JPH03501577A - 液体分離器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液体分離器 本発明は液体分離器に関する。

本発明は、混合物が例えば活性炭逆浸透濾過装置等の濾過装置に入る前にあらか じめ該混合物の条件を整えるための流体サイクロンの使用を広く考察するもので ある。

一つの態様において、分離しようとする混合物の吸入口と該混合物の低密度成分 の溢流排出口と該混合物の高密度成分の下流排出口とを持つ分離室を備えた流体 サイクロンと、該下流排出口からの流出を受け取るように連結された濾過装置と を具備する液体分離器が与えられる。この場合流体サイクロンは、前記下流排出 口から流出する材料において前記吸入口での前記混合物の圧力に比較しての減圧 を生じさせるために、かつそれにより前記高密度成分内に溶解している全ての前 記低密度成分が、前記溢流排出口に運ばれるか又は高密度成分内で小滴になって 高密度成分と共に下流排出口から現われるかのいずれかであるように溶液から現 出することを促進させるために有効に使用され、そして前記濾過装置が前記小滴 を高密度成分からさらに分離するように作用する。

分離しようとする混合物は、流体サイクロンへ移動する前に、例えば横設仮型介 挿式スキマー（ｓｋｉｍｍｅｒ）等のコア１ノツサないし前段階コアレッサのよ うな混合及び／又は滞留槽に通されても良い。その場合、加熱流体、例えば加熱 水等をこの槽に例えば周期的に注入する装備が為される。

本発明はまた、液体混合物の各成分を、該混合物を取り入れる流体サイクロンを 使って互いに分離する方法を提供する。

流体サイクロンは、混合物内の低密度成分が混合物内の高密度成分の中で小滴状 態で流体サイクロンの排出口から現われるように操作され、そしてその排出口か ら現われた物質はさらに分離するために濾過装置に入れられる。

本発明を例として添付図面を参照の上さらに説明する。

第１図は本発明に従って構成された液体分離器の工程系統図で、第２図は第１図 の装置で使われる流体サイクロンの略図で、第３図は本発明に従って構成された 追加液体分離器の工程系統図である。

第１図に示される液体分離器は、油水混合物がライン９２で示されるように流入 する混合及び／又は滞留槽９０を具備する。

該混合物はその後ライン４２により流体サイクロンに運ばれ、そして排出ライン ４４に分離された油を、排出ライン４６に分離された水をもたらす。しかしなが らこの水は依然として幾分かの残留油を含有している。この水成分はライン４６ で減圧装置５０に通され、そこからライン５２で濾過装置１００へ移される。

流体サイクロン１０は、例えば米国特許公報第４２３７００６号、オーストラリ ア特許出願第８４７１３／７９号、もしくは我々の国際出願ＰＣＴ／Ａｔ１８３ １０００２８又はＰＣＴ／ＡＩＪ８５１０００１０の内容に従って公知の方法で 構成可能である。第２図はこの一般型の分離器を概略で図示する。この分離器は 、円形断面から成るテーバ状の伸長分離室２′５を持つように図示される。この 分離室はその長径端部に、第一の円筒部分１２と、吸入開口３０を備えた接線方 向吸入口２６と、排出開口３２に通じる軸方向溢流排出口３４とを具備する。分 離室２５のテーパ部１２ａは第一の部分１２に隣接して設けられ、このテーバ部 が分離室２５のわずかにテーパ状である第二の部分１４へと通じ、そしてこの第 二の部分は分離室の伸長円筒部１６へと通じて分離器の軸方向下流排出口２３へ 開口する。

分離しようとする油水混合物は、吸入口２６により吸入開口３０を通って分離室 内に渦流を発生させるように分離室２５の第一の部分１２へと進入する。油成分 は開口３２を経て排出口３４から現われ、水成分は下流排出口２３から現われる 。

