СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ИХ СМЕСИ С ВОДОЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК C02F1/28 B01J20/12 B01J20/30 C02F101/32 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу удаления органических компонентов из их смеси с водой, в частности для удаления масла из эмульсии типа «масло в воде».

В частности, способ предназначен для удаления масла из конденсата компрессора с масляной смазкой, однако способ по изобретению этим не ограничивается.

Уровень техники

Известно, что когда две несмешиваемые жидкости, такие как масло и вода, находятся в контакте, одна жидкость может распределяться в другой жидкости за счет диспергирования без растворения и образования однородной фазы. Дисперсия одной жидкости в другой жидкости называется эмульсией.

В процессах, при которых вода и масло конденсируются вместе и/или могут быть турбулентно смешаны, например, в компрессоре с масляной смазкой, эмульсия часто находится в конечном конденсате, который может существовать долгое время, особенно когда конденсат содержит субстанции, которые могут действовать в качестве эмульгаторов, или когда масло обладает очищающим свойством. Продолжительность времени, в течение которого конденсат компрессора с масляной смазкой контактирует с очищающими элементами установки для обработки конденсата, часто короче времени существования индуцированной эмульсии (если это время существования определяют в отдельной емкости). Обычно, наряду с данной индуцированной эмульсией, здесь также присутствует отделенная масляная фаза.

Известны две основные группы эмульсий: с одной стороны, эмульсии типа «вода в масле», сокращенно ВМ (WO) эмульсии, и с другой стороны, эмульсии типа «масло в воде», или так называемые MB (OW) эмульсии. Данное изобретение может быть применено в области MB эмульсий, в которых капли масла распределены в водной фазе.

Уже известны способы, в которых смесь органических компонентов и воды подают в емкость, где находится «органоглина», и при этом органические компоненты сорбируют «органоглиной» и, таким образом, удаляют из смеси.

Под «органоглиной» подразумевают продукт реакции глины с четвертичным аммониевым соединением. Среди прочего, примеры органоглин описаны в патентах США US 2,531,427, US 2,966,506 и US 3,422,185.

Применение органоглины для удаления органических компонентов из смеси органических компонентов и воды описаны, например, в патенте США US 4,549,966, где описан способ, в котором смесь из органических компонентов и воды вводят на некоторый период времени в контакт с органоглиной с целью обеспечения сорбирования ею объема органических компонентов. Данный контакт осуществляют в «башне с насадкой», «псевдоожиженном слое» или «перемешанном слое».

В башне с насадкой частицы органоглины пребывают практически в одном и том же месте, через которое непрерывно протекает MB эмульсия. Башня с насадкой выполнена так, что невозможно другое течение, кроме как в одном направлении - через структуру с твердым веществом, в которой последнее закрывает все сечение. Конструкция также должна обеспечивать оптимальное соотношение между падением давления и временем контакта.

В устройстве с псевдоожиженным слоем или с перемешанным слоем частицы органоглины приводят в движение газовым потоком или соответственно с помощью механической мешалки, за счет чего они поддерживаются в суспендированном состоянии по всей MB эмульсии.

Первым недостатком существующего способа, в котором органоглину применяют в башне с насадкой, является то, что для получения хороших результатов разделения MB эмульсия должна сравнительно долго находиться в контакте с органоглиной. Это может объясняться тем, что органические компоненты окружены молекулами воды, которые затрудняют сорбцию. Кроме того, башня с насадкой должна быть выполнена сравнительно большой, или сложной (например, с рециркулированием), чтобы обеспечить возможность непрерывного потока при достаточной очистке.

Однако основным недостатком башни с насадкой является падение давления. На старте оно сравнительно небольшое, и MB эмульсия протекает равномерно. При наличии абсорбированных органических компонентов практически все органоглины приобретают склонность к разбуханию и, таким образом, препятствуют непрерывному потоку. Поскольку башня с насадкой выполнена для обеспечения контакта между MB эмульсией и органоглиной по всему сечению, то пространство для поперечного расширения органоглины отсутствует и, таким образом, последняя, несомненно, будет постепенно забиваться во время процесса.

Кроме того, башенные устройства с насадкой выполнены так, что подаваемый поток, в данном случае эмульсия, соприкасается только с одной поверхностью структуры из твердого вещества, в данном случае органоглиной, и может распространяться через данную поверхность по всей структуре.

Другим недостатком является трудность введения новой и удаление отработанной органоглины. Псевдоожиженный или перемешанный слой обычно применяют в периодичном способе, и поэтому, если не введена комплексная автоматизация, он не очень подходит для непрерывных процессов. Как отмечено в патенте США US 4,549,966, для повторного отделения от MB эмульсии органоглина должна быть профильтрована, центрифугирована или флоккулирована.

