Zariadenie na filtráciu zaolejovaných vodných suspenzií

Číslo patentu: 287933

Dátum: 12.04.2012

Autor: Šiška Jozef

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Zariadenie môže byť v otvorenom alebo uzatvorenom vyhotovení podľa kompozície suspenzie a olejovej fázy. Otvorené vyhotovenie pozostáva z filtračného člena (1) umiestneného vo filtračnej nádobe (2) pod hladinou vodnej fázy (31) filtrovanej suspenzie (3) pritekajúcej do tela filtračnej nádoby (2) vstupným potrubím (4) a udržiavanej v minimálnej výške prepadom filtrátu (51) výstupného potrubia filtrátu (5) vybaveného preplachovacím členom (52). Gravitačne oddelená olejová fáza (32) z filtrovanej suspenzie (3) je odvádzaná prepadom na olejovú fázu (33) a tuhé filtračné podiely (34) sú zhromažďované a vypúšťané zo zberačov tuhých podielov (6). Výška hladiny vodnej fázy (31) a spodnej hranice olejovej fázy (32) je indikovaná snímacím členom (25), napríklad plavákovým snímačom hustoty.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka zariadenia na filtráciu vodných suspenzií obsahujúcich oleje. Zariadenie slúži na úpravu a čistenie procesných a odpadových vôd s obsahom olejov a tuhých častíc.Zaolejované vodné suspenzie, hlavne rozličné procesné (premývacíe, pracie, oplachové, kovoobrábacíe kvapaliny, procesné vodné roztoky s obsahom olejovej fázy) a odpadové vody (vody z dekontaminácií ropného znečistenia alebo havárií kontaminované uhľovodíkmi, alebo vody z lapačov olejov a tukov) tvoria Významnú časť kvapalín, z ktorých je potrebné oddeliť vodnú fázu súčasne od tuhej a olejovej fázy. Oddeľovanie týchto fáz sa v súčasnosti uskutočňuje vedľa filtračných zariadení tiež zariadeniami pracujúcimi na princípe odstredivého oddeľovania vjednom kroku, napr. trojfázovými odstredivkami (dekantérmi) a hydrocyklónmi, alebo v postupnom oddelení najľahšej olejovej fázy od suspenzie s následným oddeľovaním tuhej fázy, resp. opačne, oddelením tuhej fázy od vodno-olejovej fázy a nasledujúcim oddeľovaním vody a oleja. Nadstavenie zariadení s odstredivým spôsobom oddeľovania fáz je však náročné a citlivé na kompozíciu delenej zmesi. Niektorý z postupných krokov oddeľovania sa zvyčajne uskutočňuje tiež pomocou štandardného filtračného zariadenia, čo vedie k zvýšeným nárokom na údržbu, prevádzku a investíciu. V súčasných filtračných zariadeniach je filtračný proces oddeľovania tuhých častíc suspenzie uskutočňovaný núteným prechodom vodnej i olejovej fázy cez filtračnú priehradku (tvorenú napr. papierom, tkaninou, alebo netkanou textíliou), čím dochádza kjej postupnej hydrofobizácií a znižovaniu priepustnosti vodnej fázy. Pritom prítomnosť olejom hydrofobizovaných tuhých častíc výrazne podporuje znižovanie rýchlosti filtrácie. Tento účinok sa prejavuje v doterajších posuvných a sorpčných filtroch, kde dochádza síce k účinnému zachytávaniu olejovej fázy, ale prítomnosť tuhých častíc (napr. ílovitého materiálu) spôsobuje rýchle zanesenie filtračnej priehradky (zväčša papierového posuvného pásu alebo textílie), alebo vstupnej vrstvy sorpčnej náplne, resp. jej povrchu. Upchaním pórov v povrchu ñltračnej priehradky/sorpčnej náplne tuhými časticami a olejom sa akcelerovane znižuje rýchlosť filtrácie. Pritom náročnosť na regeneráciu použitých filtračných priehradiek, resp. sorpčných náplní sa výrazne zvyšuje. Nepriaznivosť efektu hydrofobizácie ñltračnej vrstvy sa najviac prejavuje pri systémoch obsahujúcich ťažšie ropné frakcie (napr, odpadové mazacie oleje) a bez