CS209956B1

CS209956B1 - Hydrocarbon separator

Info

Publication number: CS209956B1
Application number: CS467779A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Houzim; Jaroslav Zak
Original assignee: Vladimir Houzim; Jaroslav Zak
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1980-06-30
Publication date: 1981-12-31

Abstract

Předmětem vynálezu je separátor ropných uhlovodíků, zvláště olejů, emulgovaných, dispergovaných a rozpuštěných ve vodě. Vynález náleží do oboru hydrogeologie, přesněji do oboru sanace podzemních vod a čištění odpadních vod, Jeho podstatou je, že přívodní trubka, která zasahuje clo vodotěsné skříně separátoru je perforována a opatřena koalesctnční vložkou. Vodotěsná skříň je uvnitř rozdělena vnitrní přepážkou s průtokovým otvorem, krytým přepážkovým sítem. Mezi vnitřní přepážkou a víkem je uspořádáno nepolární adsorpční lože, které je v těsném styku s koalescenční vložkou. Mezi vnitřní přepážkou a dnem je uspořádáno polární adsorpční lože, přitom ke dnu je upevněna výstupní trubka s výstupním sítem, Separátor podle vynálezu lze využít k sanaci kontaminovaných vod, obsahujících ropné uhlovodíky, a to jak v mobilních sanačních zařízeních, tak ve stabilních úpravnách znečištěných odpadních vod.The subject of the invention is a separator of petroleum hydrocarbons, especially oils, emulsified, dispersed and dissolved in water. The invention belongs to the field of hydrogeology, more precisely to the field of groundwater remediation and wastewater treatment. Its essence is that the inlet pipe, which reaches the watertight casing of the separator, is perforated and provided with a coalescing insert. The watertight casing is divided inside by an internal partition with a flow opening, covered by a partition screen. A non-polar adsorption bed is arranged between the internal partition and the lid, which is in close contact with the coalescing insert. A polar adsorption bed is arranged between the inner partition and the bottom, while an outlet pipe with an outlet screen is attached to the bottom. The separator according to the invention can be used for the remediation of contaminated waters containing petroleum hydrocarbons, both in mobile remediation facilities and in stationary treatment plants for polluted wastewater.

Description

Vynález se týká separátoru ropných uhlovodíků, zvláště olejů, emulgovaných, dispergovaných a rozpuštěných ve vodě. Je vhodný zejména pro sanaci podzemních vod, kontaminovaných ropnými produkty a odčerpávaných pod objekty petrochemického průmyslu, pod skladišti a překladišti ropných produktů, pod letišti, a pod..The invention relates to a separator for petroleum hydrocarbons, especially oils, emulsified, dispersed and dissolved in water. It is particularly suitable for the remediation of groundwater contaminated with petroleum products and pumped out from under petrochemical industry facilities, under storage and transshipment facilities for petroleum products, under airports, etc.

Je známý víceúčelový separátor pro oddělování nemisitelných kapalin, např. dispergovaných vodních částic z tekutých paliv nebo dispergovaných olejových částic z vody (US patent č. 3 229 817). Sestává z koalescenční sekce a sorpční sekce, vytvořených ze skla nebo keramiky, asbestu, umělých vláken, celulózy, mikroporézní pryskyřice, granulovaných syntetických pryskyřic a podobných materiálů, volených podle účelu použití.A multipurpose separator for separating immiscible liquids, e.g. dispersed water particles from liquid fuels or dispersed oil particles from water, is known (US Patent No. 3,229,817). It consists of a coalescing section and a sorption section, made of glass or ceramics, asbestos, artificial fibers, cellulose, microporous resin, granular synthetic resins and similar materials, selected according to the purpose of use.