Устройства с псевдоожиженным или перемешанным слоем имеют плохую репутацию из-за того, что суспендированные частицы под действием перемешивания истираются. Это приводит к непрерывному образованию частиц органоглины, диаметр которых слишком мал для того, чтобы они могли улавливаться на фильтре. Обычно за устройствами такого типа устанавливают циклонный сепаратор для отделения истертых небольших частиц органоглины.

Другой известный способ выделения масла и воды из их смеси состоит из пропускания смеси из масла и воды через камеру, в которой установлен фильтр из олеофильного (маслопритягивающего) материала, так что масло может быть адсорбировано из жидкой смеси масла и воды. Например, такой флотационный фильтр описан в ЕР 1,185,347, полное описание которого включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Несмотря на то что, в общем, данные фильтры дают хорошие результаты, возможно, в условиях, при которых получают эмульсию, данный фильтр, даже объединенный с доочисткой посредством фильтра с активированным углем и/или с коалесцентным блоком, иногда недостаточен для получения эффективно очищенной воды. Поскольку время существования индуцированной эмульсии иногда больше времени контактирования с элементами очистки, то эти элементы очистки не предусмотрены для абсорбирования распределенных масляных капель из MB эмульсии.

Данное изобретение преследует цель устранения одного или нескольких вышеупомянутых недостатков.

Раскрытие изобретения

Изобретение относится к способу удаления органических компонентов из смеси органических компонентов и воды, при этом данный способ содержит стадии пропускания смеси через, по меньшей мере, одну емкость, в которой размещена органоглина в по меньшей мере одной удаляемой оболочке, выполненной проницаемой для жидкостей и газов, но не для частиц органоглины, или на удерживающей конструкции, которую частицы органоглины не могут покинуть, при этом часть частиц органоглины в любое время может быть удалена; и создания потока в вышеупомянутой смеси в емкости.

Испытания подтвердили, что одновременное совмещение контактирования, например, MB эмульсии с органоглиной, с одной стороны, и создания потока через MB эмульсию, с другой стороны, например, с помощью потока газовых пузырьков, например, воздуха, который пропускают через упомянутую MB эмульсию, причем воздух предпочтительно, по меньшей мере, частично контактирует с органоглиной, обеспечивает значительно лучшие и более быстрые результаты по отделению масла из MB эмульсии, по сравнению с традиционными способами, которые получают при использовании, например, башни с насадкой.

Кроме того, преимуществом, по сравнению с устройствами с псевдоожиженным и перемешанным слоем, является то, что частицы органоглины удерживаются, например, внутри оболочки или сцеплены с удерживающей конструкцией. Упомянутая оболочка или удерживающая конструкция могут быть, в противоположность известным вышеупомянутым устройствам, в любое время просто удалены из обрабатывающей емкости, что, таким образом, упрощает удаление или замену органоглины.

В случае оболочки данная оболочка может быть выполнена из материала, например, в виде мембраны, которая проницаема для жидкости и газа, но не позволяет частицам органоглины покидать упомянутую оболочку. Контактная поверхность может быть увеличена, например, с размещением упомянутой оболочки для органоглины с меньшим сечением в смятом виде внутри наружной оболочки, которая выполнена проницаемой как для жидкости, так и для газа. Таким образом, создается большая контактная поверхность оболочки, через которую смесь может достичь частиц органоглины.

Если на вышеупомянутой удерживающей конструкции находится органоглина, то это также гарантирует, что частицы органоглины не могут ее покинуть.

Теперь, благодаря удаляемой оболочке или удерживающей конструкции стадия введения и отделения органоглины от смеси из органических компонентов и воды облегчена, при этом отпадает необходимость прерывания непрерывного процесса. Кроме того, частицы органоглины не подвергаются истиранию, поскольку они не перемешиваются, как в устройстве с перемешанным или псевдоожиженным слоем.

Способ согласно изобретению также способствует явлению перемещения между органоглиной и органическими компонентами в смеси, но способом, который противоположен тому, который происходит в устройстве с псевдоожиженным слоем. В предложенном способе частицы органоглины могут практически оставаться в том же самом месте, пока поток, создаваемый потоком газовых пузырьков, подает несорбированные органические компоненты через все поверхности органоглинной конструкции. Это обеспечивает также значительную выгоду во времени, по сравнению с башней с насадкой, и, кроме того, устраняет проблему забивания и постепенно возрастающего падения давления.

Если выполнить горизонтальный разрез упомянутой емкости на высоте расположения органоглины, то на разрезе будет видно пространство, совершенно не заполненное органоглиной. Однако смесь органических компонентов и воды не может пройти этим путем благодаря газовой системе, которая направляет смесь обратно на повторную циркуляцию.

