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INSTALLATION DE SEPARATION D'EAU, D'HUILE, DE BOUE, DE CIRES ET
ANALOGUES.
L'invention est relative à un appareil de séparation d'eau, hui- le, boues, cires et analogues et se rapporte particulièrement mais non exclu- sivement à des appareils de séparation de quantités relativement petites de boues d'huiles, cires, et analogues, de grandes quantités d'eau.
Il est usuel, quand des navires tels que des pétroliers de mer ne travaillent pas à pleine charge, de prendre à bord une quantité suffisan- te d'eau servant de lest pour assurer la stabilité pendant la traversée. A- vant que le navire ne puisse être entièrement chargé ou déchargé, l'eau ser- vant de lest doit être déchargée, mais elle est contaminée par de la charge ou ses résidus dans la cale et il est par conséquent nécessaire d'assurer une séparation adéquate et une rétention de ces impuretés avant que l'eau de lest ne 'soit déchargée par dessus bord dans des eaux endiguées.
Pour permettre un déchargement rapide du lest d'eau, l'instal- lation du séparateur doit avoir une capacité de débit relativement grande (par exemple 500 tonnes par heure et au-delà), et dans de grandes installations de ce genre, il est préférable d'utiliser plusieurs séparateurs de capacité plus petite montés en parallèle. Evidemment, des pompes très puissantes sont nécessaires pour déplacer rapidement des quantités de liquides aussi grandes, et il arrive fréquemment qu'il existe une longue suite de tuyauteries entre les pompes et l'appareil de séparation, qui est d'habitude installé sur la côte.
Il en résulte l'existence d'une tendance à ce que des vagues relative- ment intenses se produisent dans les tuyaux et dans le séparateur et ceci est un inconvénient car, pour obtenir une séparation convenable, il est es- sentiel que le débit à travers les séparateurs soit aussi exempt que possible de vagues.
Un des principaux buts de la présente invention consiste par conséquent à prévoir des moyens de réglage du débit du liquide vers le ou les
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séparateurs de manière à éviter les vagues. Ces moyens sont de préférence également efficaces pour être sûr que, si on trouve que la séparation n'est pas convenable et que les pompes soient arrêtées, le débit à travers le ou les séparateurs cesse presque instantanément et que par conséquent la quan- tité de liquide contaminé déchargé de l'installation soit faible. De pré- férence, les débits dans tous les séparateurs d'un appareil de ce genre peu- vent être contrôlés simultanément.
Comme certains résidus d'huiles renferment des quantités relati- vement importantes de boues et de cires, les cires ayant un poids spécifique pouvant varier sur une gamme comprise entre des limites supérieures et infé- rieures à celle de l'eau de lest contaminée, il est désirable que ces boues et cires soient séparées du liquide avant de passer dans les séparateurs.
Un autre but de l'invention consiste en un appareil tel que dé- crit dans lequel on peut effectuer la séparation de boues et de cires avant d'introduire le liquide contaminé dans les séparateurs d'huile et eau.
Un autre but consiste en un appareil dans-lequel des moyens de séparation de boues et de cires servent également à empêcher ou à réduire la transmission au liquide contaminé alimenté aux séparateurs d'huile et eau de l'influence de vagues produites dans le liquide contaminé alimenté à l'instal- lation.
Suivant la présente invention, une installation de séparation d' eau, huile, boues, cires et analogues comprenant des moyens de contrôle du débit de l'eau contaminée à un ou plusieurs séparateurs eau-huile, en produi- sant une séparation initiale de boues et de cires, consiste en une chambre divisée en un premier et un second compartiments par un barrage disposé,en travers de la chambre, une entrée de l'eau contaminée disposée dans le pre- mier compartiment de la chambre, en dessous du niveau du bord supérieur du barrage et une sortie vers le ou les séparateurs disposée respectivement dans le second compartiment de la chambre au niveau ou à peu près au niveau du bord supérieur du barrage.
On dispose de préférence dans le second comparti- ment de la chambre, une première chicane qui s'étend vers le bas et en tra- vers de la chambre près du barrage, et dont le bord inférieur est situé à un niveau quelque peu inférieur à celui du bord supérieur du barrage. La sortie peut être séparée de la partie principale du second compartiment de la cham- bre par une seconde chicane qui s'étend vers le bas et en travers de la cham- bre avec son arête inférieure voisine du fond. Une plaque de chicane horizon- tale peut être disposée dans le premier compartiment de la chambre au-dessus de l'entrée pour empêcher l'eau contaminée qui entre de s'écouler directe- ment au-dessus du barrage.
