SE428429B

SE428429B - GRAVITATION SEPARATOR FOR NON-MIXABLE WETS, EXTING OIL AND WATER

Info

Publication number: SE428429B
Application number: SE7800237A
Authority: SE
Inventors: D A Wright; C H Walters
Original assignee: Nat Marine Service Inc
Priority date: 1977-01-19
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1983-07-04
Also published as: BR7800232A; JPS5392968A; FR2400937A1; ES466099A1; FR2385428B3; DE2800061A1; JPS5512288B2; AU3219978A; DK578A; CH626264A5; NO146842C; FR2385428A1; GB1567711A; NL7714471A; PT67504B; CA1121279A; NO145780B; NO780018L; AU513962B2; NO145780C

Description

7800237-5 2. lar en uppåtriktad påverkan. _ Separatorer av denna typ är tidigare kändagenom exempelvis brittisk patentskrift l 212 553 och amerikansk patentskrift 3 628 660. I separatorer av denna typ tillföres lösningen av lättare och tyngre fluider (vanligen olja och vatten) det inre av separa- torn nedanför domen under positivt tryck, eller induceras däri genom utsugning av den tyngre fluiden genom separatorns utlopp för tyngre fluid och med separatorn hermetiskt tillsluten. Lös- ningen av tyngre och lättare fluider separeras enligt tyngdlagen i separatorn, varvid lättare fluid stiger upp under domen och tyngre fluid sjunker nedåt till separtorkärlets nedre region under domen. 7800237-5 2. allows an upward impact. Separators of this type are previously known by, for example, British Pat. No. 1,212,553 and U.S. Pat. No. 3,628,660. , or is induced therein by suction of the heavier fluid through the heavier fluid outlet of the separator and with the separator hermetically sealed. The solution of heavier and lighter fluids is separated according to the law of gravity in the separator, with lighter fluid rising during the judgment and heavier fluid descending down to the lower region of the separator vessel during the judgment.

I Den gradvisa ackumuleringen av lättare fluid nedanför domen, vilken utbalanseras för att normalt vara något negativt bärande i den tyngre fluiden, får domen att flyta uppåt i den tyngre flui- den inom separatorn. Det är praxis att avkänna domens övre gräns- läge för att alstra en kontrollsignal för aktivering av ventil och pump för att medge avlägsnande av separerad fluid med lägre densi- tet nedanför domen.The gradual accumulation of lighter fluid below the dome, which is balanced to be normally somewhat negative bearing in the heavier fluid, causes the dome to float upward in the heavier fluid within the separator. It is the practice to sense the upper limit position of the mandrel to generate a control signal for activating the valve and pump to allow removal of separated fluid with lower density below the mandrel.

Gravitationsseparatorer av denna typ, vilka användes för att separera olja från en olja/vattenlösning, uppvisar filter- eller koalesceringsskärmar eller -element mellan separatorns nedre del och vattenutloppet för att uppsamla kvarblivande oljedroppar som mahxansporteras till separatorns nedre del. Skärmarna utsättes periodiskt för ett tíllbakasvall för att avlägsna olja som klibbar fast vid desamma, och kan detta ske under separtordriftens oljeut- släppningsmoment (se amerikansk patentskrift 3 628 660). Det vill säga att det är normalt att avlägsna uppsamlad olja från nedanför domen genom komprimering i renvattenutloppet och medge återströmning av renvatten in i separatorns nedre del genom koalesceringsskärmarna, och in i området nedanför domen för att därigenom tvinga uppsamlad olja ut ur separatorn under positivt tryck. Endast avlägsnande av olja är önskvärt, och det motsatta inflödet av vatten upphör då den uppsamlade oljan har avlägsnats och domen sjunkit till sin lägre utgångsnivâ.Gravity separators of this type, which are used to separate oil from an oil / water solution, have filter or coalescing screens or elements between the lower part of the separator and the water outlet to collect residual oil droplets which are mahxansported to the lower part of the separator. The screens are periodically subjected to a backfill to remove oil that sticks to them, and this can occur during the oil discharge moment of the separator drive (see U.S. Pat. No. 3,628,660). That is, it is normal to remove collected oil from below the dome by compression in the clean water outlet and allow reflux of clean water into the lower part of the separator through the coalescing screens, and into the area below the dome to thereby force collected oil out of the separator under positive pressure. Only removal of oil is desirable, and the opposite inflow of water ceases when the collected oil has been removed and the verdict has dropped to its lower starting level.