Согласно предпочтительному варианту изобретения создание потока в смеси осуществляют подачей потока газовых пузырьков в емкость с органоглиной через газовый подвод, находящийся в днище емкости, предпочтительно так, что газ, по меньшей мере, частично вводится под вышеупомянутой органоглиной.

Это предпочтительно тем, что газовые пузырьки проходят вверх через массу смеси из органических компонентов и воды, а также протекают, во время подъема, через органоглину, в результате чего сорбирующий эффект органоглины усиливается. Это происходит благодаря непрерывному обновлению контактного слоя между органоглиной и смесью и/или предупреждению любого отложения на стенке оболочки, которое могло бы прекратить перемещение в органоглину. Таким образом, достигают значительно лучшего отделения органических компонентов из смеси.

Таким образом, изобретение предпочтительно сочетает, с одной стороны, силовое введение жидкости внутрь оболочки или вокруг удерживающей конструкции с частицами органоглины и продуманный выбор варианта осуществления оболочки или удерживающей конструкции для обеспечения путей эффективного доступа, предоставляющих упомянутой жидкости большую поверхность для контактирования с частицами органоглины.

В наиболее простом применении упомянутые пути доступа реализуют тем, что оболочка не прижата к стенке емкости, а между оболочкой и емкостью оставлен достаточный зазор.

Для повышения эффективности, можно сказать, что в отличие от полностью выпуклой оболочки, увеличение поверхности может быть достигнуто созданием оболочки в емкости с одной вогнутой частью. При наличии нескольких оболочек это требование отпадает, поскольку требуемые промежутки могут быть созданы, например, без взаимного сдавливания отдельных оболочек.

Предпочтительный способ оставления пространства между комплектами частиц органоглины обладает явной отличительной чертой от башни с насадкой, в которой каждое незаполненное перемешиваемым материалом пространство считается неэффективным.

При применении данного способа для обработки поступающего из компрессора конденсата от вырабатываемого упомянутым компрессором сжатого воздуха предпочтительно ответвляют небольшой воздушный поток. Далее упомянутый ответвленный воздушный поток может быть введен в обрабатывающую емкость с органоглиной.

Дополнительное преимущество введения воздуха связано с уничтожением анаэробных бактерий, легко возникающих в герметичной башне с насадкой с органическими компонентами.

Создаваемое подачей воздуха перемешивание эмульсии не только ускоряет диффузионный процесс, но также повышает шанс разрушения связей между частицами масла и воды в комплексах масло/вода, а также взаимных связей между такими комплексами.

Перед введением смеси из органических компонентов и воды в соответствующую емкость с органоглиной смесь предпочтительно вводят в емкость предварительной обработки через ввод, расположенный над выводом, так что смесь перемещается вниз и контактирует с сепарирующим блоком в емкости предварительной обработки, причем сепарирующий блок содержит материал, который адсорбирует или абсорбирует органические компоненты, и при этом вода, отделенная в емкости предварительной обработки, удаляется из емкости предварительной обработки через вывод, при этом сепарирующий блок выполнен с возможностью перемещения вниз в емкости предварительной обработки под действием увеличения его веса при адсорбировании или абсорбировании им органических компонентов, причем смесь вводят в емкость предварительной обработки до тех пор, пока сепарирующий блок не будет насыщен, в результате чего сепарирующий блок опускается в нижнее положение емкости и, при полном насыщении, оседает на дно емкости.

Применение данной емкости предварительной обработки обеспечивает возможность осуществления первого эффективного разделения органических компонентов и воды, в результате чего увеличивается срок службы органоглины в емкости, так что ее можно реже заменять, что приводит к экономии средств и сокращению объема отходов.

Способ согласно изобретению также предпочтительно содержит стадию, осуществляемую после обработки смеси из органических компонентов и воды в емкости с органоглиной, которая заключается в подаче отделенной воды, содержащей остаточную фракцию органических компонентов, в емкость фильтрационной доочистки с помощью фильтра, установленного в данной емкости доочистки, предпочтительно в виде фильтра с активированным углем.

Преимуществом применения данной емкости доочистки является то, что остаточная фракция органических компонентов, например частицы масла, которая может все еще находиться в отделенной воде, может быть отфильтрована из данной воды. Поскольку смесь из органических компонентов и воды уже была разрушена в емкости с органоглиной, то срок службы фильтра в емкости доочистки возрастает и можно быть также уверенным, что поры данного фильтра не могут быть забиты или не могут быть сильно забиты, так что обеспечивают долгосрочную и эффективную работу.

