СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ДЛЯ ПОВТОРНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ОТРАБОТАВШЕГО ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ ИЗ РЕГЕНЕРИРОВАННЫХ ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ ДЛЯ САМОЛЕТОВ Российский патент 2019 года по МПК C07C29/76 C07C31/20 C09K3/18 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение относится к улучшенному способу и системе для переработки для повторного применения отработавшего этиленгликоля или пропиленгликоля, регенерированного из противообледенительных растворов для самолетов, чтобы получить первичный гликоль, имеющий концентрацию по меньшей мере 99,5% и вплоть до 99,9%.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Требуется устранять накопление инея, льда и снега или их комбинации на крыльях самолетов, чтобы восстанавливать исходную форму крыльев посредством удаления любого накопления инея, льда или снега, которое нарушает их форму, и чтобы делать возможным надлежащее функционирование элеронов. Лед, иней или снег также увеличивает вес самолета, затрудняя тем самым полет. Удаление инея, льда или снега выполняют посредством распыления противообледенительного раствора гликоля, чтобы вызывать стаивание инея, льда или снега и защищать самолет в течение достаточного времени после устранения обледенения от дальнейшего осаждения. Концентрация гликоля в растворе варьируется в соответствии с климатическими условиями. Такие растворы обычно содержат гликоль, воду и небольшие количества добавок, таких как поверхностно-активные вещества и ингибитор коррозии.

После напыления противообледенительного раствора на самолет, раствор становится разбавленным водой от расплавленного инея, льда и снега и становится загрязненным загрязняющими веществами, присутствующими на предангарной бетонированной площадке, где самолет размещают, чтобы устранить обледенение. Эти площадки обычно являются бетонными площадками, загрязненными песком, стертой резиной от шин самолета, маслом, продуктами сгорания, копотью от самолета, противообледенительными солями, крупнозернистыми материалами, следами топлива, твердыми мусорными отходами, такими как трава и листья, и химикалиями, входящими в бетон. В прошлом, такие отработанные гликолевые растворы собирали в резервуарах или передвижных вакуумных установках для размещения и обработки на удаленных площадках для размещения. Такая практика, в конечном счете, оказывает вредное влияние на окружающую среду и приводит к потере гликоля, который является дорогим продуктом. Обычно, аэропорт принимает на себя затраты этого размещения, и посредством извлечения отработавшего гликоля существенные сбережения передаются оборудованию аэропорта.

На протяжении последних десятилетий, попытки были сделаны, чтобы повторно применять отходы гликоля от противообледенительных растворов для самолетов, и различные системы регенерации вводили в эксплуатацию при применении различных способов, такие как аэротенки, циклонные сепараторы, технологии химической очистки с применением абсорбции и ионообменников, перколяционных башен, дистилляционных и отгоночных колонн или башен, и т.д. Однако функционирование некоторых из этих систем являлось проблематичным и весьма дорогостоящим, и некоторые не достигали требуемого целевого результата извлечения гликоля достаточной чистоты, сравнимой с купленным первичным гликолем, для переработки для повторного применения в противообледенительном гликолевом растворе для самолетов. Некоторые из известных технологий были заявлены, чтобы повторно применять такие гликолевые растворы при чистоте 99,5%, однако многие оказались неспособными получать такую чистоту. Примеры известных технологий могут быть найдены, например, в патентной литературе при ссылке на патенты США 5904321; 5411668; 7713319; 8252149; публикации заявок на патенты США 2011/0263909 и 2013/0190539, а также патенты Канады 2116827 и 2223922. Другая публикация в отношении темы переработки для повторного применения гликоля от предангарных бетонированных площадок аэропорта может быть найдена в статье, озаглавленной «A Tour Of The Munich International Airport's Deicing Recycling Plant», данная статья доступна в интернете по ссылке http://www.aviationpros.com/frticle/10616425.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Имеет место потребность в предоставлении улучшенного способа и системы, которая является по существу автоматической, для переработки для повторного применения отработавшего этиленгликоля или пропиленгликоля, регенерированного из противообледенительных растворов для самолетов, чтобы получить первичный гликоль, имеющий концентрацию по меньшей мере 99,5% и типично от 99,6% до 99,9%.

Отличительным признаком данного изобретения является предоставление улучшенных способа и системы переработки для повторного применения регенерированного этиленгликоля или пропиленгликоля, извлеченного из противообледенительных растворов для самолетов, которые отвечают вышеуказанной потребности.

Дополнительным отличительным признаком данного изобретения является предоставление улучшенного способа переработки для повторного применения отработавшего этиленгликоля или пропиленгликоля из противообледенительного раствора для самолетов, и где данный способ включает комбинацию улучшенной последовательности стадий для обработки регенерируемого гликолевого раствора, и данные стадии по существу автоматически регулируются, чтобы получить противообледенительный гликолевый раствор для самолетов с концентрацией гликоля по меньшей мере 99,5% и типично от 99,6% до 99,9%.

Дополнительным отличительным признаком данного изобретения является предоставление улучшенной системы для переработки для повторного применения регенерированного этиленгликоля или пропиленгликоля, извлеченного из противообледенительных растворов для самолетов, содержащих гликоль, воду и другие примеси, чтобы получить по существу первичный гликоль, имеющий концентрацию по меньшей мере 99.5% и типично от 99.6% до 99.9%.

