO 2008090113A1 EP 2008050617 W EP2008050617 W EP 2008050617W WO 2008090113 A1 WO2008090113 A1 WO 2008090113A1
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gas bubbles
tube
gas
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Alfred Satzinger
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Siemens Ag Österreich
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    • B03D1/24—Pneumatic
    • B03D1/242—Nozzles for injecting gas into the flotation tank

Definitions

  • the subject invention relates to a device for separating liquid and finely divided, non-soluble particles in the liquid with a tank for receiving the polluted liquid, in which means for generating gas bubbles in the polluted liquid is arranged.
  • DE 30 27 035 A1 discloses an apparatus for gassing liquids or suspensions, which enables improved dispersion and distribution of the gas bubbles in the liquid or suspension.
  • two nozzles are arranged oppositely directed, wherein liquid is fed through a nozzle and gas through the other nozzle.
  • the liquid flow and gas flow meet after exiting the respective nozzle to each other, resulting in the improved distribution of the gas bubbles due to the high energy of these streams and by occurring fluidic effects.
  • the resulting gas bubbles simply rise in the liquid.
  • a distribution plate is arranged, at which the formed, rising in the liquid gas bubbles are deflected and along the distribution plate to the outer edge of the distribution - pour on the plate. This ensures that the gas bubbles are in contact with the contaminated liquid for as long as possible so that the non-soluble particles contained therein have ample opportunity to come into contact with the gas bubbles, which significantly improves the degree of separation.
  • this distributing plate achieves the most uniform possible distribution in the contaminated liquid, which further increases the separating effect. Overall, by this measure, a previously achieved with a flotation or not achieved at great expense separation degree can be achieved.
  • the liquid can be purified by the device according to the invention to> 5 mg / l - a degree of purification which with normal effort in known methods, which reach> 25 mg / l, not yet was possible.
  • the gas bubbles are guided in the liquid for an especially long time, if the distribution plate is essentially normal to the flow direction. tion of the exiting gas flow and liquid flow is arranged so that the gas bubbles are deflected substantially by 90 °, which increases the achievable degree of separation.
  • the gas bubbles move due to the natural buoyancy safely and evenly to the edge of the distribution plate.
  • a device for discharging purified liquid from the tank and / or a device for removing the non-soluble particles separated from the liquid from the tank and / or a device for removing gas or a gas mixture are advantageous on the tank from the tank and / or means for feeding the insoluble particulate contaminated liquid into the tank and / or means for feeding the cleaned liquid into the tank. This enables an economical and ongoing operation of such a device.
  • a particularly good mixing of the gas bubbles in the liquid and particularly fine gas bubbles which is advantageous for the degree of separation, can be achieved if in the device for generating gas bubbles, a first tube and a second tube is arranged and the first tube with a device for Supplying gas or a gas mixture is connected and having a free first orifice through which the gas or the gas mixture flows out, and the second tube is connected to a means for supplying a liquid and having a free second orifice through which the supplied liquid with flows out at a predetermined flow rate, and wherein the first tube and the second tube are spaced with their mouths and directed against each other, so that the gas emerging from the first tube gas stream and emerging from the second tube liquid flow collide and form to form fine gas bubbles mix.
  • This effect can be further increased if the mouth region of the first tube and / or of the second tube is formed as a nozzle, since then the gas and liquid flow with very high energy up clashing, further improving the production of finest gas bubbles and mixing.
  • the apparatus can be simplified when the means for supplying the liquid insoluble in the insoluble particles is connected to the second pipe, thereby making a separate piping unnecessary. In addition, it achieves a particularly good mixing of polluted liquid and the gas bubbles, since the gas bubbles are generated in the device for generating gas bubbles directly with the polluted liquid.
  • the means for supplying the purified liquid may also be provided to connect the means for supplying the purified liquid with the second tube, whereby the concentration of the non-soluble particles in the liquid can be reduced.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 3 shows a detailed representation of the device for generating the gas bubbles in the liquid
  • FIG. 4 shows an arrangement of several devices for producing the gas bubbles in the tank.
  • -A- Dirty liquid is, for example, water that is contaminated with oil particles, as occurs, for example, in crude oil production at the oil field.
  • Such a device 1 comprises a tank 15 receiving the polluted liquid and means 20 for producing finely divided gas bubbles 25 (described with reference to Figure 3) in the polluted liquid.