Flera problemområden förekommer vid användning av separatorer av ovan angiven typ. Sålunda har behov för ett enkelt, effektivt och i huvudsak felfritt system för att exakt utbalansera den flytande domen eller membranet nedanför vilket den separerade oljan uppsamlas s. 7800237-5 och för att noggrant avkänna då volymen av separerad olja uppnått en övre gräns i separatorn så att avlägsningsförfarandet kan på- börjas. Likasä har flödesmönstret för vatten genom koalescerings- skärmarna visat sig vara minst av allt idealiskt såväl vad gäller framåt- som återströmningen. önskvärt är, att flödet framåt genom koalesceringsskärmarna är jämnt genom alla skärmarna och, då skär- marna utsättes för tillbakasvall, detsammas flödesmönster erhålles över skärmarnas totala ytor för avlägsnande av oljedroppar däri- från. Vidare skall oljeutsläppet mellan skärmarna vara så full- ständigt som möjligt under tillbakasvallförfarandet. Slutligen har det visat sig vara i hög grad önskvärt att undvika oljeupp- samling, ovanför separatorreaktionsdelen under separatorns livs- längd, enär uppsamling av fluiden med lägre täthet över reaktions- delen åstadkommer en felaktig flotationsrespons hos delen på den uppsamlade oljan nedanför domen.Several problem areas occur when using separators of the above type. Thus, there is a need for a simple, efficient and substantially faultless system for accurately balancing the liquid dome or membrane below which the separated oil is collected p. 7800237-5 and for accurately sensing when the volume of separated oil has reached an upper limit in the separator so that the removal procedure can be started. Similarly, the flow pattern of water through the coalescing screens has proven to be the least ideal of all, both in terms of forward and backflow. It is desirable that the flow forward through the coalescing screens be even through all the screens and, when the screens are subjected to backflow, the same flow pattern is obtained over the total surfaces of the screens to remove oil droplets therefrom. Furthermore, the oil spill between the screens must be as complete as possible during the backwash procedure. Finally, it has been found to be highly desirable to avoid oil collection, above the separator reaction part during the life of the separator, since collecting the fluid with lower density over the reaction part causes an incorrect flotation response of the part to the collected oil below the judgment.

I syfte att eliminera ovannämnda problem och nackdelarna vid kända gravitationsseparatorutföranden är i gravitationsseparatorn enligt föreliggande uppfinning kammaren anordnad på avstånd från tankens vägg och avgränsad från tankens inre med undantag av för- bindelse med de tryckpåverkbara envägsventilerna, varvid vatten- utloppet och returflödesinloppet kommunicerar med kammarens inre mellanliggande parti, är inloppsventilen anordnad vid kammarens nedre ände nära kammarens ytterperiferi och utloppsventilen vid kammarens övre ände, med vattenutloppet och returflödesinloppet på en sida av filterduken i centrum av kammarens botten, varvid vatten- utloppet och returflödesinloppet fortsätter genom tankens nedersta region, är en uppsamlingskåpa förbunden med filterkammarens övre ände, varvid kåpan omsluter utrymmet ovanför utloppsventilen, varvid kåpan innefattar en uppåt sig sträckande ledningsdelsom slutar i separatorns övre region, och slutar en inloppsledning för en lös- ning av t.ex. olja och vattnet som skall separeras inuti kåpan samt mynnar densamma i kåpans ledningsdel.In order to eliminate the above-mentioned problems and the disadvantages of known gravity separator embodiments, in the gravity separator according to the present invention the chamber is arranged at a distance from the tank wall and delimited from the tank interior except for connection to the pressure-actuated one-way valves. intermediate portion, the inlet valve is disposed at the lower end of the chamber near the outer periphery of the chamber and the outlet valve at the upper end of the chamber, with the water outlet and the return flow inlet on one side of the filter cloth in the center of the chamber, the water outlet connected to the upper end of the filter chamber, the housing enclosing the space above the outlet valve, the housing comprising an upwardly extending conduit portion terminating in the upper region of the separator, and terminating an inlet conduit for a solution of e.g. oil and the water to be separated inside the cover and it flows into the pipe's part of the cover.