Изобретение также относится к устройству для удаления органических компонентов из смеси органических компонентов и воды, причем данное устройство содержит емкость с вводом для смеси органических компонентов и воды и выводом для удаления обработанной смеси, причем в данной емкости находится органоглина, отличающемуся тем, что вышеупомянутая органоглина находится, по меньшей мере, в одной удаляемой оболочке, выполненной проницаемой для жидкостей и газов, но не для частиц органоглины, или в удерживающей конструкции, которую частицы органоглины не могут покидать, при этом часть частиц органоглины в любое время может быть удалена; и тем, что емкость, содержащая органоглину, дополнительно снабжена средством создания потока в смеси в емкости.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения в удаляемой наружной оболочке находится, по меньшей мере, одна вышеупомянутая оболочка, выполненная проницаемой для жидкостей и газов.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения вышеупомянутое средство для создания потока содержит газовый подвод, который предпочтительно, но не обязательно, представляет собой ответвление от линии сжатого воздуха компрессора.

Краткое описание чертежей

Для лучшего объяснения особенностей изобретения нижеследующий способ по изобретению для удаления органических компонентов из смеси органических компонентов и воды, устройство для выполнения упомянутого способа представлены лишь посредством примера, без какого-либо ограничения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 схематично представляет в перспективе устройство согласно изобретению;

фиг.2 представляет продольный разрез устройства по фиг.1;

фиг.3 схематично, но в большем масштабе, представляет часть, отмеченную пунктиром F3 на фиг.2;

фиг.4 представляет сечение по линии IV-IV на фиг.3;

фиг.5 представляет вариант по фиг.3;

фиг.6 и 7 представляют варианты по фиг.4.

Осуществление изобретения

В данном случае устройство 1 содержит три соединенные емкости, соответственно емкость 2 предварительной обработки, среднюю емкость 3 и емкость 4 доочистки.

В данном случае каждая из вышеупомянутых емкостей 2, 3 и 4 состоит из нижней стенки 5, боковой цилиндрической стенки 6 и предпочтительно съемной верхней стенки 7.

Емкость 2 предварительной обработки выполнена в виде, практически известном, например, в форме, описанной в ЕР 1,185,347, и содержит ввод 8 для смеси органических компонентов и воды, находящейся в боковой стенке 6, и вывод 9, через который в процессе работы может быть удалена отделенная вода.

В данном примере, который будет далее проиллюстрирован, ради упрощения, принято, что смесь органических компонентов и воды состоит из смеси охлаждающего вещества и/или смазочного вещества с водой, в частности из MB эмульсии. Естественно, изобретение не ограничивается этим и содержит также применения, при которых из смеси органических компонентов и воды удаляют другие органические компоненты, нежели охлаждающие вещества и/или смазочные вещества, например масло.

Ввод 8 емкости 2 предварительной обработки расположен над выводом 9, что подразумевает, что ввод 8 размещен на более высоком, чем вывод 9, уровне, или другими словами, ввод расположен ближе к верхней стенке, в то время как вывод 9 размещен ближе к днищу.

Внутри емкости 2 предварительной обработки находится сепарирующий блок 10, причем сепарирующий блок 10 в данном примере выполнен в виде мешка 11, в котором находится олеофильный (маслопритягивающий) материал, например пористый легкоплавкий полимер.

Как известно, сепарирующий блок 10 выполнен так, что под действием увеличения его веса, при адсорбировании или абсорбировании жидкого масла, он может перемещаться вниз в емкости 2 предварительной обработки.

Обычно вышеупомянутый мешок 11 имеет неплотное закрепление в емкости 2 предварительной обработки и обладает такой плавучестью, что будет плавать в ней. Кроме того, предпочтительно может быть использовано средство, которое повышает плавучесть мешка 11, например, в виде поплавка, не представленного на чертежах, выполненного из вспененной синтетики, которая не намокает, например полистирола.

Как известно, вышеупомянутый мешок 11 может быть выполнен, например, в виде любого типа перфорированного или пористого держателя в форме сетки или чего-либо подобного.

Дополнительно вышеупомянутая емкость 2 предварительной обработки может быть предпочтительно, но не обязательно, снабжена средством 12 индикации, показывающим, когда сепарирующий блок насыщен маслом, причем данное средство 12 индикации выполнено, например, в виде, по меньшей мере, одного позиционного датчика 13, который связан с регулятором 14 и/или средством сигнализации.

Вывод 9 емкости 2 предварительной обработки соединен через первую соединительную линию 15 с вводом 16 средней емкости 3, который предназначен для подачи смеси органических компонентов и воды и, в данном примере, эмульсии типа "масло в воде", поступающей из емкости 2 предварительной обработки, и при этом данный ввод 16 расположен предпочтительно, но не обязательно, около верхней стенки емкости 3.

В емкости 3 находится органоглина 17, т.е. продукт реакции глины, например монтмориллонита или бентонита, содержащий четвертичное соединение аммония.