  • the device 20 for producing finely distributed gas bubbles 25 consists essentially of two nozzles 21, 22, which are spaced apart from each other but arranged with mutually facing orifices, so that the first nozzle is arranged in the outlet region of the second nozzle.
  • the first nozzle 21, which is arranged here above the second nozzle 22, may be e.g. be held in position to the second nozzle 22 via bracket 26.
  • gas or a gas mixture is now supplied via the first nozzle 21 and a liquid via the second nozzle 22.
  • gas or a gas mixture is supplied via the first nozzle 21, whereby gas bubbles are produced by the collision of the two media.
  • the arrangement of the two nozzles 21, 22 and the media pressed by the two nozzles 21, 22 may also be changed accordingly, e.g. vice versa.
  • Such a device will be described in detail e.g. described in DE 30 27 035 Al, which is why will not be discussed here in detail.
  • gas bubbles in the range of> 5 microns can be generated.
  • the energy introduced by the hydraulic flow leads to a thorough mixing of the gas bubble liquid-particle mixture, which is advantageous for use in separating non-soluble particles from a liquid.
  • simple pipe mouths can be provided.
  • the device 20 for generating finely divided gas bubbles 25 is arranged in the lower region of the tank 15, since the gas bubbles 25 due to the difference in density to the liquid in the
  • the non-soluble particles separated from the liquid are accumulated on the surface 26 of the liquid in a particle layer 12, from which they can be exhausted by suitable means, such as a collection funnel, a mechanical separator, or suitable means for skimming, stripping, or pumping out the particles , via a device 8, for example a pipe, a separating plate or a chamber, for discharging the liquid-separated non-soluble particles from the tank 15 can be removed.
  • suitable means such as a collection funnel, a mechanical separator, or suitable means for skimming, stripping, or pumping out the particles , via a device 8, for example a pipe, a separating plate or a chamber, for discharging the liquid-separated non-soluble particles from the tank 15 can be removed.
  • the polluted liquid is supplied via the device 20 for producing finely divided gas bubbles 25.
  • a device 3 e.g. a pipe connected to the second nozzle 22 for supplying the dirty liquid, e.g. via an indicated flange connection.
  • the contaminated liquid is supplied by means of a pump 7.
  • the gas or gas mixture for producing the gas bubbles 25 is conveyed via a device 2, e.g. a pipe for supplying gas or gas mixture connected to the first nozzle 21 of the device 20 for generating finely divided gas bubbles 25, e.g. over a device 2, e.g. a pipe for supplying gas or gas mixture connected to the first nozzle 21 of the device 20 for generating finely divided gas bubbles 25, e.g. over a device 2, e.g. a pipe for supplying gas or gas mixture connected to the first nozzle 21 of the device 20 for generating finely divided gas bubbles 25, e.g. over a
  • the gas or gas mixture can be pressed by means of a compressor 6 through the nozzle 21.
  • a distribution plate 23 is disposed above the means 20 for generating finely divided gas bubbles 25.
  • the distribution plate 23 is arranged at a distance from the tank wall in the region of the outer edge of the distribution plate 23 so that the gas bubbles can flow through between the distribution plate 23 and the tank wall.
  • the distribution plate 23 is here arranged essentially normal to the flow direction of the media streams emerging from the nozzles 21, 22 and therefore causes a deflection of the gas bubbles 25, which would otherwise rise immediately in the liquid, by about 90 °.
  • the distribution plate 23 also different, for example, at a different angle, be arranged, as long as thereby a deflection of the gas bubbles is achieved by the normal direction defined by the natural rising of the gas bubbles 25 in the liquid.
  • the gas bubbles 25 migrate on the underside of the distribution plate 23 along the distribution plate 23 to the outer edge of the distribution plate 23. There, the gas bubbles 25 can rise freely again in the polluted liquid.
  • At the outer edge of the distribution plate 23 there is a flow separation and a turbulence (indicated by the arrows in FIG. 3), so that the gas bubbles 25 above the distribution plate 23 are distributed well and uniformly in the polluted liquid.
  • the distribution plate 23 may be conical at the bottom to the outer edge to safely along the gas bubbles 25 along the bottom. The same can of course be achieved with a hollow cone-shaped distribution plate.
  • Such an arrangement is advantageous, for example, in the case of large tank diameters, since more favorable fluidic conditions can thus be produced and thus a better distribution of the gas bubbles 25 in the tank 15 can be ensured.