В соответствии с вышеуказанными отличительными признаками, в широком аспекте, данное изобретение предоставляет способ переработки для повторного применения регенерированного этиленгликоля или пропиленгликоля, извлеченного из противообледенительных растворов для самолетов, содержащих гликоль, воду и другие вещества, чтобы получить по существу первичный гликоль. Способ содержит, в комбинации, стадии извлечения отработавшего гликоля из противообледенительного оборудования аэропортов и сохранения отработавшего гликоля в одном или нескольких резервуарах для хранения. Поэтому, отработавший гликоль, имеющий заданную низкую %-ную концентрацию, удаляют, чтобы получить функциональный отработавший гликоль и сохранить его в средствах для хранения. Функциональный отработавший гликоль фильтруют посредством по меньшей мере двух ступеней фильтрации, чтобы по существу удалить все твердотельные и другие вещества, и сохраняют в сборном резервуаре. Стадия испарения затем удаляет воду из порции отфильтрованного отработавшего гликоля посредством нагревания данной порции до некоторой температуры, чтобы испарить воду и довести функциональный отработавший гликоль до концентрации гликоля примерно 50%. Раствор гликоля с данной концентрацией затем сохраняют в буферном резервуаре. pH раствора гликоля с концентрацией 50% затем регулируют до заданной величины и после этого фильтруют угольным фильтром и подают в сборный резервуар, который подает заданную порцию в испарительную секцию дистилляционной колонны, функционирующую в условиях вакуума, где его при этом нагревают до заданных температур, чтобы испарить жидкости в гликоле при его концентрации 50% в потоке паров. Температуру потока пара в насадочной секции дистилляционной секции колонны измеряют, чтобы контролировать фактическую температуру потока пара, и сигналы, представляющие его температуру, передают в компьютерный контроллер. Поток пара в верхней части дистилляционной колонны охлаждают, когда он выходит из насадочной секции, чтобы конденсировать его до жидкой фазы. Концентрацию гликоля в конденсированной жидкости контролируют непрерывным образом, чтоб определять концентрацию гликоля в конденсированной жидкости, и сигналы в отношении концентрации гликоля передают в компьютерный контроллер, который коррелирует их в соответствии с сигналами о температуре, чтобы определять соответствующее время функционирования клапанов для извлечения из конденсированной жидкости, в соответствующие связанные резервуары, воды, воды, смешанной с гликолем при концентрации ниже 99,5%, и раствора гликоля по меньшей мере 99,5%, имеющего концентрацию по меньшей мере 99,5%. Воду, воду, смешанную с гликолем ниже концентрации 99,5%, и раствор гликоля с концентрацией по меньшей мере 99,5% автоматически направляют в связанные резервуары. Гликоль при концентрации по меньшей мере 99,5% тестируют, смешивают и направляют в сертифицированные сборные резервуары для последующего применения посредством транспортных средств для устранения обледенения самолетов.

В соответствии с дополнительным широким аспектом данного изобретения предоставлена система для переработки для повторного применения регенерированного этиленгликоля или пропиленгликоля, извлеченного из противообледенительных растворов для самолетов, содержащих гликоль, воду и другие вещества, чтобы получить по существу первичный гликоль. Система содержит, в комбинации, средство сбора для извлечения отработавшего гликоля от предангарной бетонированной площадки для устранения обледенения самолетов. Средство для хранения предоставляют для хранения регенерированного отработавшего гликоля. Средство дополнительно предоставляют для удаления отработавшего гликоля, имеющего заданную низкую %-ную концентрацию гликоля, из средства для хранения. Расходный резервуар также предоставляют для поддержания заданного объема отработавшего гликоля, имеющего концентрацию гликоля выше заданной низкой %-ной концентрации гликоля. По меньшей мере две фильтрующие ступени также предоставляют для фильтрования отработавшего гликоля из расходного резервуара, чтобы удалить из него по существу все твердотельные частицы из других веществ и чтобы подавать его в сборный резервуар для подачи на ступень испарения, включающую один или несколько испарителей для испарения воды из порции отработавшего раствора гликоля посредством кипячения данной порции при температуре, достаточной для испарения воды, чтобы получить отработавший гликоль, имеющий концентрацию гликоля примерно 50%, который затем перемещают в буферный резервуар. Средство предоставлено, чтобы регулировать pH концентрированной порции гликоля от буферного резервуара до требуемой величины pH, и ее затем фильтруют угольным фильтром и подают в сборный резервуар дистилляционной колонны для накапливания заданного объема отработавшего гликоля при концентрации выше примерно 50%. Предоставлена дистилляционная колонна, которая функционирует под вакуумом и имеет нижнюю испарительную секцию и секцию верхней вытяжной трубы, снабженную стальными насадками, чтобы удерживать теплоту от потока паров, высвобожденных из нижней испарительной секции. Датчики температуры контролируют температуру секции вытяжной трубы вдоль насадок, что предоставлять сигналы фактической температуры в компьютерный контроллер, представляющие фактическую температуру потока паров проходящих через насадки, и предоставляют сигналы в отношении величины концентрации гликоля в компьютерный контроллер. Нижняя испарительная секция имеет нагреватель для регулирования температуры, чтобы испарять последовательно отработавший гликоль и создавать поток паров, где пары проходят через секцию вытяжной трубы и в змеевиковый конденсатор ниже по течению потока от секции вытяжной трубы, чтобы получить конденсированную жидкость, которую пропускают через охлаждающий узел. Измерительное средство дополнительно предоставляют для измерения, в непрерывном режиме, концентрации гликоля в конденсированной жидкости и предоставления величин концентрации гликоля в компьютерный контроллер, чтобы согласовывать их с сигналами о температуре, чтобы определять соответствующее время функционирования клапанов для отделения, в связанные резервуары, воды, воды, смешанной с гликолем, имеющей концентрацию гликоля менее чем 99,5% чистого вещества, и по существу первичного гликоля, имеющего концентрацию гликоля по меньшей мере 99,5% вплоть до 99,9%. Средство дополнительно предоставляют, чтобы сертифицировать и сохранять по существу первичный гликоль в сертифицированных сборных резервуарах, готовый для смешивания для применения посредством транспортных средств для устранения обледенения самолетов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Предпочтительный вариант осуществления данного изобретения будет теперь описан со ссылками на сопроводительные чертежи, среди которых:

Фигуры с 1A по 1С являются схематическими и частично блок-схемами, иллюстрирующими улучшенную часть способа и системы для обработки по данному изобретению.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