Uppfinningen skall nedan närmare beskrivas med hänvisning till bifogad ritning, i vilken figur l visar ett utförande av gravitationsseparatorn enligt uppfinningen, figur 2 är ett snitt längs linjen III-III i figur l och figur 3 slutligen är en detaljvy av domens i figur l ovansida i densammas övre gränsläge. vsoozsv-s L Såsom framgår av ritningsfigurerna är koncentriska skärmar 200 anordnade vatikalt i en koalesceringskammare 202 med topp- och botten- väggar 204 och 206 och en sidovägg 208. Kammaren 202 är i detta ut- förande skild från tankens 10 inre utan genom tryckpåverkbara envägs inloppsventiler 210 och tryckpåverkbara envägs utloppsventiler 212.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows an embodiment of the gravity separator according to the invention, Figure 2 is a section along the line III-III in Figure 1 and Figure 3 is finally a detail view of the dome in Figure 1 its upper limit position. As can be seen from the drawing figures, concentric screens 200 are arranged vatically in a coalescing chamber 202 with top and bottom walls 204 and 206 and a side wall 208. The chamber 202 is in this embodiment separated from the interior of the tank 10 but by pressure-actuable one-way inlet valves 210 and pressure-actuable one-way outlet valves 212.

Kammaren 202 står vid en central del av botten i förbindelse med en vattenledning 214 med en förstorad del 216, där densamma är gängad på kammarens 202 botten 204 vid 218. Delen 216 med förstorad diame- ter är anordnad för att åstadkomma en hastighetsdifferential i fluid som strömmar genom ledningen 214 då fluiden förflyttar sig från kammaren 202 till ledningen 214, eller vice versa, beroende på sys- temets drift. " 6 Vatten i den nedre delen av tanken 10, ur vilket mesta oljan avlägsnas, strömmar in i koalesceringskammaren via den nedre väggen 204 på utsidan av arean i kammaren och rör sig progressivt mot vatten- utloppet 214, som är centralt placerat innanför den innersta koales- ceringsskärmen 200. Maximal tid erhålles därvid för separation av oljepartiklar ur en vatten/oljelösning som strömmar genom systemet enär vattnet måste föras i huvudsak ända till botten på separatorn innan detsamma kan strömma in i kammaren 202.The chamber 202 communicates at a central portion of the bottom with a water conduit 214 having an enlarged portion 216, the same being threaded onto the bottom 204 of the chamber 202 at 218. The enlarged diameter portion 216 is arranged to provide a velocity differential in fluid which flows through line 214 as the fluid moves from chamber 202 to line 214, or vice versa, depending on the operation of the system. Water in the lower part of the tank 10, from which most of the oil is removed, flows into the coalescing chamber via the lower wall 204 on the outside of the area of the chamber and moves progressively towards the water outlet 214, which is centrally located inside the inner coalescing The maximum time is thereby obtained for the separation of oil particles from a water / oil solution flowing through the system since the water must be carried substantially all the way to the bottom of the separator before it can flow into the chamber 202.

Uppsamlade oljepartiklar på skärmarna 200 och i kammaren 202 mellan desamma, avlägsnas genom att utsätta kammaren för ett tillbaka- svall eller en återströmning. Vattentrycket och därvid vattenflödet kastas om genom ledningen 214, och ventilerna 212 låter återströmmande olja och vatten rinna ut ur kammaren medan ventilerna 210 förhindrar återströmning genom kammarens botten. Således måste återströmmande olja lämna kammaren via ventilerna 212 i kammarens övre ände.Collected oil particles on the screens 200 and in the chamber 202 between them, are removed by subjecting the chamber to a backflow or a backflow. The water pressure and thereby the water flow is reversed through the line 214, and the valves 212 allow refluxing oil and water to flow out of the chamber while the valves 210 prevent reflux through the bottom of the chamber. Thus, reflux oil must leave the chamber via the valves 212 at the upper end of the chamber.

En uppsamlingskäpa 230 är ansluten till kammarens överdel och tätande kopplad därtill. Kåpan, som har formen av en upp och nedvänd tratt, innefattar en uppåt sig sträckande ledningsdel 231 som slutar inom området som omges av domens reaktionsdel 235, företrädesvis om- rådet strax nedanför domens övre del då denna befinner sig i sitt nedre läge. En deflektordel 236, som uppbäres av ett lämpligt hål- försett avståndsorgan 238, är anordnad vid ledningens 231 ände.A collecting jaw 230 is connected to the upper part of the chamber and sealingly connected thereto. The housing, which has the shape of an upside-down funnel, comprises an upwardly extending conduit portion 231 terminating in the area surrounded by the reaction portion 235 of the dome, preferably the area just below the upper portion of the dome when it is in its lower position. A deflector member 236, supported by a suitably perforated spacer 238, is provided at the end of the conduit 231.