  • additionally such a device 20 can be arranged in the center. Above the device 20 for producing finely divided gas bubbles 25, therefore, the insoluble particles present in the polluted liquid are entrained by the gas bubbles 25, whereby a layer 13 of purified liquid is formed above a layer 14 of contaminated liquid.
  • a device 4 for example a pipe, a separating plate or a chamber, for discharging, for example by pumping, the purified liquid from the tank 15 may be provided.
  • the liquid thus purified can then be used further in accordance with or returned to the nature or in the industrial process or as needed further purification stages, such as disinfection, chemical treatment (desalination, demineralization, hardness adjustment, etc.), biological aftertreatment, filtration , etc., are fed.
  • the polluted liquid is conveyed via a device 3, e.g. a pipe, fed directly to the tank 15 for feeding.
  • Purified liquid is returned via a return line 10 via the second nozzle 22 to the tank.
  • a device 9 e.g. a pipe for supplying purified liquid connected to the second nozzle 22.
  • a pump 7 is arranged in the return line 10 to a pump 7.
  • means 5 e.g. a pipe for discharging gas or gas mixture from the tank 15 is provided.
  • the rising in the liquid gas or gas mixture collects in the uppermost region 11 of the tank 15 and can therefore be easily removed.
  • the discharged gas can be recycled in a cycle and fed back to the liquid via the first nozzle 21.
  • gas or gas mixture is air or nitrogen in question.

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Abstract

Bei einem Flotationsverfahren zum Reinigen von Flüssigkeit von darin enthaltenen nichtlöslichen Partikeln werden in der Flüssigkeit Gasbläschen erzeugt, die an den nichtlöslichen Partikeln anhaften und diese beim Aufsteigen an die Oberfläche der Flüssigkeit mitnehmen, wo diese in Folge abgeführt werden können. Der erzielbare Trenngrad wird dabei maßgeblich von der Verweildauer und der Verteilung der Gasbläschen in der verschmutzten Flüssigkeit beeinflusst. Die gegenständliche Erfindung betrifft nun eine solche Vorrichtung mit einem besonders hohen Trenngrad, der dadurch erreicht wird, indem die aufsteigenden Gasbläschen 25 in der Flüssigkeit durch eine Verteilplatte 23 umgelenkt werden.

Description

Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeit und in der Flüssigkeit fein verteilten, nichtlöslichen Partikeln
Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeit und in der Flüssigkeit fein verteilten, nichtlösli- chen Partikeln mit einem Tank zum Aufnehmen der verschmutzten Flüssigkeit, in dem eine Einrichtung zum Erzeugen von Gasbläschen in der verschmutzten Flüssigkeit angeordnet ist.
Es sind aus dem Stand der Technik verschiedenste Verfahren zum Trennen einer Flüssigkeit von in der Flüssigkeit verteilten, nichtlösli- chen Partikeln bekannt, wie zum Beispiel die Trennung durch Sedimentation, durch Zyklone oder Zentrifugen unter Ausnutzung der Fliehkräfte oder durch die Verwendung diverser Filtertechniken. Eine andere bekannte Methode ist die so genannte Flotation, bei der Gasbläschen in die verschmutzte Flüssigkeit eingebracht oder darin erzeugt werden und diese Gasbläschen sich an den nichtlöslichen Partikeln anlagern, wodurch diese durch die Gasbläschen an die Oberfläche der Flüssigkeit gezogen werden. Ein Beispiel eines solchen Flotationverfahrens ist in der US 4 800 025 A beschrieben. Solche Verfahren werden zum Beispiel bei der Gewinnung von Rohöl auf dem Ölfeld einge- setzt, bei dem ein Phasengemisch aus Rohöl, Gas und Wasser anfällt. Das anfallende Gas wird in der Regel abgefackelt oder gespeichert, während die Trennung von Rohöl und Wasser in eigenen Trennvorrichtungen durchgeführt werden muss.
Aus der DE 30 27 035 Al ist eine Vorrichtung zum Begasen von Flüs- sigkeiten oder Suspensionen bekannt, die eine verbesserte Dispergie- rung und Verteilung der Gasblasen in der Flüssigkeit oder Suspension ermöglicht. Dabei werden zwei Düsen entgegengesetzt gerichtet angeordnet, wobei durch eine Düse Flüssigkeit und durch die andere Düse Gas zugeführt wird. Der Flüssigkeitsstrom und Gasstrom treffen nach dem Austritt aus der jeweiligen Düse aufeinander, wodurch sich durch die hohe Energie dieser Ströme und durch auftretende strömungstechnische Effekte die verbesserte Verteilung der Gasblasen ergibt. Die entstehenden Gasblasen steigen dabei in der Flüssigkeit einfach auf.