Je také známý separátor směsi vody s leteckým palivem {US patent č. 3 019 404) a separátor oleje z vody (US patent č. 3 645 398). U prvého je koalescenční vložka vytvořena z plsti, druhý obsahuje sekci lipofilní a sekci hydrofilní. Obě sekce jsou vytvořeny z tkaniny, s výhodou impregnované hydrofilní nebo hydrofobní látkou, podle vlastnosti tkaniny. Účinnost tohoto separátoru je 82 - 95 % pří separaci oleje z vody, přitom výstupní koncentrace olejů je 10 - 20 mg . 1Also known is a water-jet fuel separator (US patent no. 3,019,404) and an oil-water separator (US patent no. 3,645,398). In the first, the coalescing insert is made of felt, the second contains a lipophilic section and a hydrophilic section. Both sections are made of fabric, preferably impregnated with a hydrophilic or hydrophobic substance, depending on the properties of the fabric. The efficiency of this separator is 82-95% in separating oil from water, while the output concentration of oils is 10-20 mg. 1

Jiný známý separátor oleje ze směsi vody s olejem (US patent č. 3 794 583) obsahuje kartáčovou vložku z polypropylenových vláken pro adsorpci větší h částic oleje a vložku z textilních vláken impregnovaných fluorouhlíkem, zachycující zbytky olejových částic.Another known oil-water separator (US Patent No. 3,794,583) includes a brush insert made of polypropylene fibers for adsorption of larger oil particles and an insert made of fluorocarbon-impregnated textile fibers for trapping residual oil particles.

Je známý i způsob stanovení optimální tlouštky vrstvy polypro^-ylenových netkaných textilií pro separaci oleje z vody (US patent č. 3 960 719).A method for determining the optimal thickness of a layer of polypropylene nonwoven fabrics for oil-water separation is also known (US Patent No. 3,960,719).

Nevýhodou dosud známých separátorů je nedostatečná účinnost a přitom jsou výrobně složité a nákladné. Nejsou způsobilé separovat'- z vody ropné uhlovodíky tak dokonale, aby ze separátoru odtékala voda obsahující menší koncentraci ropných uhlovodíků něž 0,1 mg . Γ^, kterou by bylo možno vypouštět do veřejných toků. Je nutno ji dopravovat do speciálních úpraven, kde se zbavuje zbytků ropných produktů v ní obsažených.The disadvantage of the separators known so far is their insufficient efficiency and they are complex and expensive to manufacture. They are not capable of separating petroleum hydrocarbons from water so completely that water containing a lower concentration of petroleum hydrocarbons than 0.1 mg. Γ^ flows out of the separator, which could be discharged into public streams. It is necessary to transport it to special treatment plants, where it is rid of the residues of petroleum products contained in it.

Předmětem vynálezu, který odstraňuje uvedené nedostatky dosud známých separátorů, je separátor ropných uhlovodíků, zvláště olejů, emulgovaných, dispergovaných a rozpuštěných ve vodě, do jehož skříně zasahuje přívodní trubka. Podstata vynálezu spočívá v tom, že přívodní trubka je uvnitř vodotěsné skříně uzavřena okrajovým kotoučem, perforována a opatřena koalescenčí vložkou, která je v těsném styku s nepolárním adsorpčnim ložem, ohraničeným ve vodotěsné skříni víkem a vnitřní přepážkou s průtokovým otvorem, krytým přepážkovým sítem, přitom mezi vnitřní přepážkou a dnem vodotěsné skříně, opatřeným výstupní trubkou s výstupním sítem, je uspořádáno polární adsorpční lože,The subject of the invention, which eliminates the above-mentioned shortcomings of the separators known so far, is a separator of petroleum hydrocarbons, especially oils, emulsified, dispersed and dissolved in water, into the housing of which a supply pipe extends. The essence of the invention lies in the fact that the supply pipe is closed inside the waterproof housing by an edge disc, perforated and provided with a coalescing insert, which is in close contact with a non-polar adsorption bed, delimited in the waterproof housing by a lid and an internal partition with a flow opening, covered by a partition screen, while a polar adsorption bed is arranged between the internal partition and the bottom of the waterproof housing, provided with an outlet pipe with an outlet screen,

Z hlediska účinného využití polárního adsorpčního lože je výhodné, když průtokovýFrom the point of view of efficient use of the polar adsorption bed, it is advantageous if the flow rate

209 956 otvor ve vnitřní přepážce a výstupní trubka ve dně jsou umístěny excentricky, v poloze vzájemně rozdílné o 180°.209 956 the hole in the inner partition and the outlet pipe in the bottom are placed eccentrically, in a position different from each other by 180°.