При ссылках на чертежи теперь будет описан предпочтительный вариант осуществления улучшенных способа и системы по данному изобретению для переработки для повторного применения отработавшего этиленгликоля или пропиленгликоля, извлеченного из противообледенительных растворов для самолетов. Как показано на Фиг. 1A, отработавший этиленгликоль, являющийся здесь типом I или типом IV, извлечен из предангарной бетонированной площадки 10 аэропорта, где самолеты, такие как тот, что схематически проиллюстрирован при обозначении 11, подергаются нанесению разбрызгиванием противообледенительного раствора 12 из транспортных средств 13 для устранения обледенения. Противообледенительный раствор обычно нагревают до температуры от 60°C до 80°C. Для того, чтобы регенерировать отработавший гликоль, предангарную бетонированную площадку модифицируют таким образом, что оснащают ее одним или несколькими ливнестоками 14, соединенными с подземными трубопроводами 15, чтобы направлять отработавший гликоль в камеру хранения 16, которая является сегментированной. Отработавший гликоль поступает в первый отсек 16', который также соединен с большей камерой 16''. Конфигурация этих камер делает возможной преципитацию некоторых осадков на дне камеры 16''. Проба отработавшего гликоля непрерывным образом протекает через плотномер 19, приводимый в действие насосом 17, расположенным в камере 16', для того, чтобы определить концентрацию отработавшего гликоля. Если концентрация отработавшего гликоля ниже 5%, отработавший гликоль не подходит для переработки для повторного применения. Поэтому компьютерный контроллер 25 делает возможным постепенное повышение уровня отработавшего гликоля в камерах 16 до тех пор, пока он не достигает переливного трубопровода 15' для стока в городскую канализацию.

Компьютерный контроллер 25 также управляет дополнительным насосом 17' в отсеке 16'' резервуара, чтобы прокачивать раствор с концентрацией 5% или более из отсека 16'' резервуара через первый фильтр 18, чтобы удалять осадки и подавать отработавший гликоль при концентрации 5% или более в сборные резервуары, здесь проиллюстрированы лишь два резервуара 22 и 23, которые оснащены детекторами уровня (не показано, однако очевидно для специалистов в данной области техники), чтобы сделать возможным регулирование компьютерным контроллером функционирования клапанов 21 и 20, чтобы направлять отработавший раствор гликоля с концентрацией 5% или более в другие сборные резервуары, когда резервуар заполнен.

Следует отметить, что компьютерный контроллер имеет разные станции мониторинга и управления или разные компьютеры, которые идентифицированы на чертежах посредством буквы «C» внутри небольшого квадрата и числового обозначения 25. Также следует отметить, что на чертежах, размеры квадратов, представляющих различные узлы, резервуары, фильтры и т.д., не представляют их размер пропорциональный один другому.

Из резервуаров 22 и 23 для хранения отработавший раствор гликоля с концентрацией 5% или более обрабатывают по существу автоматически компьютерным контроллером 25, и посредством последующего функционирования клапанов 24 и насоса 30 отработавший раствор гликоля подвергают процессу двухступенчатой фильтрации. Первоначально, отработавший гликоль пропускают через рукавный фильтр 28 и в расходный резервуар 27, где насос 30' циркулирует профильтрованный отработавший гликоль концентрацией 5% или более через фильтр 31 ультратонкой очистки, в данном случае керамический фильтр, и назад в расходный резервуар 27 в непрерывном режиме. Отработавший гликоль, подвергнутый ультратонкой фильтрации, проникающий через керамический фильтр посредством давления, подают в сборный резервуар 32, который имеет датчик уровня 32', который при достижении заданного объема отфильтрованного отработавшего гликоля подает сигнал в компьютерный контроллер, чтобы остановить насосы 30 и 30'. Ступень фильтрования рукавным фильтром имеет рукавные фильтры 28 и 28', чтобы предоставлять более длительное бесперебойное функционирование посредством перехода к другому рукаву, когда один из рукавов становится закупоренным осадками. Это делает возможным более длительное рабочее время системы. Ультратонкий керамический фильтр 31 имеет размер пор 0,5 микрон, чтобы удалять очень тонкие твердотельные частицы, оставляя по существу лишь жидкости, часто называемые как проникшими жидкостями.

Отфильтрованный раствор из сборного резервуара 32 затем закачивают посредством насоса 34 и насоса 34' в два испарителя 33 и 33' одной и той же конструкции. Каждый испаритель 33, 33' снабжен двумя электрическими резистивными нагревательными элементами 35 и 35', соответственно, которые функционируют посредством компьютерного контроллера 25, чтобы обеспечивать непрерывное функционирование испарителей в случае отказа одного из резистивных нагревательными элементов. Хотя это не показано, эти известные испарители 33 и 33' снабжены каждый компрессором (не показано), чтобы извлекать тепло из паров, выпускаемых в их потоке 33", и повторно использовать тепло от данных паров в качестве основного источника для нагревания воды в резервуарах. Резистивные нагревательные элементы 35 и 35' применяют для предварительного нагревания воды в начале, предоставляя возможность испарении воды при более низких температурах в условиях вакуума.

Датчики уровня 37 передают сигналы, показывающие уровень, в компьютерный контроллер 25, чтобы управлять насосами 34 и 34' для предоставления достаточного отработавшего раствора в испаритель, посредством чего включается один из нагревательных элементов, другой находится в резерве и приводится в действие посредством не показанного переключателя, однако очевидно, что и в случае отказа другого резистивного нагревательного элемента. Датчики 38 для измерения температуры предоставляют величины фактической температуры в компьютерный контроллер для порции раствора в испарителях 33 и 33'. Нагревательные элементы 35 и 35' функционируют, чтобы регулировать температуру воды до температуры кипения 100°C, достаточной, чтобы испарять воду, однако слишком низкой для испарения этиленгликоля или пропиленгликоля. Рефрактометры 37" определяют плотность отработавшего раствор на надлежащем уровне и подают репрезентативные сигналы в компьютерный контроллер 25 для функционирования клапанов 39 и 39', как только концентрация гликоля достигает концентрации 50%. Клапаны 39 и 39' функционируют, чтобы передавать порции отработавшего гликоля с концентрацией 50% в буферный резервуар 40 в непрерывном режиме. Испарители 33 и 33' функционируют в непрерывном режиме и, когда объем отработавшего раствора гликоля в сборном резервуаре 32 уменьшается до заданного уровня, насосы 30 и 30' снова приводят в действие, чтобы фильтровать снова отработавший раствор для подачи раствора, подвергнутого ультратонкой фильтрации, в сборный резервуар 32. Любой перелив из буферного резервуара 40 собирают в резервуарах 40' для будущего применения. В этом варианте осуществления имеется несколько резервуаров 40', способных к удержанию 3 миллионов литров раствора с концентрацией гликоля 50%. Насос 39" подает раствор в буферный резервуар 40, когда требуется поддерживать непрерывное функционирование процесса. Кроме того, резервуары 40 и 40' поддерживают внутри здания, чтобы управлять теплоотдачей от отработавшего гликоля с концентрацией 50% для сбережения энергозатрат. В предпочтительном варианте осуществления, описанном в данном документе, буферный резервуар вмещает 40000 литров раствора. Переливной клапан (не показан) выпускает любую часть раствора, которая превышает вместимость резервуара и подачу.