In einer Vorrichtung zum Trennen einer Flüssigkeit von in der Flüs- sigkeit verteilten, nichtlöslichen Partikeln kommt es jedoch darauf an, dass die fein verteilten Gasbläschen nicht nur lokal gleichmäßig verteilt werden, sondern in der gesamten Vorrichtung gleichmäßig verteilt vorliegen, so dass die verschmutzte Flüssigkeit gleichmäßig mit den Gasbläschen durchsetzt wird, um eine möglichst gute und gleichmäßige Trennwirkung zu erzielen.
Es ist daher eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, eine Vorrichtung zum Trennen einer Flüssigkeit von in der Flüssigkeit verteilten, nichtlöslichen Partikeln anzugeben, die eine verbesserte Trennwirkung aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem im Tank o- berhalb der Einrichtung zum Erzeugen von Gasbläschen und beabstandet von der Tankwand eine Verteilplatte angeordnet ist, an der die gebildeten, in der Flüssigkeit aufsteigenden Gasbläschen umgelenkt werden und entlang der Verteilplatte zum äußeren Rand der Verteil- platte strömen. Damit wird sichergestellt, dass die Gasbläschen möglichst lange in Kontakt mit der verschmutzten Flüssigkeit stehen, sodass die darin enthaltenen nichtlöslichen Partikel ausreichend Gelegenheit haben in Kontakt mit den Gasbläschen zu kommen, was die Grad der Trennung erheblich verbessert. Ebenso wird durch diese Ver- teilplatte eine möglichst gleichmäßige Verteilung in der verschmutzten Flüssigkeit erreicht, was die Trennwirkung noch weiter erhöht. Insgesamt können durch diese Maßnahme ein bisher mit einem Flotationsverfahren nicht oder nur unter großem Aufwand erreichter Trenngrad erzielt werden. Bei einem Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit mit nichtlöslichen Partikeln von 200 - lOOOmg/1 kann die Flüssigkeit durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auf bis zu >5mg/l gereinigt werden - ein Reinigungsgrad der mit normalem Aufwand bei bekannten Methoden, die >25mg/l erreichen, bisher nicht möglich war.
Besonders in einem zylinderförmigen Tank ist es vorteilhaft, die Verteilplatte rotationssymmetrisch auszuführen und die Einrichtung zum Erzeugen von Gasbläschen im Zentrum der Verteilplatte anzuordnen, da mit einer solchen Anordnung eine besonders gleichmäßige Verteilung der Gasbläschen sichergestellt werden kann.
Die Gasbläschen werden besonders lange in der Flüssigkeit geführt, wenn die Verteilplatte im Wesentlichen normal auf die Strömungsrich- tung des austretenden Gasstromes und Flüs-sigkeitstromes angeordnet ist, so dass die Gasbläschen im Wesentlichen um 90° umgelenkt werden, was den erreichbaren Trenngrad erhöht.
Wenn die Verteilplatte an der Seite, an der die Gasbläschen umge- lenkt werden zum äußeren Rand hin konisch ausgeführt wird, wandern die Gasbläschen aufgrund des natürlichen Auftriebs sicher und gleichmäßig an den Rand der Verteilplatte.
Insbesondere in einer großindustriellen Vorrichtung sind am Tank vorteilhaft eine Einrichtung zum Abführen von gereinigter Flüssig- keit aus dem Tank und/oder eine Einrichtung zum Abführen der von der Flüssigkeit separierten nichtlöslichen Partikeln aus dem Tank und/oder eine Einrichtung zum Abführen von Gas oder eines Gasgemisches aus dem Tank und/oder eine Einrichtung zum Zuführen der mit nichtlöslichen Partikeln verschmutzten Flüssigkeit in den Tank und/oder eine Einrichtung zum Zuführen der gereinigten Flüssigkeit in den Tank vorgesehen. Dies ermöglicht einen wirtschaftlichen und laufenden Betrieb einer solchen Vorrichtung.