nenáročnej regenerácie filtračných pásov, resp. sorpčných elementov vznikajú vysoké prevádzkové náklady na ich spotrebu a riešenie vznikajúcich odpadov.Nedostatky doterajších spôsobov odstraňuje riešenie zariadenia na filtráciu zaolejovaných vôd podľa vynálezu (obr. l a 2), spočívajúce v tom, že v otvorenom vyhotovení zariadenia (obr. l) je filtračný člen L umiestnený vo ñltračnej nádobe g pod hladinou vodnej fázy g filtrovanej suspenzie ą, pritekajúcej do tela filtračnej nádoby z vstupným potrubím Q a udržiavanej V minimálnej výške prepadom filtrátu g výstupného potrubia filtrátu á. Výstupné potrubie filtrátu i je výhodne osadené preplachovacím členom Ľ. Gravitačne oddelená olejová fáza Q z filtrovanej suspenzie i je odvádzaná prepadom na olejovú fázu Q a tuhé filtračné podiely 141 sú zhromažďované a vypúšťané so zberačom tuhých podielov Q. Výška hladiny vodnej fázy 3 l a spodnej hranice olejovej fázy 32 je indikovaná snimacím členom ä, výhodne plavákovým snímačom hustoty. Preplachovací člen 2 je výhodne tvorený otočným trojcestným ventilom umožňujúcim prepnutie smeru toku filtrátu z priestoru na filtrát Q do prepadu filtrátu g na tok filtrátu pri režime preplachu filtračnej priehradky n. Tok filtrátu pri preplachu v smere od prepadu filtrátu 5 l cez filtračnú priehradku l 1 je vytvorený výhodne tlakom filtrátu a/alebo vody, a/alebo rozpúšťadlom, a/alebo vzduchom a riadený výhodne automaticky pomocou snímacieho člena 25.V uzatvorenom vyhotovení zariadenia podľa vynálezu (obr. 2) je filtračný člen l, vybavený výstupným potrubím filtrátu j, tesne spojený s filtračnou nádobou g, vybavenou vstupným potrubím A filtrovanej suspenzie ž, a s tesniacim vekom 1, vybavenom výstupným potrubím na olejovú fázu ä s kolektorom oleja x a potrubím s expanznou nádobou Q, tesne spojený so zberačom tuhých podielov Q tesnýmí prírubami 1 L. Kolektor oleja §§ na zhromažďovanie a oddeľovanie oleja je vybavený riadenými ventílmi xl slúžíacímí na vypúšťanie vytlačenej olejovej fázy Q a vytváranie podtlaku na premývanie filtračnej priehradky ll filtrátom. Riadenie riadených ventilov m a prípadne prívodu vstupného potrubia g je zabezpečené výhodne pomocou snímacieho člena ě.Filtračný člen L (obr. l a 2)je tvorený priestorom na filtrát Q, vybaveným výstupným potrubím filtrátu i,a filtračnou priehradkou v tvare lievika, alebo dutého rotačného valca. Filtračná priehradka ll pozostáva z podložného roštu llz a filtračnej vrstvy L výhodne tvorenej hydrofilným filtračným materiálom, napríkladlisovanou celulózou, a prípadného prítlačného rámu tvoreného kovovou alebo plastovou sieťou, alebo pružnými obručami.Zariadenie na filtráciu podľa vynálezu môže byť použité tiež akosorpčný filter na rozpustené látky, napríklad organické látky alebo ťažké kovy pri prípadnom použití ñltračnej vrstvy Q vo forme tiltračnosorpčného elementu.Výhodou riešenia filtračného zariadenia podľa vynálezu je hlavne to, že vďaka permanentnému majoritnému kontaktu vodnej fázy nedochádza k rýchlej hydrofobizácii filtračnej vrstvy a koalescencii kvapiek oleja v jej objeme. Koalescujúce kvapky oleja a zachytené častice tuhých podielov zostávajú na povrchu filtračnej vrstvy a gravitačne sa oddeľujú podľa mernej hmotnosti. K povrchu filtračnej vrstvy silnejšie lipnúce častice,resp. kvapky oleja sú od povrchu odplavené pôsobením premývacieho/preplachovacieho intervalu. Pritom premývací režim možno rýchlo a účinne využiť aj pri regenerácii (prečisťovaní) zariadenia. Pre absenciu