Separátor podle vynálezu je výrobně jednoduchý a jeho účinnost je tak vysoká, že zbaví kontaminovanou vodu ropných produktů natolik, aby ji bylo možno vypouštět přímo do veřejných vodních toků. Odpadá nutnost dodatečné úpravy separované vody. Je proto vhodný pr© využití v mobilních sanačních zařízeních. Vysoké účinnosti se dosahuje interakcí koalescenčni vložky s adsorpčními loži a interakci adsorpčních loží vzájemně. Vynález vychází z poznatku, že ropné produkty, kterými je podzemní voda kontaminována obsahují nejen nepolární látky, které se zachycují v nepolárním adsorpčním loži, ale i polární látky, např. emulgátory, které dosud známé saparátory bez polárního adsorpčního lože nezachycují, a které s®parátor podle vynálezu spolehlivě odstraní.The separator according to the invention is simple to manufacture and its efficiency is so high that it removes contaminated water from oil products to the extent that it can be discharged directly into public waterways. There is no need for additional treatment of the separated water. It is therefore suitable for use in mobile sanitation facilities. High efficiency is achieved by the interaction of the coalescing insert with the adsorption beds and the interaction of the adsorption beds with each other. The invention is based on the knowledge that the oil products with which the groundwater is contaminated contain not only non-polar substances that are captured in the non-polar adsorption bed, but also polar substances, e.g. emulsifiers, which are not captured by previously known separators without a polar adsorption bed, and which the separator according to the invention reliably removes.

Konkrétní příklad separátoru podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkrese, kde je zobrazen se;arátor v podélném řezu.A specific example of a separator according to the invention is shown in the attached drawing, where the separator is shown in longitudinal section.

Vodotěsná skříň 1 separátoru podle vynálezu, je uzavřena víkem 20, upevněným víkovými šroub? lP a dnem 21, upevněným přírubovými šrouby 1|. Pod víkem 20 je prvé těsnění 8 a mezi dnem 21 a vodotěsnou skříni .1 druhé těsnění 9. Uvnitř je vodotěsná skříň 2 rozdělena vnitřní přepážkou 18, v niž je upraven průtokový otvor 22· umístěný excentricky a opatřený přepážkovým sítem 6, Vodotěsná skříň 1 je zevně mezí víkem 20 a vnitřní přepážkou 18 opatřena krytem 16, podloženým třetím těsněním J_5 a upevněným krytovými šrouby 17. Do vodotěsné skříně 1, do prostoru vymezeného víkem 20 a vnitřní přepážkou 18 zasahuje přívodní trubka 2, která je uzavřena okrajovým kotoučem 4, perforována a opatřena okrajovým prstencem 3. Me2í okrajovým prstencem 3 a okrajovým kotoučem 4 je přívodní trubka 2 ovinuta koalescenčni vložkou 5, vytvořenou z filtrační netkané polypropylénové textilie, vyztužené po jedné stra ně vlákennou vrstvou. Je hydrofobní, její hmotnost činí 500 g . m, hustota 0,13 g . cm a obsahuje 89 % pórů. Koalescenčni vložka 5 je v těsném styku s nepolárním adsorpčním ložemThe watertight housing 1 of the separator according to the invention is closed by a lid 20, secured by lid screws 1P, and a bottom 21, secured by flange screws 1|. Under the lid 20 there is a first seal 8 and between the bottom 21 and the waterproof case 1 there is a second seal 9. Inside, the waterproof case 2 is divided by an internal partition 18, in which a flow opening 22 is arranged, located eccentrically and provided with a partition screen 6. The waterproof case 1 is externally provided with a cover 16, supported by a third seal 15 and secured with cover screws 17, between the lid 20 and the internal partition 18. A supply pipe 2 extends into the waterproof case 1, into the space defined by the lid 20 and the internal partition 18, which is closed by an edge disc 4, perforated and provided with an edge ring 3. Between the edge ring 3 and the edge disc 4, the supply pipe 2 is wrapped with a coalescing insert 5, made of non-woven polypropylene filter material. textile, reinforced on one side with a fibrous layer. It is hydrophobic, its weight is 500 g . m , density 0.13 g . cm and contains 89% pores. The coalescing insert 5 is in close contact with the non-polar adsorption bed