Eine besonders gute Durchmischung der Gasbläschen in der Flüssigkeit und besonders feine Gasbläschen, was für den Trenngrad vorteilhaft ist, können erzielt werden, wenn in der Einrichtung zum Erzeugen von Gasbläschen ein erstes Rohr und ein zweites Rohr angeordnet ist und das erste Rohr mit einer Einrichtung zum Zuführen von Gas oder einem Gasgemisch verbunden ist und eine freie erste Mündung aufweist, durch die das Gas oder das Gasgemisch ausströmt, und das zweite Rohr mit einer Einrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit verbunden ist und eine freie zweite Mündung aufweist, durch die die zugeführte Flüssigkeit mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit ausströmt, und wobei das erste Rohr und das zweite Rohr mit ihren Mündungen beabstandet und gegeneinander gerichtet angeordnet sind, so dass der aus dem ersten Rohr austretende Gasstrom und der aus dem zweiten Rohr austretende Flüssigkeitsstrom aufeinander prallen und sich unter Ausbildung von feinen Gasbläschen vermischen. Diese Wirkung lässt sich noch weiters erhöhen, wenn der Mündungsbereich des ersten Rohres und/oder des zweiten Rohres als Düse ausgebildet ist, da dann der Gas- und Flüssigkeitsstrom mit sehr hoher Energie auf- einanderprallen, was die Erzeugung von feinsten Gasbläschen und die Vermischung weiter verbessert.
Die Vorrichtung kann vereinfacht werden, wenn die Einrichtung zum Zuführen der mit nichtlöslichen Partikeln verschmutzten Flüssigkeit mit dem zweiten Rohr verbunden ist, da dabei eine eigene Rohrleitung überflüssig wird. Außerdem erreicht man damit eine besonders gute Vermischung von verschmutzter Flüssigkeit und den Gasbläschen, da die Gasbläschen in der Einrichtung zum Erzeugen von Gasbläschen direkt mit der verschmutzten Flüssigkeit erzeugt werden.
Bei besonders stark verschmutzten Flüssigkeiten oder um einen besonders hohen Trenngrad zu erzielen kann auch vorgesehen sein, die Einrichtung zum Zuführen der gereinigten Flüssigkeit mit dem zweiten Rohr zu verbinden, wodurch die Konzentration der nichtlöslichen Partikeln in der Flüssigkeit verringert werden kann.
In einer großtechnischen Anwendung mit großen Tanks, kann es vorteilhaft sein, im Tank über einen Umfang verteilt mehrere Einrichtungen zum Erzeugen von Gasbläschen mit je einer oberhalb davon angeordneten Verteilplatte anzuordnen, wodurch sich auch bei solchen Tanks eine gleichmäßige Verteilung der Gasbläschen sicherstellen lässt.
Die gegenständliche Erfindung wird anhand der schematischen, nicht einschränkenden, vorteilhafte Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren 1 bis 4 beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vor- richtung,
Fig. 2 eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3 eine Detaildarstellung der Einrichtung zur Erzeugung der Gasbläschen in der Flüssigkeit und Fig. 4 eine Anordnung mehrerer Einrichtungen zur Erzeugung der Gasbläschen im Tank.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trennen einer Flüssigkeit von in der Flüssigkeit verteilten, nichtlöslichen Partikeln wird im Nachfolgenden anhand der Fig. 1 und Fig. 3 beschrieben. Die ver-
-A- schmutzte Flüssigkeit ist z.B. Wasser das mit Ölpartikeln verschmutzt ist, wie es z.B. bei der Rohölgewinnung am Ölfeld auftritt.
Eine solche Vorrichtung 1 umfasst einen Tank 15, der die verschmutzte Flüssigkeit aufnimmt, und eine Einrichtung 20 zum Erzeugen von fein verteilten Gasbläschen 25 (mit Bezug auf die Fig. 3 beschrieben) in der verschmutzten Flüssigkeit.
