Spôsob na odstraňovanie organických zložiek zo zmesi organických zložiek a vody a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu

Číslo patentu: E 14089

Dátum: 10.04.2009

Autor: De Vocht Kenneth Alexander

Je ešte 12 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Tento vynález sa týka spôsobu a zariadenia na odstraňovanie organických zložiek zo zmesi organických zložiek a vody, konkrétne na odstraňovanie oleja z emulzie oleja vo vode.0002 Konkrétne je spôsob určený na odstraňovanie oleja z kondenzátu olejom mazaného kompresora, ale spôsob podľa vynálezu pritom nie je obmedzený len pre toto uvedené .0003 Je známe, že ak sú dve nezmiešatelné kvapaliny ako olej a voda v kontakte, jedna kvapalina sa môže rozptýliť v druhej disperziou bez rozpustenia a pritom vytvorí homogénnu fázu. Dísperzia jednej kvapaliny v druhej sa volá emulzia. 0004 V procesoch, kde môžu voda a olej spolu kondenzovať a/alebo môžu byť turbulentne miešané, ako sú v olejom mazanom kompresore, sa vo výslednom kondenzáte často nachádza emulzia. ktorá môže dlho pretrvávať, najmä ked kondenzát obsahuje látky, ktoré môžu pôsobiť ako emulgátory alebo keď olej má detergentný charakter. Doba počas ktorej kondenzát olejom mazaného kompresora prichádza do styku s čistiacimi prvkami inštalácie na úpravu kondenzátu, je často kratšia ako životnosť indukovanej emulzie (ak by táto životnosť bola meraná v samostatnej nádobe). Okrem tejto indukovanej emulzie, sa tu tiež obyčajne nachádza aj samostatná olejová fáza.0005 Sú známe dve základné skupiny emulzii na jednej strane emulzie vody v oleji, skrátene W 0 emulzie, a na druhej strane emulzie oleja vo vode, alebo čo je nazývané ako OW emulzie. Tento vynález je možné použiť v oblasti OW emulzii,pričom kvapky oleja sú rozptýlené vo vodnej fáze.0006 Sú už známe spôsoby, pri ktorých je zmes organických komponentov a vody umiestnená do nádoby, v ktorej je prítomné množstvo organoílu, a pri ktorých sú organické komponenty absorbované organoilom a týmto odstránené zo zmesi. 0007 Výskum na túto tému bol uskutočnený G R. AIther-om, pozri napriklad Organicky moditikovaný íl odstraňuje olej z vody, Manažment odpadových vôd,Elsevier, New York, časť 15, č. 8, 1.január 1995, str. 623-628, ISSN 0959-053 X. 0008 OrganoíIom je myslený produkt reakcie ílu s kvaternárnou amóniovou zlúčeninou. Príklady organoílov sú opisané medzi inými v US 2,531,427, US 2,966,506 a US 3,422,185.0009 Použitie organollu na odstránenie organických zložiek zo zmesiorganických zložiek a vody je opísané napríklad v US 4,549,966, v ktorom je opísaný spôsob, pri ktorom je zmes organických zložiek a vody uvedená do kontaktu s organoílom na určitú dobu, tak aby sa umožnilo aby boli organické zložky absorbované organoílom. Tento kontakt je indukovaný v náplňovej kolóne,fluidizátora alebo miešacom reaktore.0010 V náplňovej kolóne, častice organoílu prakticky zostávajú na rovnakom mieste, pričom v kontinuálnom procese cez ne preteká OW emulzia. Náplñová kolóna je navrhnutá tak, že nie je možný iný prietok ako v jednom smere cez štruktúru s pevnou hmotou, pričom pevná hmota je v celom priereze. Konštrukčné usporiadanie musi potom vytvárať optimálny pomer medzi poklesom tlaku a dobou kontaktu.0011 Pri použití fluidizátora alebo miešacieho reaktora, sú častice organoílu uvedené do pohybu prúdom plynu, resp. mechanickým miešačom, a sú udržíavané vo vznose v OW emulzii.0012 Prvá nevýhoda jestvujúceho spôsobu, pričom je použitý organoíl v náplňovej kolóne, je tá, že OW emulzia musi zostať v kontakte s organoílom relativne dlho aby sa dosiahli dobré výsledky oddeľovania. Toto môže byť vysvetlené tým, že organické zložky sú obklopené molekulami vody, ktoré zdržiavajú absorpciu. Náplñová kolóna potom musí byť vyrobená ako relativne velká alebo zložitá (napr. s recirkuláciou) aby pri kontinuálnom prúde bolo možné jeho dostatočné vyčistenie. 