13. které tvoří granulovaný expandovaný hydrofobizovaný perlit, obsahující tři frakce.13. which consists of granular expanded hydrophobized perlite, containing three fractions.

Prvá frakce,menší než 0,3 mm, tvoři 2 % z celkového objemu, druhá frakce 0,3 - 0,5 mm tvoří 20 % a třetí frakce, v rozmezí 0,5 - 1,6 mm tvoří 78 % celkového objemu nepolárního adsorpěního lože 13. Jeho měrná hmotnost je 50 - 250 kg . m a sorpční kapacita ropné látkyThe first fraction, smaller than 0.3 mm, makes up 2% of the total volume, the second fraction 0.3 - 0.5 mm makes up 20% and the third fraction, in the range of 0.5 - 1.6 mm makes up 78% of the total volume of the non-polar adsorption bed 13. Its specific gravity is 50 - 250 kg. m and the sorption capacity of the oil substance

OO

100 - 120 1 . m , Mezi vnitřní přepážkou 18 a dnem 21, opatřeným výstupní trubkou 12 s výstupním sítem 7„ umístěnou v poloze rozdílné o 180° proti průtokovému otvoru 19, je uspořádáno polární adsorpčni lože 14, tvořené granulovaným aktivním uhlím o zrnitosti 0,4 až 2,0 mm.100 - 120 1. m , Between the inner partition 18 and the bottom 21, provided with an outlet pipe 12 with an outlet screen 7" located in a position different by 180° from the flow opening 19, a polar adsorption bed 14 is arranged, consisting of granulated activated carbon with a grain size of 0.4 to 2.0 mm.

Kontaminovaná voda,' obsahující dispergované, emulgované a rozpuštěné uhlovodíky je přiváděna do separátoru podle vynálezu přívodní trubkou 2, v níž vlivem okrajového kotouče 4 mění směr toku a prostupuje perforaci přívodní trubky 2 v radiálním směru přes koalescenčni vložku 5 a dále do nepolárního adsorpčního lože 13. Koalescenčni vložka 5 z filtračníContaminated water containing dispersed, emulsified and dissolved hydrocarbons is fed into the separator according to the invention through the inlet pipe 2, in which, due to the influence of the edge disc 4, it changes the direction of flow and penetrates the perforation of the inlet pipe 2 in the radial direction through the coalescing insert 5 and further into the non-polar adsorption bed 13. The coalescing insert 5 from the filter