Die Einrichtung 20 zum Erzeugen von fein verteilten Gasbläschen 25 besteht im Wesentlichen aus zwei Düsen 21, 22, die beabstandet voneinander aber mit gegeneinander gerichteten Mündungen angeordnet sind, sodass die erste Düse im Austrittsbereich der zweiten Düse angeordnet ist. Die aus den Düsen 21, 22 austretenden Ströme prallen daher aneinander und vermischen sich. Die erste Düse 21, die hier oberhalb der zweiten Düse 22 angeordnet ist, kann dabei z.B. über Bügel 26 in Position zur zweiten Düse 22 gehalten werden. Zur Erzeu- gung von Gasbläschen 25 wird nun über die erste Düse 21 Gas oder ein Gasgemisch zugeführt und über die zweite Düse 22 eine Flüssigkeit. Im Austrittsbereich der zweiten Düse 22, durch die Flüssigkeit gedrückt wird, wird über die erste Düse 21 Gas oder ein Gasgemisch zugeführt, wodurch durch den Zusammenstoß der beiden Medien Gasblä- sehen erzeugt werden. Die Anordnung der beiden Düsen 21, 22 und die Medien, die durch die beiden Düsen 21, 22 gedrückt werden, kann natürlich auch entsprechend geändert, z.B. umgekehrt, sein. Eine solche Einrichtung wird im Detail z.B. in der DE 30 27 035 Al beschrieben, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird. Dabei können, je nach Anordnung und Geometrie der Düsen und der Strömungsgeschwindigkeiten bzw. Drücke der Medien, Gasbläschen im Bereich von >5μm erzeugt werden. Weiters führt die durch den hydraulischen Strom eingetragene Energie zu einer starken Durchmischung des Gasbläschen- Flüssigkeit-Partikel-Gemisches, was für die Verwendung zur Trennung von nichtlöslichen Partikeln aus einer Flüssigkeit vorteilhaft ist. Anstelle von Düsen 21, 22, können natürlich auch einfache Rohrmündungen vorgesehen sein.
Die Einrichtung 20 zum Erzeugen von fein verteilten Gasbläschen 25 ist dabei im unteren Bereich des Tanks 15 angeordnet, da die Gasblä- sehen 25 aufgrund des Dichteunterschieds zur Flüssigkeit in der
Flüssigkeit aufsteigen und beim Aufsteigen die nichtlöslichen Parti- kein, an denen die Gasbläschen 25 aufgrund der Oberflächenladungen anhaften, mitnehmen. Folglich werden die von der Flüssigkeit getrennten nichtlöslichen Partikeln an der Oberfläche 26 der Flüssigkeit in einer Partikelschicht 12 angesammelt, von wo diese mit ge- eigneten Abzugsvorrichtungen, wie z.B. ein Sammeltrichter, eine mechanische Abscheideeinrichtung oder eine geeignete Einrichtung zum Abschöpfen, Abziehen oder Abpumpen der Partikel, über eine Einrichtung 8, z.B. ein Rohr, ein Trennblech oder eine Kammer, zum Abführen der von der Flüssigkeit separierten nichtlöslichen Partikeln aus dem Tank 15 abgeführt werden können.
In der ersten Ausgestaltung nach Fig. 1 wird die verschmutzte Flüssigkeit über die Einrichtung 20 zum Erzeugen von fein verteilten Gasbläschen 25 zugeführt. Dazu ist eine Einrichtung 3, z.B. ein Rohr, zum Zuführen der verschmutzen Flüssigkeit mit der zweiten Düse 22 verbunden, z.B. über eine angedeutete Flanschverbindung. Dazu wird die verschmutzte Flüssigkeit mittels einer Pumpe 7 zugeführt.
Das Gas oder Gasgemisch zur Erzeugung der Gasbläschen 25 wird über eine Einrichtung 2, z.B. ein Rohr, zum Zuführen von Gas oder Gasgemisch, die mit der ersten Düse 21 der Einrichtung 20 zum Erzeugen von fein verteilten Gasbläschen 25 verbunden ist, z.B. über eine
Flanschverbindung, zugeführt. Dazu kann das Gas oder Gasgemisch mittels eines Kompressors 6 durch die Düse 21 gedrückt werden.