0013 Avšak hlavná nevýhoda náplňovej kolóny je pokles tlaku. Na začiatku je stále ešte relatívne malý a OW emulzia stále hladko preteká. Po absorpcii organických zložiek, prakticky všetky organoíly majú vlastnosť napučať a tým zamedziť prietok. Pretože náplňová kolóna je navrhnutá tak aby zaistila kontakt medzi OW emulziou a organoílom na celom priereze. nie je tu miesto na priečnu expanziu organoílu, a teda tento sa bude lahko postupne počas procesu upchávať. 0014 Ďalej boli navrhnuté náplñové kolóny tak, že privádzaný prúd, v tomto prípade emulzia, sa dotýka len jedného povrchu pevnej štruktúry, v tomto prípade organoílu, a môže dosiahnuť celú štruktúru cez tento povrch.0015 Ďalšia nevýhoda je tá, že je ťažké vložiť nový organoíl a odstrániť nasýtený organoíl. Fluidizátor a miešací reaktor sú zvyčajne používané pre dávky, a teda toto nie je velmi vhodné pre kontinuálne procesy, ak nie je zavedená zložitá automatizácia. Ako je uvedené v US 4,549,966, organoíl musí byť tiltrovaný,odstreďovaný alebo vločkovaný aby mohol byť opätovane oddelený od OW emulzie.0016 Usporiadanie s fluidizátorom alebo miešacím reaktorom majú zlú povesť v tom, že častice, ktoré sú uvedené do vznosu sa opotrebovávajú vplyvom premiešavanla. Výsledkom toho je kontinuálna tvorba organoílových častíc s priemermi, ktoré sú príliš malé aby mohli byť zachytené vo filtri. Po prúde týchto typov usporiadaní je inštalovaný cyklónový oddeľovač na oddeľovanie opotrebených malých častíc organoílu.0017 Ďalší známy spôsob na oddeľovanie oleja a vody z ich zmesi spočíva vo vedení zmesi oleja a vody cez komoru, v ktorej je umiestnený filter z olejofilného(olej-priťahujúceho) materiálu, takže olej môže byť z tekutej zmesi oleja a vody pohlcovaný. Príklad takéhoto plávajúceho filtra je opísaný v EP 1,185,347, ktorého úplný opis je tu priložený prostredníctvom odkazu.0018 Hoci takéto filtre všeobecne vykazujú dobré výsledky, môže byť, že za určitých podmienok, ako sú tie kedy sa vytvára emulzia, takýto plávajúci filter, aj v kombinácii s následnou úpravou s filtrom s aktívnym uhlíkom a/alebo v kombinácii so zhlukovacou jednotkou, nie je niekedy dostatočný na získanie dostatočne vyčistenej vody. Pretože, trvanie indukovanej emulzie je niekedy dlhšie ako doba kontaktu s čistiacimi jednotkami, pričom tieto čistiace jednotky nie sú špeciálne navrhnuté na absorbovanie rozptýlených olejových kvapiek z OW emulzie.0019 Cielom tohto vynálezu je odstránenie jednej alebo viacerých z vyššie uvedených nevýhod.0020 Na dosiahnutie cieľa sa vynález týka spôsobu odstraňovania organických zložiek zo zmesi organických zložiek a vody, kde tento spôsob obsahuje kroky vedenia zmesi cez aspoň jednu nádobu, v ktorej sa nachádza množstvo organoilu v aspoň jednom odnimateľnom puzdre, ktoré je priepustné pre kvapaliny a plyny ale nie pre častice organoílu, alebo na nosnej konštrukcii, z ktorej nemôžu časti organoílu odísť, tak, že množstvo organoílových častíc je vždy časťou odnímatelného celku a vytvorenia prúdu vo wššie uvedenej zmesi v nádobe, pričom uvedený