209 95Β netkané polypropylénové textilie shlukuje částice ropných produktů do kapének o velikosti větší než 10 4101, zachytí je a prodlouží tím životnost adsorpčních loží 13, 14. Na styčné ploáe mezi koalescenční vložkou 5 a nepolárním adsorpčním ložem 13. jeho jemnou frakíi, se vytvoří asi 2 až 3 mm silná kontaktní vrstva, kde se zachycují částice ropných produkmění tů menší než 10 jum. V nepolárním adsorpčním loži 13 přiváděná kontaminovaná voda opět směr aby její dráha průtoku byla maximální a přitom se v něm zachycuje zbytek koagulovaných nepolárních částic ropných uhlovodíků, proniklých přes koalescenční vložku 5, Průtokovým otvorem 9 protéká přiváděná kontaminovaná voda do polárního adsorpčniho lože 14. kde opět mění směr toku. Přepážkové síto 6 bráni směšování granulí, z nichž jsou adsorpční lože 13, 14 vytvořena. V polárním adsorpčním loži 14 je kontaminovaná voda zbavena rozpuštěných ropných produktů a hlavně pak polárních látek, např. emulgátorů. Způsobilá pro vypouštění do veřejných toků vytéká ze separátoru podle vynálezu výstupní trubkou 12.209 95Β non-woven polypropylene fabric agglomerates particles of petroleum products into droplets with a size greater than 10 4101, captures them and thereby extends the service life of the adsorption beds 13, 14. At the interface between the coalescing insert 5 and the non-polar adsorption bed 13. its fine fraction, a contact layer about 2 to 3 mm thick is formed, where particles of petroleum products smaller than 10 μm are captured. In the non-polar adsorption bed 13, the contaminated water supplied is again directed so that its flow path is maximum and at the same time the rest of the coagulated non-polar particles of petroleum hydrocarbons that have penetrated through the coalescing insert 5 are captured in it. The supplied contaminated water flows through the flow opening 9 into the polar adsorption bed 14. where it again changes the flow direction. The partition screen 6 prevents mixing of the granules from which the adsorption beds 13, 14 are formed. In the polar adsorption bed 14, the contaminated water is freed from dissolved petroleum products and, in particular, from polar substances, e.g. emulsifiers. It flows out of the separator according to the invention through the outlet pipe 12, which is suitable for discharge into public waterways.

Účinnost separátoru podle vynálezu a interakce koalescenční vložky 5 jak s nepolárním adsorpčním ložem 13. tak s polárním adsorpčním ložem 14 byla prokázána laboratorními pokusy.The effectiveness of the separator according to the invention and the interaction of the coalescing insert 5 with both the non-polar adsorption bed 13 and the polar adsorption bed 14 has been demonstrated by laboratory experiments.

PokusíWill try

Kontaminovaná voda s obsahem ropných uhlovodíků protéká separátorem, v němž byla pou ze koalescenční vložka 5, tvořená filtrační netkanou polypropylénovou textilií. Adsorpční lože 13. 14 byla odstraněna.Contaminated water containing petroleum hydrocarbons flows through a separator in which only the coalescing insert 5, consisting of a non-woven polypropylene filter fabric, was present. The adsorption bed 13, 14 was removed.

Pokus 2Attempt 2

Kontaminovaná voda s obsahem ropných uhlovodíků protéká separátorem, v němž bylo pou ze nepolární adsorpční lože 13. Koalescenční vložka 5 a polární adsorpční lože 14 byly odstraněný.Contaminated water containing petroleum hydrocarbons flows through a separator in which there was only a non-polar adsorption bed 13. The coalescing insert 5 and the polar adsorption bed 14 were removed.

Pokus 3Attempt 3

Kontaminovaná voda s obsahem ropných uhlovodíků protékala separátorem, v němž bylo pouze polární adsorpční lože 14. Nepolární adsorpční lože 13 a koalescenční vložka 5 byly odstraněny.Contaminated water containing petroleum hydrocarbons flowed through a separator containing only the polar adsorption bed 14. The non-polar adsorption bed 13 and the coalescing insert 5 were removed.

PokuSLáEXPERIMENT

Kontaminovaná voda s obsahem ropných uhlovodíků protékala separátorem, obsahujícím koalescenční vložku 5 a nepolární adsorpční lože 13. Polární adsorpční lože 14 bylo odstraněno.Contaminated water containing petroleum hydrocarbons flowed through a separator containing a coalescing insert 5 and a non-polar adsorption bed 13. The polar adsorption bed 14 was removed.