Olja/vattenlösningen tillföres tanken l0 via inloppet 12, vilket uppvisar en elastisk del 240 och en förstorad del 242 för att redu- cera den inkommande lösningens flödeshastighet. Delen 242 (se fig. 2) håller fri en smal del av ledningens 231 arbetsyta. Således överföres oljehaltigt vatten, som strömmar in i tanken via ledningen 12, till - 7800237-5 ledningen 231, där detsamma strömmar uppåt tills det avledes i sidled av deflektorn 236 in i tankens separationsområde.The oil / water solution is supplied to the tank 10 via the inlet 12, which has an elastic part 240 and an enlarged part 242 to reduce the flow rate of the incoming solution. The part 242 (see Fig. 2) holds free a narrow part of the working surface of the line 231. Thus, oily water flowing into the tank via line 12 is transferred to line 231, where it flows upwards until it is diverted laterally by deflector 236 into the separation area of the tank.

Oljeutloppsledningen 250 slutar i den översta delen av området som avgränsas av domen, strax nedanför dess övre ytdel. Ledningen 250 innefattar också en elastisk del 25l för att medge liten förskjut- ning mellan kåpan 230 och tankens sidoväggar.The oil outlet conduit 250 terminates in the upper part of the area bounded by the mandrel, just below its upper surface part. The conduit 250 also includes an elastic member 251 to allow slight displacement between the housing 230 and the side walls of the tank.

Domreaktionsdelen 235 är försedd med en vertikal flexibel tät- ning eller skärm 255 runt periferin, vilken sträcker sig mellan domen 235 och en deflektorring 256. Sålunda kan olja som separerar ut från vattnet i tankens nedre region nedanför domens bottenkant, inte ström- ma in i tankutrymmet ovanför domen. I detta utförande är skärmen inte porös och ett balansrör 275 är anordnat mellan tankens övre och nedre regioner.The dome reaction member 235 is provided with a vertical flexible seal or shield 255 around the periphery, which extends between the dome 235 and a deflector ring 256. Thus, oil separating from the water in the lower region of the tank below the bottom edge of the dome cannot flow into the tank space above the judgment. In this embodiment, the screen is not porous and a balance tube 275 is arranged between the upper and lower regions of the tank.

En bälgtätning 276 är anordnad för att ytterligare förhindra oljeförorening ovanför domen 235. Tätningen 255 kan också utformas ogenomtränglig för olja men genomtränglig för vatten, i vilket fall ett balansrör inte behövs.A bellows seal 276 is provided to further prevent oil contamination above the mandrel 235. The seal 255 may also be designed to be impermeable to oil but permeable to water, in which case a balance tube is not required.

Reaktionsdelen 235 är företrädesvis utformad av glasfiberarmerad plast eller liknande och uppvisar en flotationskrage 260 som ger domen tillräcklig bärighet för att förete en neutral eller något positiv bärförmâga i vatten. Balansmekanismen ovanför domen och anslu- ten till staven 262 âstadkommer den exakta bärkraftreglering som är nödvändig för enhetens kontrollsystem.The reaction part 235 is preferably formed of fiberglass-reinforced plastic or the like and has a flotation collar 260 which gives the mandrel sufficient bearing capacity to present a neutral or somewhat positive bearing capacity in water. The balance mechanism above the mandrel and the connections to the rod 262 â € “provides the exact load control necessary for the unit's control system.

Domen är försedd med en extra luftuppsamlingskammare 265 som representerar en volym som avgränsas av en övre yta på domen. Kamma- rens volym är noggrant kontrollerad vid tillverkningen. Kammaren upp- visar en öppen bottenyta som är väsentligt mindre (mindre än hälften) än totalytan på domens undersida som pâverkas av den lättare fluiden (här olja) uppsamlad nedanför domen.The mandrel is provided with an additional air collection chamber 265 which represents a volume defined by an upper surface of the mandrel. The volume of the chamber is carefully controlled during production. The chamber has an open bottom surface which is substantially smaller (less than half) than the total surface on the underside of the dome which is affected by the lighter fluid (here oil) collected below the dome.