Естественно, может быть использован любой тип органоглины 17, известный любому специалисту в данной области техники, например описанный в патентах США US 2,531,427, US 2,966,506 и US 3,422,185.

Согласно изобретению вышеупомянутая органоглина 17 может находиться, например, по меньшей мере, в одной удаляемой оболочке 18, выполненной проницаемой для жидкостей и газов, но не для частиц органоглины, так что через нее может протекать смесь из органических компонентов и воды, т.е., в данном примере, MB эмульсия.

Для максимизации контактной поверхности вышеупомянутая оболочка 18, как более подробно показано на фиг.3 и 4, может быть выполнена в виде продольного мешка, который в данном случае герметизирован с одной стороны и в котором находится вышеупомянутая органоглина, при этом оболочка 18 смята внутри наружной оболочки 19, например, в виде сетки, выполненной проницаемой как для жидкости, так и для газа. Под "смятием" подразумевается любой вид складывания, сгибания или собирания оболочки 18, например зигзагообразное сгибание, скатывание или нечто подобное.

С этой целью вышеупомянутый мешок предпочтительно имеет сечение, меньшее сечения наружной оболочки 19, поскольку мешок имеет диаметр d, меньший диаметра D наружной оболочки 19.

В емкости 3, а в данном случае между вышеупомянутой органоглиной 17 и стенкой 6 емкости 3, и между контактными поверхностями оболочки 18, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, находится пространство 20, которое позволяет органоглине расширяться, а также обеспечивает проникание подаваемой смеси в оболочку 18 через наружные и созданные изнутри поверхности.

Средняя емкость 3, кроме того, содержит вывод 21 для удаления обработанной смеси, причем вывод 21 в данном случае расположен около днища 5 упомянутой емкости и соединен через вторую соединительную линию 22 с вводом 23 емкости 4 доочистки.

Согласно изобретению емкость 3 с органоглиной 17 снабжена средством создания потока в смеси, причем средство предпочтительно содержит газовый подвод 24, который выполнен с возможностью подачи потока газовых пузырьков, в частности воздуха, через эмульсию типа «масло в воде», при этом упомянутый газовый подвод 24, согласно предпочтительному воплощению изобретения, расположен в месте, где газовые пузырьки контактируют с органоглиной 17, в данном случае в днище вышеупомянутой емкости 3 с органоглиной 17, в частности, по меньшей мере, частично под вышеупомянутой органоглиной 17.

Согласно предпочтительному варианту изобретения вышеупомянутый газовый подвод 24 может представлять собой, например, ответвление от линии сжатого воздуха компрессора.

В данном примере в емкости 4 доочистки находится фильтр 25, который может представлять собой, например, фильтр с активированным углем.

Наконец, емкость 4 доочистки также содержит вывод 26 для отделенной воды, из которой органические компоненты, такие как масло, практически полностью удалены, причем вывод 26 в данном случае находится практически на верху емкости 4 доочистки или, по меньшей мере, частично над вышеупомянутым фильтром 25.

Каждая из вышеупомянутых емкостей 2 и 3, для упрощения обслуживания емкостей 2, 3 и 4, предпочтительно, но не обязательно, снабжена около днища 5 дренажным отверстием 27. Естественно, для этой цели может быть использован также газовый подвод 24.

Способ, согласно изобретению, для удаления органических компонентов из смеси органических компонентов и воды, в частности для удаления охлаждающих веществ и/или смазочных веществ или их смеси с водой, очень простой и заключается в следующем.

Смесь из органических компонентов и воды, в данном примере, эмульсия типа «масло в воде» (MB эмульсия), которая может состоять, например, из конденсата сжатого воздуха маслонаполненного компрессора, через ввод 8 подают в емкость 2 предварительной обработки, в которой главным образом свободное масло адсорбируют или абсорбируют в результате контактирования с олеофильным материалом в мешке 11.

В результате этого в емкости 2 предварительной обработки на поверхности жидкости или около нее начинает плавать масло с меньшей плотностью и, таким образом, контактирует с олеофильным материалом сепарирующего блока 10.

Контакт между MB эмульсией и олеофильным материалом сепарирующего блока оптимизируется, поскольку ввод 8 в данном случае расположен над выводом 9, так что когда MB эмульсия течет от ввода 8 к выводу 9, упомянутая MB эмульсия контактирует с сепарирующим блоком 10.

Поскольку сепарирующий блок 10 в емкости 2 предварительной обработки перемещается вниз, когда олеофильный материал абсорбирует масло, то олеофильный материал, ненасыщенный маслом, может постоянно находиться на поверхности жидкости в емкости 2 предварительной обработки, в которой масло имеет тенденцию к осаждению.

