DE2805672C2 - Vorrichtung zum Trennen von zwei nichtmischbaren Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen von zwei nichtmischbaren Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Vorrichtungen zum Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen verunreinigtem Wasser sind bekannt. Derartige Vorrichtungen arbeiten zum Trennen der Bestandteile mit verschiedenem spezifischen Gewicht mittels der Schwerkraft. Der Reinheitsgrad des die Trennvorrich lung verlassenden Wassers hängt vom Unterschied des jeweiligen spezifischen Gewichts der Bestandteile, dem Emuisionsgrad der Kohlenwasserstoffe, der Menge der Ablagerungen, die sich an den Tropfen festgesetzt haben und deren spezifisches Gewicht erhöhen, und gegebenenfalls vom Gehalt des Reinigungsmittels ab.

Der Wasserreinheitsgrad, der mit bekannten Abscheidevorrichiungen erreicht wirdj liegt Im allgemeinen immer über 50 ppm oder sogar über 100 ppm,

Bei einem derartig bekannten Gerät (GB-PS 8 97 255) erfolgt eine Vorabscheidung dadurch, daß im oberen Bereich eines Behälters das zu trennende Gemisch tangential zugeführt und in eine Wirbelbewegung versetzt wird, wodurch sich die leichteren Flüssigkeitsbestandteile an der Oberfläche ansammeln. Darauf wird das Gemisch kaskadenartig über mehrere Überlaufkammern geführt, an denen die leichten Flüssigkeitsbestandteile gegen die Strömung des Gemisches aufsteigen und sich dann im oberen Bereich des Behälters ansammeln können. Dieses System arbeitet jedoch außerordentlich träge und verfügt nur über eine geringe Durchsatzleistung.

Demgegenüber ist es Aufgabe der verlegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten derart weiterzubilden, daß eine außerordentlich wirkungsvolle Abscheidung von Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte mit einfachen Mitteln erreicht wird, wobei eine relativ hohe Durchsatzleistung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird einerseits eine wirkungsvolle Vorabscheidung mittels Schwerkraft und andererseits ein wirkungsvoller Filterbetrieb mittels des von der Saugpumpe erzeugten Unterdrucks durchgeführt, wodurch gegenüber den bekannten Vorrichtungen ein erheblich größerer Durchsatz bei hohem Reinigungsgrad erreicht wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch, mit der eine einfache Reinigungsmöglichkeit der Vorrichtung gewährleistet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Abscheidevorrichtung;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang Linie II-Il aus F i g. 1. und

Fig. 3 einen Querschnitt entlang Linie Ill-Ill aus Fig. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte Abscheidevorrichtung besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1 mit

■Ό vertikaler Achse, welches einen Tank bildet, dessen obere kuppeiförmige Haube 2 eine Luftabzugöffnung 3 aufweist; durch diese Haube 2 verläuft eine Zuleitung 7 für das Gemisch und das Gestänge eines Schwimmers 8. der eine Saugpumpe 9 steuert, die sich am Auslaß der Abscheidevorrichtung befindet. Eine Leitung 5, die mit einem Ventil 6 versehen ist, dient zum periodischen Austrag von Ablagerungen; sie ist am unteren Abschnitt 4 in Form eines Kegelstumpfes des Gehäuses 1 angeschlossen. In diesem Gehäuse 1 sind zwei zylindrische Einbußen 10, 11 enthalten, die konzentrisch um die vertikale Achse des Gehäuses 1 und in gewissem Abstand voneinander angeordnet sind; diese Einbauten 10, 11 sind in ihrem oberen Teil offen und umschließen eine Überlaufleitung 12, die in ihrem unteren Teil üb einer gewissen Höhe selbst wiederum unter Einhaltung eines ringförmigen Abstands von einer Austragleitung 18 mit größerem Durchmesser umschlossen ist. Diese Austragleilung 18 ist mittels eines Ventils 40 mit der Saugpumpe 9 verbunden.