Um die Gasbläschen 25 möglichst gut in der verschmutzten Flüssigkeit zu verteilen und einen möglicht langen Kontakt der Gasbläschen mit der verschmutzten Flüssigkeit zu bewirken, um den nichtlöslichen
Partikeln Gelegenheit zu geben mit den Gasbläschen 25 in Kontakt zu kommen, ist oberhalb der Einrichtung 20 zum Erzeugen von fein verteilten Gasbläschen 25 eine Verteilplatte 23 angeordnet. Die Verteilplatte 23 ist im Bereich des äußeren Randes der Verteilplatte 23 von der Tankwand beabstandet angeordnet, damit die Gasbläschen zwischen Verteilplatte 23 und Tankwand durchströmen können. Die Verteilplatte 23 ist hier im Wesentlich normal auf die Strömungsrichtung der aus den Düsen 21, 22 austretenden Medienströme angeordnet und bewirkt daher eine Umlenkung der Gasbläschen 25, die ansonsten in der Flüssigkeit sofort aufsteigen würden, um ca. 90°. Natürlich kann die Verteilplatte 23 auch anders, z.B. in einem anderen Winkel, angeordnet sein, solang dadurch eine Umlenkung der Gasbläschen von der normalen durch das natürliche Aufsteigen der Gasbläschen 25 in der Flüssigkeit definierten Richtung erzielt wird. Die Gasbläschen 25 wandern an der Unterseite der Verteilplatte 23 entlang der Ver- teilplatte 23 zum äußeren Rand der Verteilplatte 23. Dort können die Gasbläschen 25 wieder frei in der verschmutzten Flüssigkeit aufsteigen. Am äußeren Rand der Verteilplatte 23 kommt es zu einem Strö- mungsabriss und einer Verwirbelung (angedeutet in Fig. 3 durch die Pfeile) , sodass die Gasbläschen 25 oberhalb der Verteilplatte 23 gut und gleichmäßig in der verschmutzten Flüssigkeit verteilt werden.
Dadurch wird sichergestellt, dass einerseits die verschmutzte Flüssigkeit möglichst lange in Kontakt mit Gasbläschen 25 steht und andererseits eine gleichmäßige Verteilung der Gasbläschen 25 sichergestellt ist, was zu einer verbesserten Trennwirkung führt.
In der hier beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltung ist der Tank
15 zylindrisch und die Verteilplatte 23 rotationssymmetrisch, sodass die Gasbläschen besonders gleichmäßig verteilt werden. Weiters kann die Verteilplatte 23 an der Unterseite zum äußeren Rand hin konisch sein, um die Gasbläschen 25 sicher entlang der Unterseite entlangzu- führen. Gleiches kann man natürlich auch mit einer hohlkegelförmigen Verteilplatte erreichen.
In der Verteilplatte 23 können natürlich auch weitere Durchtrittsöffnungen für Gasbläschen 25 vorgesehen sein, z.B. in unterschiedlichen radialen Abständen zu den Düsen 21, 22, um eine bessere Vertei- lung der Gasbläschen 25 zu erreichen.
Ebenso ist es möglich, im Tank 15 über einen Umfang 30, z.B. kreisförmig, verteilt mehrere Einrichtungen 20 zum Erzeugen von Gasbläschen 25 mit zugeordneter Verteilplatte 23 anzuordnen, wie in Fig. 4 angedeutet. Eine solche Anordnung ist z.B. bei großen Tankdurchmes- sern vorteilhaft, da dadurch günstigere strömungstechnische Verhältnisse hergestellt werden können und damit eine bessere Verteilung der Gasbläschen 25 im Tank 15 sichergestellt werden kann. Grundsätzlich kann dabei natürlich auch noch zusätzlich eine solche Einrichtung 20 im Zentrum angeordnet sein. Oberhalb der Einrichtung 20 zum Erzeugen von fein verteilten Gasbläschen 25 werden folglich die in der verschmutzten Flüssigkeit vorhandenen nichtlöslichen Partikel von den Gasbläschen 25 mitgenommen, wodurch oberhalb einer Schicht 14 mit verschmutzter Flüssigkeit eine Schicht 13 mit gereinigter Flüssigkeit entsteht. In diesem Bereich kann auch eine Einrichtung 4, z.B. ein Rohr, ein Trennblech oder eine Kammer, zum Abführen, z.B. durch Abpumpen, der gereinigten Flüssigkeit aus dem Tank 15 vorgesehen sein. Die so gereinigte Flüssigkeit kann im Anschluss entsprechend weiterverwendet oder in die Na- tur oder in den industriellen Prozess rückgeführt werden oder je nach Bedarf weiteren Reinigungsstufen, wie z.B. Desinfektion, chemische Nachbehandlung (Entsalzung, Demineralisierung, Härteanpassung, etc.), biologische Nachbehandlung, Filtrierung, etc., zugeführt werden .
In Fig. 2 ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Hier wird die verschmutzte Flüssigkeit über eine Einrichtung 3, z.B. ein Rohr, zum Zuführen direkt dem Tank 15 zugeführt. Gereinigte Flüssigkeit wird über eine Rückführungsleitung 10 über die zweite Düse 22 dem Tank rückgeführt. Da- zu ist am Tank 15 eine Einrichtung 9, z.B. ein Rohr, zum Zuführen von gereinigter Flüssigkeit vorgesehen, die mit der zweiten Düse 22 verbunden ist. In der Rückführungsleitung 10 ist dazu eine Pumpe 7 angeordnet .