После того, как требуемый объем, определенный посредством сигналов от датчика уровня 41, присутствует в буферном резервуаре 40, компьютерный контроллер 25 приводит в действие перепускной клапан 42' и насос (не показано, однако очевидно), чтобы передавать постепенным образом некоторую часть отработавшего раствор гликоля в резервуар 43 для регулирования pH, снабженный мешалкой 44, для анализа, поскольку объем отработавшего раствора гликоля в резервуаре 43 известен посредством определения датчиком 48 измерения уровня, подающим информацию в компьютерный контроллер. Компьютерный контроллер 25 также управляет перепускным клапаном 47 и насосом (не показано, однако очевидно), когда датчик pH 48', расположенный в резервуаре 43, измеряет любую низкую величину pH, для корректирования отработавшего раствор гликоля раствором гидроксида натрия (NaOH) из резервуара 46. pH регулируют до заданной величины примерно 7,8 на шкале pH. Отработавший раствор гликоля с концентрацией 50% с отрегулированной величиной pH затем пропускают через угольный фильтр 49, чтобы удалить цвет и запахи из отработавшего раствора гликоля перед его хранением в подающем резервуаре 50 дистилляционной колонны, где заданное количество предварительно обработанного отработавшего гликоля поддерживают и контролируют посредством датчиков уровня.

Как показано на Фиг. 1B, процесс включает дистилляционную колонну 51, которая по существу состоит из нижней испарительной секции 52, которая включает нагревательный змеевик 53, в котором циркулирует, регулируемым образом, горячий пар от бойлера 54, посредством чего кипятят заданную порцию отработавшего раствора гликоля с концентрацией гликоля 50%, чтобы испарить по существу весь жидкий раствор в порции. Поскольку температура кипения воды значительно ниже температуры кипения гликоля, вода будет начинать испаряться, как только температура порции достигает точки кипения воды. Соответственно, лишь вода будет испаряться вначале, затем вода, смешанная с гликолем, и наконец высококонцентрированный гликоль. Посредством регулирования расхода потока в змеевике мы можем увеличивать температуру отработавшей жидкости в испарительной секции, чтобы испарять жидкости поэтапно. Как только все жидкости были испарены, измеренная температура в насадках будет понижаться, предоставляя указание на то, что вся порция испарена.

Вакуумный насос 55 соединен с дистилляционной колонной 51 при подходящем положении ниже по течению потока с внешней стороны колонны, чтобы поддерживать колонну под вакуумом. Дистилляционная колонна имеет секцию 56 вытяжной трубы, расположенную над испарительной секцией 52 и снабженную металлическими насадками 57, здесь сконфигурированными перфорированными листами из нержавеющей стали, которые аккумулируют теплоту от горячего потока паров, высвобожденных из кипящей жидкости в испарительной секции. Температуру пара, проходящего через насадки, контролируют датчиками температуры 63, подающими сигналы 63' температуры в компьютерный контроллер 25, чтобы предоставлять показания температуры потока пара, дающие представление о его содержании в зависимости от его температуры. Эти сигналы о температуре также указывают начало и конец цикла испарения. Датчики температуры могут быть в форме терморезисторов, поддерживаемых смещенными и разнесенными в вертикальном направлении по отношению к стенке секции вытяжной трубы. Дистилляционная колонна также термически изолируют посредством кожуха, размещенного вокруг внутреннего корпуса при расположении между ними соответствующего изолирующего материала, подобно изолированному баку нагревателя воды. Бойлер нагревают природным газом, и пар при достаточно высокой температуре циркулирует через нагревательный змеевик 53, посредством чего температура кипящей воды повышается по существу быстро до точки кипения гликоля, которая составляет при мерно 197°, что гораздо выше точки кипения воды. Плотность гликоля составляет примерно 1,1132 г/см³. Следует отметить, что условия вакуума в дистилляционной колонне уменьшают несколько точки кипения каждой испаряемой жидкости, а именно, воды и гликоля, и это также предоставляет сбережение энергозатрат.

На верхней части секции 56 вытяжной трубы установлен конденсатор 58, который конденсирует поток пара, когда он выходит из дистилляционной колонны 51, чтобы возвратить пар в его жидкую фазу. Конденсация происходит вне вытяжной трубы, посредством чего конденсат не возвращается в секцию вытяжной трубы. Как указано, поскольку вода испаряется раньше, чем гликоль, в начале процесса испарения, вода большей частью конденсируется, и конденсат вместе с некоторым количеством пара протекает по длинному трубопроводу 59, где имеет место дополнительная конденсация, и направляется в дополнительный охладитель 60, где любой остаточный пар конденсируется. Ничего не высвобождается в атмосферу, что предотвращает потерю гликоля. На выпускной трубе 61 охладителя 60 закреплен рефрактометр 62, который измеряет концентрацию гликоля, который может содержаться в конденсированной жидкости, и подает измеренные данные в компьютерный контроллер 25, который при сопоставлении с сигналами 63 температуры, принятыми из секции вытяжной трубы, определяет подходящее время функционирования клапанов 64, связанных с соответствующим одним из трех резервуаров или баков 65, 65' и 65".