При насыщении сепарирующий блок 10 в емкости 2 предварительной обработки опускается в нижнее положение, и при этом сепарирующий блок 10, который адсорбировал или абсорбировал максимальный объем масла, или, по меньшей мере, олеофильный материал, являющийся частью данного сепарирующего блока 10, может быть заменен.

В соответствии с дополнительным объектом изобретения с помощью средства 12 индикации можно установить, когда сепарирующий блок 10 насыщен маслом и должен быть заменен.

Согласно изобретению вышеупомянутое средство индикации может быть осуществлено многими разными путями, и в данном случае оно имеет вид позиционного датчика 13, который регистрирует положение сепарирующего блока 10 и связан с регулятором 14.

Вышеупомянутый регулятор 14 может быть связан со средством сигнализации, которое не показано на чертежах, например звуковым сигналом, лампой или чем-либо подобным, или персональным компьютером, связанным с монитором центра управления или чем-то подобным.

MB эмульсия, которая покидает емкость 2 предварительной обработки через вывод 9, в дальнейшем протекает по первой соединительной линии 15 во ввод 16 средней емкости 3, содержащей органоглину 17.

Поскольку ввод 16 емкости 3 расположен над ее выводом 21, а органоглина 17 находится, по меньшей мере, частично между упомянутыми вводом 16 и выводом 21, то смесь, которая в данном примере состоит из MB эмульсии, протекает через органоглину 17. Благодаря газовому подводу 24 в емкости 3 также происходит процесс рециркуляции.

Благодаря наличию пространства 20 между органоглиной 17 и стенкой 6 емкости 3 и между соответствующими созданными изнутри поверхностями возможное расширение органоглины при насыщении не препятствует протеканию смеси и подаваемая смесь может проникать в органоглину непосредственно через все наружные и созданные изнутри поверхности.

В данном случае масло из MB эмульсии сорбируется упомянутой органоглиной 17, когда масло связывается с дальними концами аминовых цепочек, расположенных на поверхности и между глинистыми слоями органоглины 17

В соответствии с частным вариантом осуществления изобретения, при нахождении в емкости 3 MB эмульсии, через нее пропускают поток газовых пузырьков, например, таких как воздух, который обеспечивает значительно более быстрые и лучшие результаты по отделению масла из MB эмульсии по сравнению с традиционными способами, в которых через MB эмульсию не пропускают поток газовых пузырьков.

Поскольку в данном случае газовый подвод 24 расположен в днище емкости 3 и находится, по меньшей мере, частично под вышеупомянутой органоглиной 17, то это гарантирует достижение оптимального контакта между поднимающимися в MB эмульсии газовыми пузырьками и органоглиной 17, результатом чего является дополнительная оптимизация отделения.

После прохождения эмульсии типа «масло в воде» через емкость 3, содержащую органоглину 17, воду с оставшимися частицами масла дополнительно обрабатывают с помощью фильтра 25 в емкости 4 доочистки.

Поскольку MB эмульсия была разрушена в емкости 3, то можно избежать забивания пор фильтра 25, который выполнен, например, в виде фильтра с активированным углем, в результате чего срок службы фильтра 25 возрастает.

Как показано на фиг.5 и 7, органоглина может находиться также на удерживающей конструкции 28, которую частицы органоглины не могут покинуть.

Данная удерживающая конструкция может быть выполнена, например, как показано на фиг.5, из материала с открытопористой структурой, такого как синтетическая пленка, или подобного, с которым сцепляются частицы органоглины.

В данном случае удерживающая конструкция 28 находится в оболочке 29, которая выполнена проницаемой для жидкости и газа, однако, в соответствии с изобретением, этого не требуется, поскольку частицы органоглины зафиксированы на конструкции 28.

Форма удерживающей конструкции 28 может быть осуществлена любым образом. На фиг.7 показан предпочтительный вариант, в котором удерживающая конструкция 28 имеет форму витой спирали.

Таким образом, на ограниченном пространстве между органоглиной и смесью получена очень большая контактная поверхность.

На фиг.6 показан еще один вариант осуществления емкости 3 с органоглиной 17 устройства в соответствии с изобретением, причем оболочка 18 находится в данной емкости 3, содержащей органоглину 17, и при этом в упомянутой оболочке 18 примера выполнены отверстия 20, в которые органоглина 17 не может проникать. Данные отверстия 20 допускают расширение органоглины 17 без затруднения потока в смеси.

В описанных выше примерах воздух всегда используют для создания потока газовых пузырьков, но изобретение не ограничивается этим и допускает также использование других газов.

Как уже отмечалось выше, изобретение не ограничивается только удалением масла из MB эмульсии или удалением охлаждающих веществ и/или смазочных веществ из их смеси с водой; на самом деле изобретение может быть также применено для удаления всех видов органических компонентов из их смеси с водой.