Das Gehäuse 1 und der zylindrische Einbau 10 umschließen eine Ringkammer 13. die als Vorabscheider mit Sehwerkraftwirkung arbeitet und die sieh nach oben hin erweitert und dabei eine Sammelkammer 15 für den Kohlenwasserstoff bildet wie deutlich aus F\g, 2 zu

ersehen ist Diese Sammelkammer 15 ist von einer Vertikalen zusätzlichen Trennwand 14 umschlössen, die in Fig, 1 gestrichelt und in Fig.2 mit durchgehenden Strichen eingezeichnet ist Diese Trennwand 14 nimmt

etwa den halben Umfang des Gehäuses 1 ein. Eine horizontale Trennwand 16 bildet den Boden der Sammelkammer 15. Die horizontale obere Kante der zusätzlichen Trennwand 14 dient als Oberlaufschwelle für die im Vorabscheider 13 abgetrennten Koblenwasserstoffe, die in die Kammer 15 einfließen. Die auf diese Weise aufgefangenen Kohlenwasserstoffe werden über den Auslaß 17 abgeführt

Der zylindrische Einbau 10, der sich in seinem unteren Teil in einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 15 fortsetzt, der zylindrische Einbau 11 sowie die Austragleitung 18 bilden mittels horizontaler aufeinanderfolgender Trennwände 20, 21, 22 und dem Kegelstumpf 23 und dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 24 verschiedene Ringkammern. is

Am unteren Abschnitt befindet sich die Einlaßsammelkammer 41, die aus der von den kegeistumpfförmigen Abschnitten 19 und 24 und durch die radialen Leitflächen 43, die zum Leiten der Stromfäden und zur Koalierung des Öls dienen, umschlossenen Ringkammer 2" besteht (vgl. Fig. 3).

Oberhalb der Einlaßsammeikammer 41 wird eine Abscheidekammer 42, die als Schwerkraf'.nbschuder dient, durch den kegeistumpfförmigen Abschnitt 24. die Austragleitung 18, den zylindrischen Einbau ti und die untere Fläche des Kegelstumpfes 23 gebildet. Diese mittels Schwerkraft arbeitende Abscheidekammer 42 wird nach oben zu durch einen im wesentlichen parallelepipedförmigen vertikalen Abzugskanal 25 verlängert, dessen oberer Rand die Überlaufschwelle 26 für das rückgewonnene öl bildet, das zur Sammelkammer 15 strömt.

Der Innenraum der Abscheidekammer 42 steh', ebenfalls mit einem ringförmigen Wasserabführkanal 27 in Verbindung, der durch den zylindrischen Einbau 11 » und die Außenwandung der Überlaufleitung 12 gebildet wird. Dieser Innenraum endet in seinem oberen Teil in einem Kegelstumpf, dessen Rand 28 frei sieht und eine Überlaufschwelle für das Wasser und den Bezugspegel für die in der Ringkammer 13 und in der Vorabscheidekammer 42 enthaltenen Flüssigkeiten bildet. Damit ist es möglich, selbsttätig und kontinuierlich das mittels der Trennwand 14 und der Überlaufschwelle 26 abgetrennte öl zurück zu gewinnen.

Im oberen Abschnitt des Einbaus 10 und im Inneren einer Kammer, die durch horizontale durchlochte Trennwände 20 und 21 umschlosser; ist. befindet sich ein Vorfilter 29. Dieser Filter besteht aus körnigem Material (Kiessand, Granulat aus Kunststoffmaterialien oder ähnlichem), welches ein Filterbett bildet, das durch seine Körnung die ^Hen vorbeschriebenen Filter bildenden Partikel bei Entfernung von Schlamm aus diesem F-lter und beim Auswaschen des Filters im Gegenstrom nicht hindurchtreten läßt.