Когда обнаруживают лишь воду, клапан 64 открывают, и другие два клапана 64' и 64" закрывают, посредством чего направляют воду в резервуар 65 для размещения или повторного применения. Когда компьютерный контроллер 25 определяет, что конденсатная жидкость содержит гликоль, смешанный с водой, компьютерный контроллер 25 закрывает клапаны 64 и 64" и открывает клапан 64', чтобы направлять смесь в резервуар 65' до тех пор, пока компьютерный контроллер не определит из его скоррелированных сигналов, что концентрация гликоля составляет примерно 99,5%. Компьютерный контроллер затем закрывает клапаны 64 и 64' и открывает клапан 64", чтобы направлять остаточный гликоль, который классифицируют как первичный гликоль, в резервуар 65". Предпочтительно, конденсированную жидкость переводят в резервуар 65", когда компьютерный контроллер 25 принимает сигналы о конденсате от рефрактометра 63, показывающие концентрацию гликоля в растворе от 99,6% до 99,9%, данный раствор классифицируют как первичный гликоль. Датчики уровня 66, 66' и 66" предоставляют в компьютерный контроллер сигналы, показывающие объем жидкости в связанных с ними резервуарах, посредством чего перемещают их содержимое в соответствующие места расположения. Клапан 67 передает регенерированную воду для соответствующего хранения в резервуар 68 для размещения или повторного применения. Клапан 67' предоставляет для его содержимого возможность перемещения обратно в сборный резервуар 50 для повторного введения в дистилляционную колонну. В заключение, остаточный материал, состоящий из соединений с высокой точкой кипения, собирают в приемной нижней части испарительной секции и закачивают в резервуар 62 для отходов в конце цикла испарения, и другую порцию вводят для испарения и разделения.

При обращении теперь к Фиг. 1С, можно видеть, что порцию раствора гликоля из резервуара 65" теперь подвергают дополнительному тестированию контроля качества в дополнительном резервуаре 70, чтобы удостоверить концентрацию в нем гликоля посредством измерения методом Фишера, содержание сухих веществ в градусах Брикса и тестирование pH. Клапаны для отбора проб (не показано) предоставлены на различных уровнях резервуара 70 для извлечения образцов для лабораторного анализа. После сертификации, компьютерный контроллер 25 приводит в действие клапаны 71, чтобы перемещать сертифицированный гликоль в сертифицированные резервуары 72. Содержание резервуара 72 контролируют посредством датчиков уровней 72', подающих информационные сигналы в компьютерный контроллер 25, посредством чего содержание может быть надежным образом перемещено, и обеспечивается указание на то, что клапаны 71 требуется привести в действие, чтобы переключить перенос растворов в другие резервуары 72, 72' и 72". Посредством периодического процесса по данному изобретению концентрация повторно применяемого гликоля в растворе может быть доведена вплоть до 99,9%, в соответствии с чем он достигает очень высокого уровня чистоты, который очень важен для предоставления конечного раствора практически идеальной концентрации, что требуется для первичного гликоля очень высокой чистоты, чтобы обеспечивать идеальный смешанный противообледенительный раствор для повторного применения.

На этой стадии процесса, в сертифицированный раствор 74 гликоля в одном или нескольких резервуарах 72 требуется ввести дополнительные финишные добавки, и это выполняют в смесительном резервуаре 75. Раствор 74 перемещают в смесительный резервуар посредством компьютерного контроллера 25, приводящего в действие выбранного одного из перепускных клапанов 76 до тех пор, пока смесительный резервуар не будет заполнен до заданного веса, что определяется посредством весов 78, установленных под смесительным резервуаром 75. Как только весы 78 показывают, что смесительный резервуар получил свой объем раствора 74 гликоля, компьютерный контроллер 25 отключает клапан(ы) 76. На данном этапе выполняют смешивание противообледенительной жидкости для самолетов (ADF) посредством присоединения добавок 85, также при измерении посредством весов 73, которые вводят в содержимое 81 раствора посредством рабочего насоса 84, чтобы довести жидкий раствор до требуемой концентрации, например, 88%. Мешалку 79 приводят в действие посредством включения ее двигателя 80, чтобы перемешивать содержимое 81 раствора гликоля. Пробоотборные клапаны 82 предоставляют возможность отбора проб содержимого 81 после цикла перемешивания, чтобы выполнить испытания, тестирование pH и определение коэффициента преломления, чтобы удостовериться в том, что содержимое 81 может быть сертифицировано в качестве типа I гликоля для устранения обледенения. Клапаны 86 и 87, управляемые посредством компьютерного контроллера 25, направляют конечный отрегулированный сертифицированный раствор в дополнительные резервуары 88, снабженные клапанами 89 для распределения в резервуарный парк 90 в месте расположения, удобном для размещения транспортных средств для устранения обледенения самолетов. Эти транспортные средства функционируют при непрерывном процессе смешивания противообледенительного гликолевого раствора посредством добавления воды, которая может быть регенерирована в данном процессе, в зависимости от температуры наружного воздуха, чтобы регулировать концентрацию гликоля.