Данное изобретение не ограничивается вариантами осуществления, описанными с помощью примера и представленными на прилагаемых чертежах; напротив, данный способ, в соответствии с изобретением для удаления органических компонентов из смеси органических компонентов и воды, и устройство для осуществления данного способа могут быть выполнены многими разными путями, оставаясь в пределах объема изобретения.

Изобретение может быть использовано в промышленности для удаления органических компонентов из их смеси с водой, в частности для удаления масла из эмульсии типа «масло в воде», например для удаления масла из конденсата компрессора с масляной смазкой. Способ удаления органических компонентов из смеси органических компонентов и воды включает пропускание смеси через емкость (3), в которой находится органоглина (17) в заменяемой оболочке (18), выполненной проницаемой для жидкостей и газов, но не для частиц органоглины, или на удерживающей конструкции (28), которую частицы органоглины не могут покидать, при этом часть частиц органоглины в любое время может быть удалена, создание потока газовых пузырьков через смесь в емкости (3). Устройство (1) содержит емкость (3) с вводом (16) для смеси органических компонентов и воды и выводом (21) для удаления обработанной смеси. В емкости (3) находится органоглина (17), представляющая собой продукт реакции глины с четвертичным аммониевым соединением, размещенная в удаляемой оболочке (18), выполненной проницаемой для жидкостей и газов, или размещенная на удерживающей конструкции (28), которую частицы органоглины не могут покидать. Емкость (3) дополнительно снабжена средством создания потока газовых пузырьков через смесь в емкости (3), содержащим газовый подвод (24). Изобретение обеспечивает сокращение времени разделения смесей органических компонентов с водой, равномерность разделения этих смесей, исключающую падение давления в емкости (3). 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ удаления органических компонентов из смеси органических компонентов и воды, который содержит стадии пропускания смеси через, по меньшей мере, одну емкость (3), в которой находится органоглина (17), представляющая собой продукт реакции глины с четвертичным аммониевым соединением, размещенная в, по меньшей мере, одной удаляемой оболочке (18), выполненной проницаемой для жидкостей и газов, но не для частиц органоглины, или на удаляемой удерживающей конструкции (28), которую частицы органоглины не могут покидать, при этом часть частиц органоглины в любое время может быть удалена; и создания потока через вышеупомянутую смесь в упомянутой емкости (3), отличающийся тем, что поток через смесь в емкости (3) создают пропусканием потока газовых пузырьков через смесь в емкости (3).

2. Способ по п.1, в котором используют одну оболочку (18), содержащую органоглину (17), по меньшей мере, одна часть которой имеет вогнутую поверхность для увеличения в процессе работы поверхности доступа между смесью с созданным потоком с одной стороны и вышеупомянутой оболочкой (18) с другой стороны.

3. Способ по п.1, в котором используют несколько оболочек (18), содержащих органоглину (17); причем между этими оболочками (18) создано, по меньшей мере, одно пространство (20), через которое смесь с созданным потоком может проникать внутрь оболочек (18).

4. Способ по любому из пп.2 или 3, в котором удаляемую оболочку (18), содержащую органоглину (17), используют в сочетании с, по меньшей мере, одной удерживающей конструкцией (28), которую частицы органоглины не могут покидать.

5. Способ по п.1, в котором вышеупомянутый поток газовых пузырьков состоит из воздуха, который подают из ответвления линии сжатого воздуха компрессора.

6. Способ по п.1, в котором поток газовых пузырьков в емкость (3) с органоглиной (17) подают через газовый подвод (24), находящийся в днище емкости (3).

7. Способ по п.6, в котором поток газовых пузырьков, который подают в емкость (3) через вышеупомянутый газовый подвод (24), по меньшей мере, частично вводят под вышеупомянутую органоглину (17).

8. Способ по п.1, в котором перед введением смеси органических компонентов и воды в указанную емкость (3) с органоглиной (17) смесь вводят в емкость (2) предварительной обработки через ввод (8), расположенный над выводом (9) из емкости (2) предварительной обработки, таким образом, что смесь стекает вниз и контактирует с сепарирующим блоком (10) в емкости (2) предварительной обработки, сепарирующий блок (10) содержит материал, который адсорбирует органические компоненты, отделенную в емкости (2) предварительной обработки воду удаляют из емкости (2) предварительной обработки через вывод (9), причем сепарирующий блок (10) выполнен с возможностью перемещения вниз в емкости (2) предварительной обработки под действием увеличения его веса при адсорбировании или абсорбировании последним органических компонентов, и смесь вводят в емкость (2) предварительной обработки до тех пор, пока не будет насыщен сепарирующий блок (10).