図に示すように、第一の部分１２は長さ１１と直径ｄ１を持ち、第二の部分は長 さ１２と長径部の直径ｄ２を持ち、円筒部１６は長さβ３と直径ｄ３を持ち、そ して溢流排出口は直径ｄｏを持つ。オーストラリア特許出願８４７１３／７９に 開示されるように、例えば正確に接線方向を為す二個もしくはそれ以上の吸入口 ２６を設けても良いし、あるいは国際出願ＰＣＴ／ＡＵ８５１０００１０に開示 されるように、−個のらせん形設入口２６を設けても良い。

上記の構成にしたがってサイクロン分離器は、以下の寸法制約式のいずれか一個 ないしそれ以上もしくは全てに従って構成し得る。

Ａｚ／ｄ２＞１０、　例えば　１０＜β２／　ｄ　２＜　２５ｄ　ｏ／　ｄ　２ ≦０．２５、例えば　ｄ　ａ／　ｄ　２’＜　０．１ここで、Ａ、は全ての吸入 開口を合わせた総吸入口面積か、又は開口が一個だけの場合はその吸入開口の面 積である。４βは、第二の部分のテーパ部の半角であり、これは２０′〜２°、 例えば１°である。テーバ部１２ａは任意である。規定する場合は、１０°の半 角αを備えても良い。

流体サイクロン１０の他の適切な構造は、例えばオーストラリア特許出願？７６ １０／８７、及び国際出願ＰＣＴ／Ａｔ１８７１００４０２　。

ＰＣＴ／Ａｔ１８６１００３１３　、ＰＣＴ／ＡＵ８６１００１７３　、ＰＣＴ ／ＡＵ８５１００１８１の明細書に開示される。

第２図に示す構造において、下流排出口２３は分離器の第四の部分１８に通じる 。この第四の部分は、分離作用を促進させる背圧を与える効果を持つ。このよう な第四の部分は、国際出願ＰＣＴ／　ＡＵ８３／　０００２８に開示され、そし て図示のように、排出口２３から通じており第二の円筒部１８ｂに連絡する第一 の円錐台部分１８ａから成る。第一図の装置内で使用される場合に、この装備は 減圧作用をもたらしかつ減圧装置５０の省略を可能にする。この場合、ライン４ ６はライン５２に直接つながり、分離器１０からの材料を直接濾過装置１００に 導く。

流体サイクロン１０は、上記のように、油水温合物を取り入れた際にそこから油 成分を除去するように作用する。一般に分離器１０は、取り入れる混合物におい て油が水よりも実質的に少量である場合に使用するよう設計されている。しかし ながら油の濃度は例えば数パーセントの状態であっても良い。

槽９０の通過の後に、流体サイクロン１０は、その排出口から流出する水成分内 の油濃度をかなりな低レベル、例えば５００ｐｐｍ以下まで減少させることがで きる。その後、減圧装置５０又は上記の流体サイクロンの第四部分を通過した後 に濾過装置１００に移される油混合水は、油成分がいっそうの低レベルまで減少 するようさらに分離される。したがって、ライン５８から流出する水はまさしく 非常に純粋であり、例えば油濃度はごくわずかな百方分率濃度になる。

濾過装置１００は、活性炭形式及び／又は逆浸透形式のようなあらゆる適切な形 式が可能である。また、活性白土の使用も可能である。

流体サイクロン１０の配備は分離作用の提供に加え、実質的圧力降下が一般に吸 入ライン４２と分離器からの排出口２３との間で発生することに対して補助的役 割りを果たす。この減圧は、例えば５０％減でも良いが、水に溶解した油が、溶 液からち、そして油が装置１００内でより迅速に水成分から分離し得るという効 果を持つ。

減圧装置５０は、使用に値するが、場合によっては指摘したように省略すること もできる。減圧装置としてさらに、適切な弁、あるいは所望によりもう一台の流 体サイクロン、特にそれに取り入れた液体から固体を除去するように設計された 流体サイクロンの使用も可能である。また、槽９０も場合によっては削除可能で ある。