mechanických súčastí a samospádovému prietoku procesných médií, a tým i nízkych nákladoch na stavbu, prevádzku a údržbu, prakticky žiadnej poruchovosti a vysokej spoľahlivosti a životnosti je zariadenie vhodné na filtráciu v systémoch so široko variabilným zložením, prietokom, teplotou a obsahom suspenzných a plynových častíc, pričom sa nevyžaduje náročná kontrola a regulácia procesu.Prehľad obrázkov na výkresochNa obr. l je znázornený príklad zariadenia na filtráciu zaolejovaných vodných suspenzií v otvorenom vyhotovení pre pripad nenúteného odvádzania olejovej fázy s pretlakovým spôsobom premývania filtračnej priehradky.Obr. 2 zobrazuje príklad riešenia zariadenia na filtráciu v uzatvorenom vyhotovení, v ktorom je olejováfáza odvedená pôsobením tlaku zdrojovej suspenzie a premývanie filtračnej priehradky je uskutočňované podtlakom.Vo valcovitej filtračnej nádobe g (obr. l) je vsunutý a utesnený filtračný člen l v tvare lievika, tvorený tiltračnou priehradkou ll pozostávajúcou z oceľového podložného roštu na ktorom je uložená papierová filtračné vrstva gr a pritlačená oceľovým prítlačným rámom ll 3. Privod filtrovanej suspenzie 3 (obsahujúcej maximálne 10 obj. olejovej fázy s majoritným obsahom rastlinných olejov a ropných uhľovodíkov a 5 hmotn. tuhých podielov vo forme síranu vápenatého, ílu, vápenca a jemného piesku) do tiltračného zariadenia je zabezpečený prečerpávaním z usadzovacej nádrže vstupným potrubim i. Nad vodnou fázou g vyplavená olejová fáza Q je samospádom odvádzaná prepadom na olejovú fázu Q do zdrojovej usadzovacej nádrže. Hladina vodnej fázy 3 l vo filtračnej nádobe z je udržiavaná V minimálnej výške prepadom filtrátu ji výstupného potrubia filtrátu á osadenom preplachovacím členom g, pozostávajúcim z ručne riadeného trojcestného ventilu napojenom na čerpadlo zo zbernej nádoby filtrátu. V prípade zníženia rýchlosti filtrácie a úniku vodnej fázy g cez prepad na olejovú fázu a/alebo pri indikácii zvýšenia hrúbky vrstvy olejovej fázy 32 snímacím členom Q tvorenom plavákovým snímačom hustoty, sa otočením trojcestného ventilu preplachovacieho člena 52 do časti priestoru na ŕiltrát l vtlačí späť čerpadlom malá časť filtrátu na preplach filtračnej priehradky l 1 .Filtračný člen l v tvare dutého valca s prírubou pripojeným výstupným potrubim filtrátu i (obr. 2), tvorený filtračnou priehradkou pozostávajúcou z oceľového podložného roštu Q, na ktorom je upevnená filtračná vrstva Q z vlnenej tkaniny pritlačená polypropylénovým prítlačným rámom L a je pripevnený pomocou tesných prírub Q s gumeným tesnením prstenec filtračnej nádoby g a zberač tuhých podielov Q. Prstenec filtračnej nádoby gje uzatvorený tesniacim vekom Z, v ktorom je napojené výstupné potrubie na olejovú fázu ä s kolektorom oleja 36 a potrubie s expanznou nádobou Ľ. Kolektor oleja x je vybavený riadenými ventilmi Q, z ktorých jeden je tlakový a určený na odvod olejovej fázy Ľ do zbernej nádoby, druhý ventil je poistný s nadstaveným tlakovým limitom a tretí ventil je určený na vyprázdňovanie kolektora oleja E ajeho prípadné odvodňovanie. Tlakový ventil je spolu s prívodom zdrojovej filtrovanej suspenzie ě vstupným potrubim g ovládaný nárastom tlaku a taktiež signálom zo snímacíeho členu ě.Vynález je využiteľný pri filtrácii procesných a odpadových vôd obsahujúcich olejovú a tuhú fázu v chemickom, petrochemickom, farmaceutickom a potravinárskom priemysle, ako aj pri čistení priemyselných odpadových vôd obsahujúcich oleje a pri čistení