Der mittlere Abschnitt enthält den eigentlichen Filter 30, der sich in dem freien Raum zwischen den horizontalen Trennwänden 21 und 22 befindet. Die Trennwand 22 weist eine Vielzahl von Filterköpfen 31 in Pilzform, sogenannte Siebfilter auf. in die Löcher mit einem Durchmesser gebohrt sind, die kleiner als die Körnung der Partikel des Filterbettes sind. Ihre Aufgabe besteht im wesentlichen darin, das eingespritzte Gemisch aus Wasser Und Druckluft beim Auswaschen des Filters 30 im Gegenstrom zu verteilen und zu diffundieren, Werden Kohlenwasserstoffe abgeschie* den, so besteht das Filterbett aus einem olephilen feinkörnigen Material, das etwa zwei Drittel der Kammerhöhe einnimm! Der Filter 30 befindet sich oberhalb einer Kammer, die durch die horizontale Trennwand 22 und den Kegelstumpf 23 umschlossen wird und als Wasserauffangkammer 32 dient Der Kegelstumpf 23 geht in seinem unteren Abschnitt in eine Austragöffnung 33 über, die in den ringförmigen Wasserabzugskanal 34 einmündet, den die Überlaufleitung 12 und die Austragsleitung 18 bilden. Der Wasserabzugskanal 34 ist über ein Ventil 40 mit der selbstsaugenden Saugpumpe 9 verbunden, die das angesaugte Wasser über die Leitung 35 austrägt Zwischen dem Abscheider und der Saugpumpe 9 sind drei Leitungen 36, 38 und 39 an den Kanal 34 angeschlossen, wobei in der Leitung 36 ein Ventil 37 vorgesehen ist, das mechanisch oder elektrisch mit dem Schwimmer 8 verbunden ist In Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in den Filterkammern stellt dieser Schwimmer 8 durch Umschalten auf Leeransaugung der Pumpe 9 sicher, daß sich der Flüssigkeitsspiegel in entsprechender Höhe befindet, damit Vorfilter 29 und Filter 30 immer umspült sind.

Außerdem sind die Leitungen 38 und 39 die eine Einspritzvorrichtung 38, 39 bilde·,, mit Ventilen bzw. Schiebern versehen, die es jeweils e> möglicht, unter Druck Wasser und Druckluft einzuleiten, damit in periodischen Abständen die Filter im Gegmstrom ausgewaschen werden können. Während des Auswascheno wird die Pumpe 9 mittels des Ventils 40 abgeschaltet.

Das zum Waschen verwendete Wasser wird über die Einlauföffnung 44 zurückgewonnen; diese Einlauföffnung 44 hat die Form eines umgekehrten Kegelstumpfs. Das Auswaschwasser wird über die Überlaufleitung 12 abgezogen und wird anschließend gegebenenfalls gereinigt.

Die erfindungsgemäße Abscheidevorrichtung arbeitet nun wie folgt:

Das Gemisch aus zwei miteinander nicht vermischbaren Flüssigkeiten gelangt in den oberen Abschnitt der Abscheidevorrichtung über die Zuleitung 7. fließt in dem Vorabscheider nach unten, wobei eine Vorabscneidung des Öles stattfindet, das sich im oberen Abschnitt sammelt, den eine horizontale Trennwand 14 begrenzt und der atmosphärischen Druck aufweist. |e nach Menge des vorabgeschiedenen und gesammelten Öls fließt dieses über die Überlaufschwelle 26 ind wird in der Kammer 15 aufgefangen, worauf es unter Schwerkraftwirkung üb,er den Auslaß 17 ausgetragen wird.

Das vorabgeschiedene Gemisch in dem unteren Teil der Einlaßsammeikammer 41 fließt in die Abscheidekammer 42, die radiale Leitflächen 43 begrenzen, die die Koalierung des Ö:s aktivieren. Nach Durchlauf durch die Abscheidekammer42 in zentripetaler Form wird das Gemisch über den Wasserabführkanal 27 abgezogen.

Das ausgeschiedene Öl sammelt sich wieder im oberen Abschnitt der Abscheidekammer und läuft dann in den Abzugskanal 25, von wo es über die Überlaufschwelle 26 zur Sammelkammer 15 strömt. Das gereinigte Wasser steigt durch den Wasserabführkanal 27 hoch und erreicht die freie Fläche, die sich unter atmosphärischem Druck befindet; die Höhe dieser freien Fläche legt der Rand 28 fest. Die jeweilige Höhe der Überlaufschwelle 26 und der Trennwand 14 liegt über dem Rand 28, so daß ein Ausfließen des Wassers in die Sammelkammer 15 vermieden wird, während jedoch ein selbsttätiger Austrag des Öles aufgrund des unterschiedlichen spezifischen Gewichtes von Wasser und Öl und wegen des Verlustes mitgeführter Teilchen

in dem Gemisch beim Durchlauf durch den Vorabscheider und den Abscheider möglich ist.