前述の混合及び／又は滞留槽９０は、コアレッサないし前段階コアレッサ、例え ば横設仮型介挿式スキマー（ｓｋｉｍｍｅｒ）を具備しても良い。場合によって は、低剪断圧力増加装置の設置によって機能を促進させることもできる。この装 置は例えば適切なポンプであって、流入混合物が槽９０に入る前に該混合物に作 用するようにライン９２上に設けるか、あるいは槽９０を通過した混合物が流体 サイクロンに入る前に該混合物に作用するようにライン４２上に設けるかしたも のである。

「低剪断圧力増加装置」という用語はあらゆる圧力増加装置を意味し、例えば液 体に実質的剪断応力を誘発させずに液体圧力を増加させるのに有効なポンプ等を 指す。

第３図は本発明に従って構成された付加装置を図示する。

これは前述の装置に類似するものであるが、特に油水混合物から水を取り出すた めに設計されている。油水混合物はまず初めに遊離水取出しタンク２００に送ら れる。このタンクは沈下により水成分と油成分の部分分離を行なう。典型的に２ ００（）ｐｐｍの油を含有する高密度の水が、ライン２０２によって横設仮型介 挿式スキマー（ｓｋ　ｉｍｍｅｒ）　２０４の形式を持つ混合及び／又は滞留槽 へと移動する。加熱処理器２０７は加熱水を供給し、そしてやはり油水混合物か ら水を取り出すように処理設備内の他の場所に設けられる。処理済の水は例えば 周期的にライン２０６により、タンク２００からのライン２０２による水と混合 するために運ばれる。こうして混合した水が、前記のスキマによって適切な弁２ １０を通して運び去る設備を備える。典型的に１６０ｐｐｍの含有率である分離 済の水はライン２１２によって取り出され、そしてポンプ２１４を経由してライ ン２１８により流体サイクロン２１６の吸入口へと送り込まれる。流体サイクロ ンに流入する水から除去された油は弁２２０を通ってライン２２２により運ばれ 、そして弁２１０を通過した除去油と共にライン２２４によってこの装置から取 り去られる。流体サイクロン２１６から流出する水は、典型的には１０ｐｐｍの 含油率を持ち、そして弁２２８を通ってライン２２６により、前述のような濾過 装置１００へと移動する。その後、除去済の水はライン２２８により適切な軟化 装置２３０に運ばれ、そしてその後例えばこの水をライン２３４で蒸気発生器２ ３２に適用しそこで使用しても良い。

第３図に図示される装置は、適切な制御装置２５０によって例えば電子的に制御 される。この制御装置は、弁２１０．２２０、及び２２８の制御と、さらにポン プ２１４の送り出し程度の制御を行ない、そして適切な液面調節器２５６を通っ てスキマー２０４の液面を制御するのに有効である。

加熱処理機２０７の配備は、例えばスキマー２０４の作用を促進させる加熱水の 供給時に特に有効であることがわかっている。加熱処理機は特に加熱水を周期的 にスキマーへ適用させる。

ここに開示した装置は単に例として述べられており、添付のクレームに定義され るような本発明の精神並びに範囲にもとることなく多くの修正を行ない得るもの である。

国際調査報告 −一−Ｃ角拳−−１−一１＾−か−（−一＃Ｎ・ＰＣＴ／ＡＬＩ８８１００１８ ６ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　Ｔ）：Ｅ　ｐ打Ｅ社ｅＣａＬ　５ＥＡＲＯ＋　渇ンコクＣ Ｎ工５ひ、Ｔ工ＯＮ入Ｌ　ＡＰＰＬ工ＣＡＴ丁ＣＨＮつ、　ＰごＴ　入Ｕ　８８ ００１８６Ａ！Ｊ３３１１６／Ｅ１４　ＥＲ８４０７００９ＤＫ　１６１６／８ ５　ＧＢ　２１５４９０９ＷＯ８５００７６０ＥＰ　１５２４３７　Ｎ）　８５ １２８２