Des regards ou analogues peuvent être prévus dans les parties inférieures des parois de la chambre pour l'enlèvement des boues et des ci- res plus lourdes accumulées, et des moyens peuvent être prévus pour la sépa- ration d'huile et de cires plus légères qui flottent à la surface de l'eau dans la chambre.
Une installation de réalisation de l'invention,capable de trai- ter de façon convenable jusque 1000 tonnes d'eau contaminée par heure, va maintenant être décrite à titre d'exemple en se référant aux dessins en an- nexe sur lesquels les figures 1,2 et 3 représentent respectivement une vue de bout, une coupe longitudinale partielle suivant la ligne II-II de la figure 1 et une vue partielle en plan.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3.
La figure 5 est une coupe partielle suivant la ligne V-V de la figure 3, et les figures 6 et 7 représentent respectivement une vue en éléva- tion et une vue de bout d'une modification d'une partie de l'installation des
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figures 1-5.
Dans la description qui suit, les dimensions de certaines par- ties de l'installation particulière décrite ne sont données que pour que la nature et les proportions de l'installation soient plus clairement comprises.
L'installation représentée sur les figures 1-3 comprend une chambre de contrôle du débit 10 dans laquelle on introduit de l'eau contaminée pour la séparation de boues et de cires, et un certain nombre de chambres de séparation 11, par exemple 5, alimentées en parallèle par de l'eau contaminée provenant de la chambre 10.
La chambre 10 de réglage du débit et de séparation de boues et de cires est rectangulaire en plan et en élévation, et mesure 7,50 m (25 pieds), de large, 4,5 m (15 pieds) de long et 4,80 m (16 pieds) de haut. Un barrage 12 à 7,50 m (25 pieds) de large et 3,00 m (10 pieds) de haut, et s'étend sur toute la largeur du premier compartiment 10; il comprend une plaque qui s'é- lève verticalement du fond de la chambre pour la diviser en un premier et un second compartiment. Le barrage 12 est parallèle et espacé de 1,50 m. (5 pieds) de la première 13 des deux parois terminales 13, 14 de la chambre 10, formant- dans le premier compartiment de la chambre un compartiment de dépôt de boues 15 entre lui et la paroi terminale 13.
Une chicane 16 de 7,50 m (25 pieds) de large et de 2,50 m (8 1/4 pieds) de haut est disposée dans le se- cond compartiment de la chambre; elle s'étend sur toute la largeur de la cham- bre et comprend une plaque qui descend verticalement du sommet de la chambre, parallèle à la paroi terminale 13 et espacée de celle-ci de 1,35 m (4 1/2 pieds). Une autre chicane 17 est disposée dans le second compartiment de la chambre, à une distance d'environ 1,05 m (3 1/2 pieds) de la paroi terminale 14 et descend de manière que son arête inférieure soit espacée de 37,5 cm (15 pouces) du fond de cette partie de la chambre.
La paroi terminale 13 porte un orifice d'alimentation 18 de 1' eau contaminée, de 30 cm. (12 pouces) de diamètre, dont l'axe est situé à égale distance des deux parois latérales de la chambre et à 1,20 m (4 pieds) du fond. Le liquide est introduit par une vanne d'alimentation 19 réglable, désignée dans ce qui suit comme vanne d'alimentation principale. Une plaque déflectrice horizontale 20, de 90 cm (3 pieds) de long et 1. 20 m (4 pieds) de large, est disposée au-dessus de l'orifice d'alimentation 18, et s'étend sur toute la longueur du compartiment 15 de dépôt des boues formé entre le barrage 12 et la paroi terminale 13. De cette façon, le liquide qui pénètre dans la chambre 10 par l'orifice d'alimentation 18 ne peut pas passer direc- tement au-dessus du barrage 12 mais dévie vers l'une ou l'autre des deux pa- rois latérales.
La présence de la plaque de chicane 20 produit deux effets.