В пределах объема данного изобретения находятся любые очевидные модификации описанного предпочтительного варианта осуществления, при условии, что такие модификации находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к способу и системе для переработки для повторного применения отработавшего этиленгликоля или пропиленгликоля, извлеченного из противообледенительных растворов для самолетов. Регенерированный отработавший этиленгликоль или пропиленгликоль содержит воду и другие нежелательные вещества, которые требуется удалить, чтобы получить раствор, не содержащий эти вещества, который может быть дополнительно обработан, чтобы удалить всю содержащуюся воду, и смешан с добавками, требующимися, чтобы сертифицировать конечный раствор гликоля для устранения обледенения самолетов. В способе и системе применяют компьютерный контроллер для непрерывной автоматической порционной обработки отработавшего гликоля, включая, в комбинации, фильтрование, дистилляцию, смешивание и тестирование в определенных последовательностях. Технический результат - улучшенное качество повторно применяемого гликоля чистотой по меньшей мере 99,5% и предпочтительно между 99,6% и 99,9% в отношении концентрации гликоля. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ переработки для повторного применения отработавшего этиленгликоля или пропиленгликоля, извлеченного из противообледенительных растворов для самолетов, содержащих гликоль, воду и другие вещества, чтобы получить по существу первичный гликоль, данный способ включает, в комбинации, следующие стадии:

i) извлечение в сборный резервуар отработавшего гликоля из противообледенительного оборудования аэропортов, чтобы отделить осадки из указанного отработавшего гликоля и предоставить возможность отбора проб посредством прокачивания указанного отработавшего раствора гликоля через плотномер, чтобы определить концентрацию гликоля в указанном отработавшем гликоле,

ii) удаление отработавшего гликоля, имеющего заданную низкую %-ную чистоту, из сборного резервуара, чтобы получить функциональный отработавший гликоль, и закачивание указанного функционального отработавшего гликоля в один или несколько резервуаров для хранения,

iii) фильтрование указанного функционального отработавшего гликоля из указанных одного или нескольких резервуаров для хранения посредством по меньшей мере двух ступеней фильтрования, чтобы по существу удалить все остающиеся твердотельные частицы и указанные другие вещества, с последующей стадией испарения, где указанный функциональный отработавший гликоль нагревают до некоторой температуры, достаточной, чтобы испарить лишь воду, чтобы довести указанный функциональный отработавший гликоль до концентрации гликоля примерно 50% чистого вещества для сохранения в буферном резервуаре,

iv) перемещение порциями указанного гликоля, имеющего концентрацию примерно 50% чистого вещества, в указанный буферный резервуар,

v) перемещение предварительно заданного объема указанного гликоля, имеющего концентрацию примерно 50% чистого вещества, из указанного буферного резервуара в смесительный резервуар для регулирования pH и отбора проб,

vi) отбор проб и регулирование pH указанного гликоля, имеющего концентрацию примерно 50% чистого вещества, в указанном смесительном резервуаре для регулирования pH и отбора проб посредством перемешивания и введения добавки, чтобы отрегулировать pH до заданной величины, и последующее фильтрование угольным фильтром указанного гликоля, имеющего концентрацию примерно 50% чистого вещества, и подачу его в сборный резервуар дистилляционной колонны,

vii) подача заданного объема указанного гликоля, профильтрованного угольным фильтром, имеющего концентрацию примерно 50% чистого вещества, из указанного сборного резервуара дистилляционной колонны в испарительную секцию дистилляционной колонны, функционирующую в условиях вакуума,

viii) нагревание в испарителе указанной дистилляционной колонны указанной порции при заданной температуре, чтобы испарять указанный гликоль, имеющий концентрацию примерно 50% чистого вещества, в непрерывном потоке паров,

ix) определение температуры указанного потока паров в горячей насадочной секции, являющейся секцией вытяжной трубы, расположенной выше указанной испарительной секции, чтобы контролировать фактическую температуру указанного потока пара, и подача сигналов, представляющих его температуру, в компьютерный контроллер,

x) конденсирование и охлаждение указанного потока паров после того, как он выпускается из указанной секции вытяжной трубы, чтобы конденсировать указанный поток паров и охлаждать его до конденсированной жидкости,

xi) контролирование в непрерывном режиме посредством указанного компьютерного контроллера (a) указанных сигналов о температуре, чтобы соотносить их с температурой испарения воды и гликоля, и (b) сигналов о концентрации гликоля, формируемых рефрактометром, размещенным в трубопроводе, через который протекает указанная конденсированная жидкость, для извлечения из указанной конденсированной жидкости, в отдельные резервуары и посредством функционирования клапанов воды, воды, смешанной с гликолем ниже концентрации 99,5% чистого вещества, и по существу первичный гликоль, имеющий концентрацию более чем 99,5% чистого вещества, и с чистотой в интервале от 99,6% до 99,9%,

xii) направление указанного по существу первичного гликоля от соответствующего резервуара для дополнительного тестирования и сертификации его чистоты и сохранение его в сертифицированных сборных резервуарах для применения посредством транспортных средств для устранения обледенения самолетов, и направление указанной воды от соответствующего резервуара в резервуар для хранения, служащий для размещения или повторного применения, и направление указанной воды, смешанной с гликолем, имеющей концентрацию гликоля менее чем 99,5% чистого вещества, в сборный резервуар, подающий ее в указанный испаритель, и

xiii) тестирование качества указанного по существу первичного гликоля, имеющего концентрацию более чем 99,5% чистого вещества и с чистотой в интервале от 99,6% до 99,9%, чтобы сертифицировать его и хранить в сертифицированных сборных резервуарах для применения посредством транспортных средств для устранения обледенения самолетов.

2. Способ по п. 1, где после стадии (xii) сертификации его чистоты и сохранения в сертифицированных сборных резервуарах на стадии (xii) предоставлена дополнительная стадия смешивания указанного сертифицированного раствора гликоля с концентрацией от примерно 99,6% до 99,9% чистого вещества в смесительном резервуаре, где добавки смешивают с указанным сертифицированным по существу первичным гликолем, указанный смесительный резервуар снабжен уровневыми клапанами, чтобы предоставлять возможность тестирования pH, прозрачности, содержания сухих веществ в градусах Брикса и коэффициента преломления указанного по существу первичного гликоля для устранения обледенения на разных уровнях указанного смесительного резервуара, объем указанного по существу первичного гликоля в указанном смесительном резервуаре определяют посредством весов.

3. Способ по п. 1, где на стадии (xi) указанную отделенную воду, смешанную с гликолем ниже концентрации 99,5% чистого вещества и собранную в связанных резервуарах, возвращают в сборный резервуар указанной дистилляционной колонны, чтобы быть повторно введенной в указанную дистилляционную колонну для дополнительного испарения, указанная стадия (vii) дополнительно содержит подачу указанного заданного объема гликоля, профильтрованного угольным фильтром, с указанной концентрацией в указанный сборный резервуар указанной дистилляционной колонны.