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．分離しようとする混合物の吸入口と該混合物の低密度成分用の溢流排出口と 該混合物の高密度成分用の下流排出口とを持つ分離室を備えた流体サイクロンと 、該下流排出口からの流出を受け入れるように連結された濾過装置とを具備する 液体分離器。
2. ２．分離しようとする混合物の吸入口と該混合物の低密度成分用の溢流排出口と 該混合物の高密度成分用の下流排出口とを持つ分離室を備えた流体サイクロンと 、該下流排出口からの流出を受け入れるように連結された濾過装置とを具備する 液体分離器において、前記流体サイクロンは、前記下流排出口から流出する材料 において前記吸入口での前記混合物の圧力に比較して減圧を生じさせるために、 かつそれにより前記高密度成分内に溶解しているあらゆる前記低密度成分が、前 記溢流排出口に運ばれるか又は高密度成分内で小滴として該高密度成分と共に下 流排出口から流出するかのいずれかであるように溶液から現出することを促進さ せるために有効に使用され、そして前記濾過装置が前記小滴を高密度成分からさ らに分離するよう作用する液体分離器。
3. ３．前記下流排出口からの材料が前記濾過装置への進入の前に通過するために配 置された減圧装置を含んで備える請求項１又は２記載の液体分離器。
4. ４．分離しようとする液体が流体サイクロンへの進入の前に通過する混合及び／ 又は滞留槽を含んで備える請求項１，２、又は３記載の液体分離器。
5. ５．前記濾過装置は活性炭濾過器を具備する請求項１から４までのいずれか一項 記載の液体分離器。
6. ６．前記混合及び／又は滞留槽は、横設板型介挿式スキマー及び／又は逆浸透濾 過器、又は活性白土濾過器を具備する請求項１から５までのいずれか一項記載の 液体分離器。
7. ７．前記混合及び／又は滞留槽には、槽内の混合物に該混合物を集合させるため の化学物質を注入する手段が設けられている請求項１から６までのいずれか一項 記載の液体分離器。
8. ８．前記混合及び／又は滞留槽には、槽内の液体混合物に加熱された水又は他の 流体の流入口が設けられている請求項１から７までのいずれか一項記載の液体分 離器。
9. ９．液体混合物の各成分を、該混合物を取り入れる流体サイクロンの使用により 互いに分離する方法において、該流体サイクロンはその排出口から混合物内の低 密度成分が混合物内の高密度成分の中で小滴状態で流出するように操作され、そ して排出口から流出した物質はさらに分離を生じるように濾過装置へ入れられる 分離方法。
10. １０．前記濾過装置は、活性炭濾過器及び／又は逆浸透濾過器、又は活性白土濾 過器を具備する請求項９記載の方法。
11. １１．前記一成分は前記液体混合物の高密度成分である請求項１０記載の方法。
12. １２．流体サイクロンから取り出された前記液体は、前記濾過装置に進入する前 に減圧装置を通される請求項１０又は１１記載の方法。
13. １３．前記混合物は、前記流体サイクロンに進入する前に混合及び／又は滞留槽 を通される請求項９から１２までのいずれか一項記載の方法。
14. １４．前記混合及び／又は滞留槽は横設板型介挿式スキマーを具備する請求項１ ２記載の方法。
15. １５．前記混合及び／又は滞留槽内で、混合物を集合させるため該混合物に化学 物質を注入することをさらに具備する請求項１３又は１４記載の方法。
16. １６．混合及び／又は滞留槽内に、該槽内の混合物と混ざり合うような加熱され た水又は他の流体を注入することをさらに具備する請求項１３から１５までのい ずれか一項記載の方法。
17. １７．前記成分は油と水を具備する請求項９から１６までのいずれか一項記載の 方法。