En premier lieu, la turbulence du liquide qui passe au-dessus du barrage 12, produite par le liquide qui pénètre dans la chambre est réduite, et en se- cond lieu, le changement brusque de direction à l'entrée du compartiment 15 de la chambre tend à déposer au fond du compartiment de séparation les boues et les cires plus lourdes entraînées par le liquide. Un regard 21 pour l'en- lèvement des boues est prévu au fond du compartiment.
Le liquide passe au-dessus du barrage 12, est dévié vers le bas par la chicane 16, et descend le long du second compartiment de la chambre 10 jusqu'à ce qu'il passe en-dessous de la chicane 17 où il commence à mon- ter. Au cours de son trajet relativement long de descente et de déplacement le long du second compartiment de la chambre 10, les huiles et cires de poids spécifiques inférieurs à celui du liquide sont aptes à se séparer de celui- ci, et montent jusqu'à ce qu'elles pénètrent dans l'espace formé entre les chicanes 16 et 17: La déviation communiquée par la première chicane 16 au li- quide qui est passé au-dessus du barrage, assure qu'aucun remous substantiel n'ait lieu dans ce second compartiment, même s'il se produit des vagues dans le liquide contaminé introduit.
Un orifice de sortie 22..de 10 cm (4 pouces) de diamètre est prévu pour l'huile qui se sépare du liquide et pénètre dans l'espace compris entre les chicanes, l'axe de cet orifice étant situé à 7,5cm.
(3 pouces) du dessus du niveau de l'arête inférieure de la chicane 16. La plus grande partie des cires séparées flotte au-dessus de l'huile, et peuvent être
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enlevées à la cuillère, le sommet de la chambre étant entièrement ouvert.
Une certaine quantité de cires de poids spécifique plus élevé qué le liquide et qui ont été entraînées au-dessus du barrage, se déposent au fond dû se- cond compartiment de la chambre 10 pendant leur trajet relativement'long.
Des regards 23 existent au voisinage du fond de cette partie de la chambre pour permettre d'enlever les différents dépôts par intervalles. Des robi- nets d'essai et de drainage sont également prévus.
On constate parfois que des gaz de mauvaise odeur se dégagent du liquide traversant la chambre 10, et tel est particulièrement le cas quand le liquide a été chauffé pour augmenter la fluidité de l'huile. Pour prévenir le dégagement de ces gaz dans l'atmosphère environnante, on dispose des pulvérisateurs 45 (figs. 1 et 2) alimentés d'eau sous haute pressiôn au sommet de la chambre 10, qui produisent une fine pluie ou brouillard d'eau, par exemple d'eau de mer, dans l'espace au-dessus du niveau de l'huile.
Les pulvérisateurs sont de préférence du genre désigné pour "atomiser" le li- quide, par exemple de manière que les gouttelettes produites par les pulvéri- sateurs soient du même ordre de grandeur que les gouttelettes d'un brouillard naturel, car on trouve que la pluie ou le brouillard produit par ces pulvé- risateurs sont les moyens les plus efficaces pour empècher le dégagement des gaz. La quantité d'eau ainsi introduite dans la chambre est négligeable si on la compare à la quantité d'eau traversant normalement l'installation.
Au voisinage du sommet de la chambre et entre la paroi termina- le 14 et la chicane 17 sont prévus deux orifices 24 de décharge de l'eau hui- leuse (une de chaque côté) qui communiquent avec deux conduites 25 aboutis- sant aux orifices de décharge de l'eau huileuse 26 des séparateurs 11 montés en parallèle. Chacun des orifices de déchargement 24 d'eau-huileuse a une section rectangulaire, d'une hauteur de 60 cm (2 pieds) et d'une longueur de 75 cm (2 1/2 pieds), les arêtes inférieures des orifices étant au même ni- veau que les arêtes supérieures des orifices de décharge 26 des séparateurs, également rectangulaires, disposés 37,5 cm (15 pouces) en-dessous de l'arête supérieure du barrage 12 et 30 cm (12 pouces) au-dessus de l'arête infé- rieure de la chicane 16.
Pendant la marche, le niveau du liquide passant au-dessus de barrage n'est pas beaucoup plus élevé que l'arête supérieure du barrage, et ainsi l'écoulement cesse très peu de temps après que la vanne d'alimentation 19 a été fermée. Ensuite, dès que le niveau de liquide dans la chambre 10 est descendu au niveau des arêtes inférieures des orifices 24 de décharge- ment de l'eau huileuse, le courant à travers le séparateur cesse. Une colon- ne de 15 cm (6 pouces) est nécessaire pour maintenir le débit à travers les cinq séparateurs reliés en parallèle, la hauteur d'extra d'environ 9 pouces du barrage au-dessus de ce niveau étant désirable pour permettre au barrage de réduire la transmission de l'action de vagues du liquide jusqu'aux sépa- rateurs.