Nachdem das gereinigte Wasser über den Rand 28 geströmt ist, durchläuft es nacheinander den Vorfilter 29 und den Filter 30 aufgrund der Ansaugwirkung der selbslansaugefiden Saugpumpe 9 in ausreichender burchsatzmenge. Der Durchsatz der Pumpe wird durch den Schwimmer 8 in der Weise gesteuert bzw. geregelt, daß der Vorfilter und der Filter immer eingetaucht sind. Die feinen ölpartikelchen, die noch im Wasser suspendiert sind, werden durch die oleophile und koalierende Wirkung des Filterbettes zurückgehalten. Das gereinigte Wasser wird über die Leitung 35 von der Druckseite der Pumpe 9 abgeführt.

Wenn der Unterdruck im Ansaugkreis der Pumpe 9 einen kritischen Wert erreicht, der ein Zeichen dafür ist, daß der Filter verschlammt ist; wird der Abscheidevor·¹ gang zum Auswaschen des Filters unterbrochen. Dabei wird der Zustrom des verunreinigten Gemisches

unterbrochen; man schließt das Ventil 40 und öffnet die Ventile der Einspritzvorrichtung 38, 39, so daß sowohl Auswaschwasser unter Druck als auch Druckluft zugeführt werden. Dieses Gemisch fließt nun im Gegenstrom durch das Filterbett und durch die pilzförmigen Filierköpfe 31. Wegen des freien Raumes oberhalb des Filterbettes und der Rührwirkung durch die Druckluft wird das Filterbett suspendiert und gereinigt. Die Partikel des Filterbettes werden durch den Vorfilter zurückgehalten, während das Ausspülwasser und das rückgewonnene Öl, die aus dem Vorfilter überlaufen, durch die Einlauföffnung 44 aufgefangen und in den Abscheidekreislauf des zu trennenden Gemisches wieder zurückgeführt werden.

Zwischen zwei Abscheidevorgängen bleibt der Abscheider mit Flüssigkeit gefüllt. Die sich am Boden des Abscheiders ansammelnden Ablagerungen werden in gewissen Zeitabsländen über das Ventil 6 entfernt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trennen von zwei nichtmischbaren Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte, mit einem mit einer Haube versehenen Gehäuse, einem darin angeordneten Vorabscheider und einem Feinabscheider, einer Zuleitung für die zu trennenden Flüssigkeiten, einem Auslaß für die leichtere Flüssigkeit und einer Austragsleitung für die schwerere Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit der Zuleitung (7) und einer Luftabzugsöffnung (3) in der Haube (2) versehenen Gehäuse (1) zwei im Abstand voneinander konzentrisch angeordnete, zylindrische Einbauten (10, 11) enthalten sind, die oben offen sind, und wobei der Einbau (10) im unteren Teil als kegelstumpfförmiger Abschnitt (19) ausgebildet ist daß eine Einlaßsammeikammer (41) vorgesehen ist, die aus dem kegelstumpfförmigen Abschnitt (19), einem kegelstumpfförmigen Abschnitt (24) und radialen Leitflächen (43) besteht und oberhalb der sich eine A äscheidekammer (42) befindet, die durch den kegelstumpfförmigen Abschnitt (24) und einem Kegelstumpf (23) des zylindrischen Einbaus (10) gebildet ist, wobei in dieser Kammer (42) der zylindrische Einbau (11) einmündet und wobei diese Kammer (42) nach oben durch einen vertikalen Abzugskanal (25) verlängert Lt, dessen oberer Rand eine Überlaufschwelle (26) zu einer Sammelkammer (15) hin bildet, die den Auslaß (17) für die leichtere Flüssigkeit aufweist, und daß der zylindrische Einbau (10), dessen Kegelstumpfende (23) über die Austragleitung (18) .iiit einer Saugpumpe (9) in Verbindung steht, einen Schwinmer ")) zum Regeln des F'lüssigkeitsstandes sovie einen darunter angeordneten Vorfilter (29) und einen F'Jer (30) enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsleitung (18) an eine Einspritzvorrichtung (38, 39) zum Zuführen von Waser und Luft angeschlossen ist und im zylindrischen Einbau (11) eine Überlaufleitung (12) vorgesehen ist. deren Einlauföffnung (44) höher liegt als der Flüssigkeitsstand.