prúd v zmesi v nádobe je vytvorený vedením prúdu plynových bublín cez túto zmes.0021 Testy preukázali, že súčasná kombinácia privedenia napríklad OW emulzie do kontaktu s organoilom na jednej strane, a vytvorenia prúdu cez OW emulziu na druhej strane, napríklad prostredníctvom prúdu bublín plynu, ako je vzduch, ktorý je poslaný cez uvedenú OW emulziu, pričom vzduch s výhodou vytvára aspoň čiastočný kontakt s organoílom, vytvára výrazne lepšie a rýchlejšie výsledky čo satýka oddelovania oleja z OW emulzie ako konvenčné spôsoby, ktoré využívajú napríklad usporiadanie s náplňovou kolónou.0022 Naviac sa v porovnani s usporiadaniami s fluidizátorom a miešacim reaktorom získa výhoda v tom, že organoílové častice sú držané vo vnútri puzdra alebo sú viazané k nosnej konštrukcii. Uvedené puzdro alebo nosná konštrukcia môžu byť, na rozdiel od známych vyššie uvedených usporiadaní, vždy ľahko vyňaté z úpravnej nádoby čím sa zjednodušuje odstránenie alebo výmena organoílu.0023 V pripade puzdra, je toto puzdro vytvorené z materiálu, napríklad v tvare membrány, ktorá prepúšťa kvapaliny a plyn, ale ktorá zabraňuje úniku častíc organoílu z tohto puzdra. Kontaktný povrch môže byť zväčšený napríklad vytvorením uvedeného puzdra na organoíl s menším prierezom a naskladaním vo vnútri vonkajšieho puzdra, ktoré je priepustné pre kvapalinu ako aj plyn. Týmto spôsobom sa vytvorí väčší povrch puzdra/kontaktný povrch cez ktorý môže zmes dosiahnuť častice organoílu.0024 Ak je organoíl umiestnený na vyššie uvedenej nosnej konštrukcii, tiež sa zabezpečí, že častice organoílu nemôžu odísť.0025 Krok zavedenia a oddelenia organoílu zo zmesi organických zložiek a vody je teraz uľahčený prostredníctvom odnímateľného puzdra alebo nosnej konštrukcie,pričom kontinuálny proces nemusí byť prerušený. Naviac nie sú organoílové častice vystavené opotrebeniu, nakoľko nie sú premiešavané ako pri usporiadaní s miešacím reaktorom alebo fluidizátorom.0026 Spôsob podľa vynálezu tiež podporuje transportný jav medzi organoílom a organickými zložkami v zmesi, ale spôsobom. ktorý je opačný ako ten pri usporiadaní s fluidizátorom. S tu navrhovaným spôsobom môžu častice organoílu zostať prakticky na rovnakom mieste, pričom prúd, ktorý vytvára prúd bublín plynu konštantne dopravuje neabsorbované organické zložky cez všetky povrchy organoílovej štruktúry. Toto tiež vytvára podstatnú časovú výhodu v porovnaní s usporiadaním s náplňovou kolónou. a naviac zabraňuje problému upchávania a postupného zvyšovania poklesu tlaku.0027 Ak by sa urobil horizontálny rez uvedenej nádoby vo výške organoílu, bol by tu priestor, ktorý nie je úplne naplnený organoílom. Avšak zmesi organických zložiek a vody je zabránené obídenie touto cestou vďaka dobrému vyhotoveniu plynového systému, ktorý vracia zmes naspäť aby recirkulovala.0028 Podľa vynálezu je prúd v zmesi vytváraný dodávaním prúdu bublín plynu do

MPK / Značky

MPK: C02F 101/32, B01J 20/12, C02F 101/30, C02F 1/28, B01D 15/00

Značky: spôsobu, spôsob, organických, zložiek, odstraňovanie, zmesí, tohto, zariadenie, vykonávanie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/20-e14089-sposob-na-odstranovanie-organickych-zloziek-zo-zmesi-organickych-zloziek-a-vody-a-zariadenie-na-vykonavanie-tohto-sposobu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob na odstraňovanie organických zložiek zo zmesi organických zložiek a vody a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu</a>

Podobne patenty