zaolejovaných vodných suspenzií z havárií, alebo dekontaminácie vôd kontaminovaných ropnými látkami.Riešenie podľa vynálezu môže byť tiež využité na recykláciu chemických látok a vody, ako aj pri materiálovom a energetickom zhodnocovaní odpadových minerálnych a prírodných olejov a tukov, a vzácnych a/alebo toxických zložiek.l. Zariadenie na filtráciu zaolejovaných vôd, v y z n a č uj ú c e s a t ý m , že v otvorenom vyhotovení je filtračný člen (l) umiestnený vo filtračnej nádobe (2) pod hladinou vodnej fázy (31) filtrovanej suspenzie (3), pritekajúcej do tela filtračnej nádoby (2) vstupným potrubím (4) a udržiavanej V minimálnej výške prepadom filtrátu (51) výstupného potrubia filtrátu (5) vybaveného výhodne preplachovacím členom (52),pričom gravitačne oddelená olejová fáza (32) z filtrovanej suspenzie (3) je odvádzaná prepadom na olejovú fázu (33) a tuhé filtračné podiely (34) sú zhromažďovane a vypúšťané zo zberačom tuhých podielov (6), a výška hladiny vodnej fázy (31) a spodnej hranice olejovej fázy (32) je indikovaná snímacím členom (25),výhodne plavákovým snímačom hustoty.2. Zariadenie na filtráciu podľa bodu l, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že v uzatvorenom vyhotovení je filtračný člen (l), vybavený výstupným potrubím filtrátu (5), tesne spojený s ñltračnou nádobou (2),vybavenou vstupným potrubím (4), a s tesniacim vekom (7), vybavenom výstupným potrubím na olejovú fázu (35) s kolektorom oleja (36) a potrubím s expanznou nádobou (22), a zo zberačom tuhých podielov (6) tesnými prírubamí (21), 3, Zariadenie na filtráciu podľa bodu l a 2, v y z n a č uj ú c e s a tý m , že filtračný člen (l) je tvorený priestorom na filtrát (12), vybaveným výstupným potrubím filtrátu (5), a ñltračnou priehradkou (l l) v tvare lievika alebo dutého rotačného valca, pozostávajúcou z podložného roštu (l 12) a frltračnej vložky(lll), výhodne tvorenej hydrofilným ñltračným materiálom, napríklad lisovanou celulózou, a prípadného prítlačného rámu (l 13) tvoreného kovovou alebo plastovou sieťou, alebo prepojenými obručami.4, Zariadenie na filtráciu podľa bodu l a 3, v y z n a č uj ú c e s a tý m , že preplachovací člen(52)je výhodne tvorený otočným trojcestným ventilom umožňujúcim prepnutie smeru toku filtrátu z priestoru na filtrát (12) do prepadu filtrátu (5 l) na tok filtrátu pri režime preplachu filtračnej priehradky (l l), vytvorený výhodne tlakom ñltrátu a/alebo vody, a/alebo rozpúšťadlom, a/alebo vzduchom a riadeného výhodne automaticky pomocou snímacieho člena (25).5. Zariadenie na filtráciu podľa bodu 2 a 3, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že kolektor oleja (36) na zhromažďovanie a oddeľovanie oleja je vybavený riadenými ventilmi (361) slúžiacimí na vypúšťanie vytlačenej olejovej fázy (32) a vytváranie podtlaku na premývanie filtračnej priehradky (l l) filtrátom, pričom riadenie riadených ventilov (36 l) a prípadne prívodu vstupného potrubia (4) je zabezpečené výhodne pomocou snímacieho člena (25).6. Použitie zariadenia na filtráciu podľa bodu l až 5 ako sorpčný filter na rozpustené látky, napríklad organické látky alebo ťažké kovy, 2 výkresy

MPK / Značky

MPK: B01D 17/00, B01D 39/04

Značky: zariadenie, filtráciu, vodných, suspenzií, zaolejovaných

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-287933-zariadenie-na-filtraciu-zaolejovanych-vodnych-suspenzii.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie na filtráciu zaolejovaných vodných suspenzií</a>

Podobne patenty