4. Способ по п. 1, где на указанной стадии фильтрования (iii) одна из указанных по меньшей мере двух ступеней фильтрования содержит рукавный фильтр размером 5 микрон, который подает отфильтрованный раствор гликоля в расходный резервуар, и где указанный отфильтрованный раствор гликоля из указанного расходного резервуара закачивают в непрерывный контур и пропускают через керамический фильтр 0,5 микрона, указанный функциональный отработавший гликоль фильтруют в указанном непрерывном контуре, чтобы получить требуемый профильтрованный отработавший гликоль, не содержащий вещества с размером частиц более 0,5 микрон, и указанный отработавший гликоль, подвергнутый ультрафильтрации, подают в дополнительный сборный резервуар, который подает указанный профильтрованный отработавший гликоль в один или несколько испарителей.

5. Способ по п. 4, где указанный дополнительный сборный резервуар снабжают средством определения уровня, чтобы предоставлять сигналы о величине уровня в указанный компьютерный контроллер, который управляет функционированием указанного непрерывного фильтрующего контура, указанные испарители функционируют в непрерывном режиме и имеют средства определения уровня, чтобы предоставлять возможность указанному компьютерному контроллеру распределять профильтрованный отработавший раствор гликоля для них, чтобы поддерживать заданный объем указанного профильтрованного отработавшего раствора гликоля в указанных одном или нескольких испарителях, указанный испаритель снабжают двумя электрическими резистивными нагревательными элементами, соединенными для независимого функционирования переключателем, управляемым указанным компьютерным контроллером, чтобы обеспечивать непрерывное функционирование указанного испарителя в случае отказа одного из указанных резистивных нагревательных элементов, плотномер связан с каждым из указанных одним или несколькими испарителями, чтобы определять концентрацию гликоля в заданной зоне указанных испарителей и подавать сигналы, представляющие величины концентрации гликоля, в указанный компьютерный контроллер для приведения в действие клапанов, для выпуска отработавшего раствора гликоля, имеющего концентрацию 50% из нижней области указанных одного или нескольких испарителей в указанный буферный резервуар и перекрывания указанного клапана, когда указанные сигналы, представляющие величины концентрации гликоля, ниже 50%-ной концентрации гликоля.

6. Способ по п. 1, где указанный гликоль с концентрацией примерно 50% чистого вещества, сохраненный в указанном буферном резервуаре подвергают предварительной обработке, как определено стадией (iv) посредством добавления NaOH (гидроксида натрия) в указанный резервуар с мешалкой, в соответствии с необходимостью, чтобы отрегулировать pH до указанной заданной величины, указанная заданная величина составляет примерно 7,8 на шкале pH, и дополнительно, где указанное фильтрование угольным фильтром на стадии (vii) удаляет цвет и запахи из гликоля указанной концентрации перед его подачей в сборный резервуар указанной дистилляционной колонны, где контрольный уровень концентрации указанного предварительно обработанного гликоля 50% поддерживают для порции, подаваемой в испарительную секцию указанной дистилляционной колонны.

7. Способ по п. 1, где указанная испарительная секция указанной дистилляционной колонны имеет нагревательный змеевик, в котором циркулирует горячий пар из бойлера, чтобы испарять в указанном потоке паров указанную заданную порцию гликоля концентрацией 50% чистого вещества, вакуумный насос соединен с указанной дистилляционной колонной ниже по течению потока от указанной испарительной секции, указанная горячая насадочная секция имеет множество насадок из нержавеющей стали, которые нагреваются вдоль указанной секции вытяжной трубы посредством указанного потока паров, и где после указанной стадии (viii) и перед указанной стадией (ix) предоставляют дополнительную стадию подачи указанной конденсированной жидкости в охладитель, чтобы выполнять полную конденсацию.