Puisque les séparateurs sont alimentés par une conduite commune 25 qui les raccorde aux orifices de déchargement 24, le débit de liquide qui les traverse peut être réglé simultanément et rapidement par la manoeuvre de la vanne d'alimentation principale 19.
Les séparateurs peuvent être avantageusement du type ouvert à l'air libre tel que décrit dans le brevet britannique n 243.433 ou bien d'un type entièrement fermé, tel que celui décrit dans le brevet britanni- que n 474.940. Comme on les représente, ils ont chacun 7,50 m (25 pieds) de large, 3,30 (11 pieds) de long et 3,00 m (10 pieds) de haut. Un sépara- teur de ce genre et ayant ces dimensions, a une capacité de débit maximum d'environ 300 tonnes par heure.
La construction des séparateurs de la présente installation est le mieux représentée sur les figures 4 et 5 qui consistent respectivement en une coupe longitudinale et une demi coupe transversale. L'eau-huileuse qui traverse les conduites 25,descend des deux côtés de l'installation, pé- nètre dans le séparateur par les orifices 26 et s'écoule vers le bas à tra- vers des plaques de distribution perforées 27 et sur un serpentin de chauf-
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fage 28. Le liquide descend ensuite jusqu'à ce qu'il passe en-dessous des ' arêtes inférieures des plaques parallèles 29 et 30 et monte ensuite dans l' espace compris entre ces deux plaques.
L'eau séparée's'écoule de la chambre par l'espace compris entre les plaques parallèles 31, 29 et 30,'les bords supérieurs des plaques 29, 30 formant un barrage, puis par la conduite 33 (figure 5) jusqu'à des conduites de décharge d'eau 34 qui s'étendent des deux côtes de l'installation. L'huile séparée s'écoule au-dessus du bord'su- périeur d'une boite à huile réglable 35 raccordée par un tube flexible aux conduites principales de décharge d'huile 37 (fig. 5).
Les figures 6 et 7 représentent une réalisation supplémentaire pouvant être ajoutée à l'installation représentée sur les figures 1-5. Une boi- te à huile 38 peut être prévue dans la chambre 10 entre les plaques 16, 17 pour permettre l'enlèvement de la plus grande partie de l'huile de ce compar- timent de la chambre quand le système est en marche ou quand le débit de li- quide est arrêté. La boite à huile est maintenue verticale au moyen de quatre tringles parallèles 39 raccordées par pivots entre la boite et la chicane 17, et elle est supportée par une tige filetée 40 munie à son extrémité supérieu- re d'un volant à main 41 de manière que la position de l'arête supérieure de la boite puisse être réglée par rapport au niveau de liquide.
Le fond de la boite est raccordé par un tube flexible 42 à la conduite principale de dé- charge d'huile tandis que le poids de la botte, des tringles et du tube sont réglés, par exemple au moyen de remplissages 43 de ciment ou d'autre matière appropriée, de manière que la flottabilité de la boite soit presque complète- ment détruite, en permettant ainsi d'effectuer un réglage très précis de la hauteur de la boite. La boite 38 est avantageusement mise en place au moyen de guides 44 en forme de cornières qui s'étendent entre les chicanes 16 et 17. On prévoit avantageusement deux de ces boites à huile dans la chambre 10, une de chaque côté de l'axe central longitudinal.
REVENDICATIONS
1. - Installation de séparation d'eau, huile, boues, cires et analogues comprenant des moyens de réglage du débit de l'eau contaminée vers un ou plusieurs séparateurs eau-huile, et des moyens d'exécution d'une sépa- ration initiale de boues et de cires, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre divisée en un premier et un second compartiments par un barrage dis- posé en travers de la chambre, une entrée de l'eau contaminée disposée dans le premier compartiment de la chambre, en-dessous du niveau du bord supérieur du barrage, et une sortie vers le ou les séparateurs disposée dans le second compartiment de la chambre, au niveau ou environ au niveau du bord supérieur du barrage.