9. Способ по п.1, в котором после пропускания смеси органических компонентов и воды через емкость (3) с органоглиной (17), воду, содержащую остаточную фракцию органических компонентов, обрабатывают в емкости (4) доочистки, которая снабжена фильтром (25).

10. Способ по п.1, в котором в емкости (3) создано пространство (20), так что подаваемая смесь может проникать внутрь оболочки (18) с органоглиной или внутрь удерживающей конструкции (28) непосредственно через все наружные и возможно созданные изнутри поверхности.

11. Устройство (1) для удаления органических компонентов из смеси органических компонентов и воды, которое содержит емкость (3) с вводом (16) для смеси органических компонентов и воды и выводом (21) для удаления обработанной смеси, в которой находится органоглина (17), представляющая собой продукт реакции глины с четвертичным аммониевым соединением, размещенная в, по меньшей мере, одной удаляемой оболочке (18), выполненной проницаемой для жидкостей и газов, но не для частиц органоглины, или размещенная на удерживающей конструкции (28), которую частицы органоглины не могут покидать, при этом часть частиц органоглины в любое время может быть удалена; и в котором емкость (3), содержащая органоглину, дополнительно снабжена средством создания потока через смесь в емкости (3), отличающееся тем, что вышеупомянутое средство для создания потока через смесь в емкости (3) содержит газовый подвод (24), который обеспечивает возможность пропускания потока газовых пузырьков через смесь.

12. Устройство по п.11, которое содержит одну оболочку (18), содержащую органоглину (17), по меньшей мере, одна часть которой имеет вогнутую поверхность для увеличения в процессе работы поверхности доступа между смесью с созданным потоком с одной стороны и вышеупомянутой оболочкой (18) с другой стороны.

13. Устройство по п.11, которое снабжено несколькими оболочками (18), содержащими органоглину (17); причем между оболочками (18) создано, по меньшей мере, одно пространство (20), через которое смесь с созданным потоком может проникать внутрь оболочек (18).

14. Устройство по п.11, которое снабжено несколькими оболочками (18), содержащими органоглину (17), которые находятся в наружной удаляемой оболочке (19).

15. Устройство по п.11, в котором вышеупомянутый газовый подвод (24) представляет собой ответвление линии сжатого воздуха компрессора.

16. Устройство по п.11, в котором вышеупомянутый газовый подвод (24) расположен в днище вышеупомянутой емкости (3) с органоглиной (17).

17. Устройство по п.11, в котором вышеупомянутый газовый подвод (24) расположен в месте, где поток газовых пузырьков контактирует с органоглиной (17).

18. Устройство по п.11, в котором вышеупомянутый газовый подвод (24), по меньшей мере, частично расположен под вышеупомянутым объемом органоглины (17).

19. Устройство по п.11, в котором органоглина (17) находится в оболочке (18), выполненной в виде продольного мешка, который смят и помещен внутри наружной оболочки (19).

20. Устройство по п.19, в котором вышеупомянутый мешок герметизирован с одной стороны.

21. Устройство по п.11, в котором органоглина находится на удерживающей конструкции (28), которая выполнена из материала с открытопористой структурой, с которым сцепляются частицы органоглины.

22. Устройство по п.11, которое содержит емкость (2) предварительной обработки с вводом (8), по которому смесь вводят в емкость (2) предварительной обработки, и выводом (9), по которому обработанную смесь удаляют в процессе работы, сепарирующий блок (10), расположенный внутри емкости (2) предварительной обработки, который содержит материал, который адсорбирует органические компоненты, при этом сепарирующий блок (10) выполнен с возможностью перемещения вниз в емкости (2) предварительной обработки под действием увеличения его веса при адсорбировании или абсорбировании им органических компонентов, а ввод (8) упомянутой емкости (2) предварительной обработки расположен над выводом (9) емкости (2) предварительной обработки, так что смесь перемещается вниз через адсорбирующий или абсорбирующий сепарирующий блок (10) и, при стекании от ввода (8) к выводу (9) контактирует с сепарирующим блоком (10).

23. Устройство по п.11, которое снабжено емкостью (4) доочистки, содержащей фильтр (25), и соединенной с вышеупомянутым выводом (21) емкости (3) с органоглиной (17).

24. Устройство по п.11, в котором емкость (3) снабжена пространством (20), таким образом, что подаваемая смесь может проникать внутрь оболочки (18) с органоглиной или внутрь удерживающей конструкции (28) непосредственно через все наружные и возможно созданные изнутри поверхности.

25. Устройство по п.11, в котором в емкости (3) находится несколько оболочек, содержащих органоглину; причем между оболочками (18) расположено, по меньшей мере, одно пространство (20), через которое смесь с созданным потоком может проникать внутрь оболочек (18).