8. Система для переработки для повторного применения отработавшего этиленгликоля или пропиленгликоля, извлеченного из противообледенительных растворов для самолетов, содержащих гликоль, воду и другие вещества, чтобы получить по существу первичный гликоль, указанная система содержит, в комбинации, подземное средство сбора для извлечения отработавшего гликоля от предангарной бетонированной площадки для устранения обледенения самолетов, сборный резервуар, включающий камеры для отделения осадков из указанного отработавшего гликоля и предоставления возможности отбора проб посредством прокачивания указанного отработавшего раствора гликоля через плотномер, чтобы определять концентрацию гликоля в указанном отработавшем гликоле, чтобы удалять отработавший гликоль, имеющий заданную низкую %-ную чистоту, из указанного средства сбора, один или несколько расходных резервуаров также предоставлены для хранения отработавшего гликоля, имеющего концентрацию гликоля выше указанной заданной низкой %-ной чистоты, фильтрующее средство также предоставлено, чтобы фильтровать отработавший гликоль из одного или нескольких расходных резервуаров, чтобы удалять по существу твердотельные частицы из указанного отработавшего гликоля, указанное фильтрующее средство имеет по меньшей мере две ступени фильтрования, одна из которых является контуром для ультратонкой фильтрации, один или несколько испарителей, чтобы испарять воду из указанного отработавшего гликоля, чтобы получить отработавший гликоль, имеющий концентрацию гликоля примерно 50%, который затем перемещают порциями в буферный резервуар и сохраняют в нем, смесительный резервуар для регулирования pH и отбора проб предоставлен, чтобы регулировать pH порции отработавшего гликоля, содержащей гликоль, имеющий концентрацию примерно 50% чистого вещества, до требуемой величины pH, которую затем фильтруют угольным фильтром и подают в сборный резервуар дистилляционной колонны, чтобы накапливать заданный объем отработавшего гликоля, имеющего концентрацию примерно 50% чистого вещества, и подавать порцию отработавшего гликоля в испарительную секцию дистилляционной колонны, которая функционирует в условиях вакуума, верхняя секция вытяжной трубы снабжена насадками из нержавеющей стали, чтобы поддерживать нагревание выше температур конденсации испаренной жидкости из указанной нижней испарительной секции, датчики температуры для контроля температуры указанной секции вытяжной трубы, снабженной указанными насадками, чтобы подавать сигналы об измеренной температуре, представляющие температуру потока паров, проходящего через указанные насадки, в компьютерный контроллер, указанная испарительная секция испаряет отработавший гликоль, чтобы создавать указанный поток паров, где пары проходят через секцию вытяжной трубы и в змеевиковый конденсатор ниже по течению потока от указанной секции вытяжной трубы, чтобы получить конденсированную жидкость из указанного потока паров, которую пропускают через охлаждающий узел; средство для измерения чистоты гликоля, соединенное с выпускной трубой указанного охлаждающего узла, чтобы измерять в непрерывном режиме концентрацию гликоля в конденсированной жидкости и подавать сигналы о концентрации гликоля, представляющие % чистого вещества указанной конденсированной жидкости, в указанный компьютерный контроллер, чтобы коррелировать их с указанными поданными сигналами температуры от указанных датчиков температуры для определения соответствующего времени функционирования трех клапанов, установленных на указанной выпускной трубе, каждый из указанных клапанов имеет соединение посредством трубопровода с соответствующим одним из трех резервуаров, посредством чего функционирование указанных клапанов отделяет в связанный один из указанных трех резервуаров воду, воду, смешанную с гликолем, имеющую концентрацию гликоля менее чем 99,5% чистого вещества, и по существу первичный гликоль, имеющий концентрацию гликоля более чем 99,5% чистого вещества, как определено указанным средством для измерения чистоты гликоля, указанную воду в одном из указанных трех резервуаров направляют в резервуар для хранения для размещения или повторного применения, указанную воду, смешанную с гликолем, имеющую концентрацию гликоля менее чем 99,5% чистого вещества в другом из указанных трех резервуаров, возвращают в указанный сборный резервуар дистилляционной колонны, подавая в указанную испарительную секцию указанной дистилляционной колонны, указанный по существу первичный гликоль, имеющий концентрацию гликоля более чем 99,5% чистого вещества и с чистотой в интервале от 99,6% до 99,9%, в другом из указанных трех резервуаров направляют в указанные сборные резервуары для сертифицированного гликоля, и средство для тестирования качества, чтобы сертифицировать и хранить указанный по существу первичный гликоль в сертифицированных сборных резервуарах для применения посредством транспортных средств для устранения обледенения самолетов.

9. Система по п. 8, где указанное средство для удаления отработавшего гликоля, имеющего заданную низкую %-ную чистоту, образовано переливным трубопроводом в верхней части указанного средства сбора, и насосом, приспособленным для перекачивания отработавшего гликоля из заданной области указанного средства сбора в плотномер, чтобы подавать сигналы о концентрации отработавшего гликоля в компьютерный контроллер, который определяет, требуется ли выпускать отработавший гликоль в указанный переливной трубопровод, или же отработавший гликоль, имеющий концентрацию по меньшей мере 5%, должен быть перемещен в указанные один или несколько расходных резервуаров, указанное фильтрующее средство включает первую фильтрующую ступень, чтобы получить порцию отработавшего гликоля, профильтрованную на первой ступени для сбора в расходном резервуаре, и вторую ступень ультратонкой фильтрации, закрепленную в контуре, через который профильтрованный отработавший гликоль из указанного расходного резервуара циркулирует непрерывным образом, чтобы извлекать отработавший гликоль, подвергнутый тонкой фильтрации, для подачи в сборный резервуар испарителя, и где указанная вторая ступень ультратонкой фильтрации включает ультратонкий керамический фильтр, через который порция отработавшего гликоля, профильтрованная на указанной первой ступени, из указанного сборного резервуара пропускается для удаления дополнительных твердотельных частиц и других веществ размером более 0,5 микрон.

10. Система по п. 8, где указанный по существу первичный гликоль, имеющий концентрацию гликоля более чем 99,5% чистого вещества, в указанных сборных резервуарах для сертифицированного гликоля дополнительно перемещается в смесительный резервуар до тех пор, пока не достигнут заданный объем для приема финишных добавок, чтобы получить гликоль типа I для устранения обледенения наивысшего качества.

11. Система по п. 10, где указанный смесительный резервуар для регулирования pH и отбора проб снабжен пробоотборными клапанами для отбора проб раствора, чтобы тестировать pH указанного отработавшего гликоля, имеющего концентрацию примерно 50% чистого вещества, и дополнительным резервуаром, соединенным с указанным смесительным резервуаром для регулирования pH и отбора проб, чтобы вводить добавки, для получения требуемой величины pH для указанного отработавшего гликоля, имеющего концентрацию гликоля примерно 50% чистого вещества, перед перемещением указанного отработавшего гликоля, имеющего концентрацию гликоля примерно 50% чистого вещества, в сборный резервуар дистилляционной колонны, чтобы подавать порции указанного отработавшего гликоля, имеющего концентрацию гликоля примерно 50% чистого вещества, в указанную испарительную секцию указанной дистилляционной колонны.

12. Система по п. 8, где указанное измерительное средство для контроля процентной концентрации гликоля является рефрактометром, чтобы измерять показатель преломления гликоля в указанной конденсированной жидкости, указанный рефрактометр предоставляет сигналы о величине показателя преломления в указанный компьютерный контроллер.

13. Система по п. 13, где клапаны автоматически управляются указанным компьютерным контроллером на основании полученных сигналов о величине показателя от указанного рефрактометра, посредством чего указанные клапаны функционируют, чтобы направлять указанную конденсированную жидкость в указанные связанные резервуары.

14. Система по п. 8, где предоставлены средство для тестирования качества, являющееся сборным резервуаром с тестированием качества, чтобы предоставлять тестирование качества для сертификации указанного по существу первичного гликоля, и смесительный резервуар для добавления дополнительных добавок к указанному сертифицированному по существу первичному гликолю для хранения в резервуарах, готовым для применения транспортными средствами, приспособленными для смешивания конечного противообледенительного гликолевого раствора для самолетов в зависимости от климатических факторов.