Bei beiden Ausführungen ist im obersten Bereich 11 des Tanks 15 eine Einrichtung 5, z.B. ein Rohr, zum Abführen von Gas oder Gasgemisch aus dem Tank 15 vorgesehen. Das in der Flüssigkeit aufsteigende Gas oder Gasgemisch sammelt sich im obersten Bereich 11 des Tanks 15 und kann folglich leicht abgeführt werden. Das abgeführte Gas kann in einem Kreislauf wieder rückgeführt und über die erste Düse 21 wieder der Flüssigkeit zugeführt werden. Als Gas oder Gasgemisch kommt Luft oder Stickstoff in Frage. Bei einem Einsatz der Vorrichtung 1 bei der Rohölgewinnung kann auch Gas aus der Rohölgewinnung verwendet werden, da damit unerwünschte chemische Reaktionen, wie z.B. Auskristallisieren, Fällen, etc., verhindert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeit und in der Flüssigkeit fein verteilten, nichtlöslichen Partikeln mit einem Tank (15) zum Aufnehmen der verschmutzten Flüssigkeit, in dem eine Einrichtung (20) zum Erzeugen von Gasbläschen (25) in der verschmutzten Flüssigkeit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Tank (15) oberhalb der Einrichtung (20) zum Erzeugen von Gasbläschen (25) und beabstandet von der Tankwand eine Verteilplatte (23) angeordnet ist, an der die gebildeten, in der Flüssigkeit aufsteigenden Gasbläschen (25) umgelenkt werden und entlang der Verteilplatte (23) zum äußeren Rand der Verteilplatte (23) strömen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verteilplatte (23) rotationssymmetrisch ausgeführt ist und die Einrichtung (20) zum Erzeugen von Gasbläschen (25) im Zentrum der Ver- teilplatte (23) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilplatte (23) im Wesentlichen normal auf die Strömungsrichtung des austretenden Gasstromes und Flüssigkeitsstromes angeordnet ist, so dass die Gasbläschen (25) im Wesentlichen um 90° umgelenkt werden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilplatte (23) an der Seite, an der die Gasbläschen (25) umgelenkt werden zum äußeren Rand hin konisch ausgeführt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Tank (15) eine Einrichtung (4) zum Abführen von gereinigter Flüssigkeit aus dem Tank (15) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Tank (15) eine Einrichtung (8) zum Abführen der von der Flüssigkeit separierten nichtlöslichen Partikeln aus dem Tank (15) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Tank (15) eine Einrichtung (5) zum Abführen von Gas oder eines Gasgemisches aus dem Tank (15) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass eine Einrichtung (3) zum Zuführen der mit nichtlöslichen Partikeln verschmutzten Flüssigkeit in den Tank (15) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (9) zum Zuführen der gereinigten Flüssigkeit in den Tank vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einrichtung (20) zum Erzeugen von Gasbläschen (25) ein erstes Rohr und ein zweites Rohr angeordnet ist und das erste Rohr mit einer Einrichtung (2) zum Zuführen von Gas oder einem Gasgemisch verbunden ist und eine freie erste Mündung aufweist, durch die das Gas oder das Gasgemisch ausströmt, und das zweite Rohr mit einer Einrichtung (3, 9) zum Zuführen einer Flüssigkeit verbunden ist und eine freie zweite Mündung aufweist, durch die die zugeführte Flüssigkeit ausströmt, und wobei das erste Rohr und das zwei- te Rohr mit ihren Mündungen beabstandet und gegeneinander gerichtet angeordnet sind, so dass der aus dem ersten Rohr austretende Gasstrom und der aus dem zweiten Rohr austretende Flüssigkeitsstrom aufeinander prallen und sich unter Ausbildung von feinen Gasbläschen (25) vermischen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der
Mündungsbereich des ersten Rohres und/oder des zweiten Rohres als Düse (21, 22) ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3) zum Zuführen der mit nichtlösli- chen Partikeln verschmutzte Flüssigkeit mit dem zweiten Rohr verbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (9) zum Zuführen der gereinigten Flüssigkeit mit dem zweiten Rohr verbunden ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Tank (15) über einen Umfang (30) verteilt mehrere Einrichtungen (20) zum Erzeugen von Gasbläschen (25) mit je einer oberhalb davon angeordneten Verteilplatte (23) angeordnet sind.
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