Oljeutloppets 250 övre slutdel sträcker sig normalt in i luft- uppsamlingskammaren 256 då domen befinner sig nedanför sitt normala övre gränsläge enligt figur l, men ligger i huvudsak i nivå (se figur 3) då domen befinner sig i sitt normala övre gränsläge.The upper end portion of the oil outlet 250 normally extends into the air collection chamber 256 when the mandrel is below its normal upper limit position according to Figure 1, but is substantially level (see Figure 3) when the mandrel is in its normal upper limit position.

Med domen i det övre gränsläget enligt figur 3, kopplar separa- torn normalt om till oljeutströmningsförfarande, och därefter kan se- paratorn komprimeras med tillbakasvallvatten från ledningen 214.With the judgment in the upper limit position according to Figure 3, the separator normally switches to the oil outflow procedure, and then the separator can be compressed with backwash water from the line 214.

Luft som infångats nedanför reaktionsdelen uppsamlas därefter i kammaren 265, som är så dimensionerad, att då tillräcklig luftmängd uppsamlats för att anordna reaktionsdelen i det övre gränsläget, ligger oljeskiktets ovansida i huvudsak i nivå med eller nedanför den övreAir trapped below the reaction part is then collected in the chamber 265, which is dimensioned so that when sufficient air has been collected to arrange the reaction part in the upper limit position, the upper side of the oil layer is substantially level with or below the upper

Claims

7800237-5 6_ the opening in the oil outlet 250. The chamber 265 eliminates a problem with previous separators which arises due to an effective airlocking condition which occurs below the upper surface of the reaction part, which is affected by the lighter fluid. When a relatively flat or slightly arcuate upper reactor surface is used, air collected below the reaction part will take the form of a bubble. Due to the relatively small amount of air required to displace liquid and thereby cause the reactor to rise upwards to its upper limit position through the large surface over which the air is dispersed, the interface between air and liquid is above the upper opening to the oil outlet 250. Then the system is operated cyclically on air alone or on a solution of oil, water and air, a quantity of liquid is discharged at each cycle. Optionally, the smallest possible remaining oil layer that is desired to be stored below the reaction part to allow the balance system to function correctly will be discharged. The air collection chamber 265 effectively prevents reduction of the thickness of the least desirable oil layer below the reaction portion while the air is being discharged, and allows compression of an amount of air above the oil layer and in communication with the oil outlet. Although the system is rapidly cyclically operated solely on air, the top of the line 250 remains at or above the upper level of the smallest possible oil layer to be preserved below the reaction part. The term "reactant" does not only refer to a judgment as stated above. It also includes a flat membrane part and also an arcuate flexible membrane. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified and modified within the scope of the appended claims without departing from the spirit and spirit of the invention. Patent claims

A gravity separator for immiscible liquids, such as oil and water, comprising at least one filter cloth (200) extending along the entire length of a chamber (202) in a lower region of the separator tank for collecting oil particles in water flowing out of the separator, whereby water flows out of the separator normally by sucking out the water therefrom and the cloth is normally flowed through by a reverse flow of water under pressure through the cloth, and the separator comprising a water outlet and return flow inlet (214) in the lower region of the separator, at least one pressure-actuable one-way inlet valve (210) for directing water into the chamber and at least one pressure-actuable one-way 7 '7800237-5 outlet valve (212) for discharging water from the chamber, characterized in that the chamber (202) is arranged at a distance from the wall of the tank and delimited from the interior of the tank with the exception of connection with the pressure-actuable one-way valves (210, 212), whereby the water outlet and return flow the inlet (214) communicates with the inner intermediate portion of the chamber that the inlet valve (210) is arranged at the lower end of the chamber near the outer periphery of the chamber and the outlet valve (21) at the upper end of the chamber with the water outlet and return flow inlet on one side of the filter cloth (200) bottom, with the water outlet and return flow inlet continuing through the lower region of the tank, a collecting housing (230) being connected to the upper end of the filter chamber, the housing enclosing the space above the outlet valves, the housing comprising an upwardly extending conduit portion (231) the upper region of the separator and that an inlet line (12) for a solution of e.g. oil and the water to be separated end inside the housing and open (242) in the pipe section of the housing.

Separator according to claim 1, characterized in that the mouth (242) of the inlet line (12) has a larger cross section than the pipe in general, and that the mouth extends coaxially inside the line part (231) of the housing (230) and is arranged close to the inside thereof. .

Separator according to claim 1 or 2, characterized in that a fluid deflector means (236) is arranged on the outside of and near the upper end of the conduit part (231) of the housing (230).