Pokus 5Attempt 5

Kontaminovaná voda s obsahem ropných uhlovodíků protékala separátorem podle vynálezu obsahujícím vložku 5 í obě adsorpční lože 13» 11«Contaminated water containing petroleum hydrocarbons flowed through a separator according to the invention containing a liner 5 and both adsorption beds 13» 11«

209 956209,956

Vstupní koncentrace ropných uhlovodíků v kontaminované vodě přiváděné do separátoru podle vynálezu, výstupní koncentrace ropných uhlovodíků a účinnost v procentech je uvedena souhrnně v tabulce 1,The inlet concentration of petroleum hydrocarbons in contaminated water fed to the separator according to the invention, the outlet concentration of petroleum hydrocarbons and the efficiency in percent are summarized in Table 1,

Pokus Attempt Vstupní koncentrace Input concentration Výstupní koncentrace Output concentration Účinnost Efficiency č. No. ropných uhlovodíků petroleum hydrocarbons ropných uhlovodíků petroleum hydrocarbons mg . 1*^J mg . 1* ^J mg . I¹ mg. I ¹ % % Rozmezí Range Rozmezí Range 6 6 1 1 77,8 - 134,0 77.8 - 134.0 110 110 2,8 - 12,8 2.8 - 12.8 10,0 10.0 90,6 90.6 2 2 72,6 - 128,0 72.6 - 128.0 101 101 1,8 - 18,0 1.8 - 18.0 4.3 4.3 95,8 95.8 3 3 - - 101 101 0,07 - 4,0 0.07 - 4.0 1.4 1.4 98,6 98.6 4 4 390 - 533 390 - 533 450 450 0,7 - 1,0 0.7 - 1.0 0,84 0.84 99,8 99.8 5 5 146 - 312 146 - 312 209 209 0,04 - 0,09 0.04 - 0.09 0,06 0.06 99,97 99.97

tab. 1Table 1

Při vyčerpání sorpčni kapacity obou adsorpčních loží 13. lá se vymění jejich náplň.When the sorption capacity of both adsorption beds 13 is exhausted, their filling is replaced.

Pro výměnu nepolárního adsorpčního lože 13 slouží kryt 16, který se sejme odšroubováním krytových šroubů 17, Výměna polárního adsorpčního lože 14 se provádí odšroubováním přírubových šroubů 11 a sejmutím ^)na 21. Koalescenční vložku 5 lze vyměnit uvolněním vlkových šroubů 10 a sejmutím ví! a 20 s přívodní trubkou 2.The non-polar adsorption bed 13 is replaced by the cover 16, which is removed by unscrewing the cover screws 17. The polar adsorption bed 14 is replaced by unscrewing the flange screws 11 and removing the 21. The coalescing insert 5 can be replaced by loosening the wing screws 10 and removing the 20 with the inlet pipe 2.

Síparátor ropných uhlovodíků podle vynálezu je zvláště vhodný pro mobilní sanační zařízení, které se používá při průzkumných, jednorázových, relativně krátkodobých hydrogeologických akcích. Dále je vhodný pro úpravu vody z malých zdrojů pro místní zásobování.The hydrocarbon separator according to the invention is particularly suitable for mobile remediation equipment used in exploratory, one-off, relatively short-term hydrogeological operations. It is also suitable for treating water from small sources for local supply.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A separator of petroleum hydrocarbons, in particular oils, emulsified, dispersed and dissolved in water, into a water-tight housing of a lance, characterized in that the lance (2) is closed by an edge disc (4), perforated and provided with a coalescing insert (5) which is in close contact with the non-polar adsorption bed (13) bounded in the watertight housing (1) by a lid (20) and an inner partition (18) with a flow opening (19) covered by a screen a polar adsorption bed (14) is provided between the inner partition (18) and the bottom (21) of the watertight housing (1) provided with the outlet pipe (12) with the outlet screen (7).

209 956

Separator according to claim 1, characterized in that the flow opening (19) in the inner partition (18) and the outlet pipe (12) in the bottom (21) are arranged eccentrically, in a position different from each other by 180 °,