用于分离含有固体物质的不可混溶的液体/液体混合物的方法和装置制造方法及图纸

一种用于分离固相／液相／液相混合物的相的净化装置，包括： 至少一个筒形过滤元件，它包括一种用于除去所述固相／液相／液相混合物中的固体材料的过滤介质，该过滤介质的泡点至少约为２００英寸水；和 至少一个位于所述过滤元件下游的聚结元件，用于将固相／液相／液相混合物的第一液相聚结成液滴，该第一液体完全或部分不混溶于所述固相／液相／液相混合物的第二连续相形成的液体，并与之形成一种不连续相。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于分离固体/液体混合物的单一相的方法，所述混合物包括第一和第二不可混溶液体，以及分散于所述至少一种液体中的固体物质。更具体地讲，本专利技术涉及从一种连续液相中除去粒度小到0.5μm的固体以及少量不混溶的液体的方法，还涉及用于该方法的过滤/凝聚/分离系统。很多工业工艺和装置，以及家用装置都涉及将液相同另一种相分开。在某些场合，当水相以微量存在时，可以用化学方法将水从其它成分中除去。不过，所述用于除去水分的方法要求更换和/或再生用于该方法的试剂。所采用的试剂和所产生的产物通常会造成与操作和处理相关的问题。由于上述方法存在成本高的问题，而且在某些场合还不方便，对于从其它相中除去少量液相来说，用物理方法和装置优于化学方法。凝聚悬浮于另一种相中的不混溶液体的方法和通常被称作“聚结器”的聚结装置，可广泛用于从诸如气溶胶的气相和一种液体在另一液体中形成的悬浮液中除去液体。当被除去液体的体积小于从其中除去该液体的相的体积时，上述方法特别有效。通常，用于从一种气体中除去液体气溶胶的装置不如用于分离两种液相的装置复杂，所述液相中的第一种液相不混溶于且悬浮于第二液相中。通常的情况大致如此，因为与液体/液体悬浮液相比，空气/液体悬浮液的重力效应更明显，而表面能、表面张力或界面张力不太明显。可将聚结器用于从被称为“连续相”或“悬浮中相”的第二液相中除去所悬浮的被称为“不连续相”或“悬浮相”的微量第一液相的应用范围相当宽。例如，聚结器常被应用于从石油基燃料，包括汽油、柴油和诸如煤油的航空燃料中除去或分离少量水分，从清洗液中除去水分；从冷却剂和部件清洗剂中分离油；从天然水体中除去油性污染物；分离用于萃取工艺中的不可混溶的溶液系统等。除了需要分离液相之外，很多场合还需要从不混溶的液体混合物中分离固相材料，即固体，如颗粒材料和胶体材料。一种常见的例子是用于上述石油基燃料的纯化。上述燃料被储存于室外储罐中，该储罐会受到腐蚀和渗漏以及定期的清洗。水会因为外部渗露和残留的用于清洗储罐的残余含水液体而聚集在储罐中。而且，输入储罐中的燃料本身也可能含有水分。储罐中水分的存在还会进一步促进腐蚀。这种腐蚀作用会导致从罐壁上释出金属氧化物小颗粒(主要为氧化铁)，这些颗粒随后悬浮在连续的燃料相和/或不连续的水相中。还可能存在其它固体，例如，漆屑或杂质颗粒，其中的一些颗粒还可能悬浮于燃料相和水相中的一种或同时悬浮于二者中。如果所述燃料被用于诸如汽油、柴油或喷气式发动机的内燃机中，所述固体会损坏被加工成高度耐磨的各种金属部件。小到0.5μm的固体就能损坏引擎部件。因此，在这种场合必须有效地清除固体。一般，本领域的常见做法是在聚结并分离不可混溶的混合物之后，经合适的过滤介质过滤除去颗粒材料。以前用于该目的过滤介质的泡点约为60英寸水。泡点试验是对空隙度的测定，其中，将过滤介质悬浮于液体浴(通常为变性的乙醇)中，并以增压向过滤介质的一侧施加空气。当过滤介质的另一侧出现第一个气泡的压力被称为泡点，并以水的英寸数表示。过去，对于多种石油基燃料来说，这种过滤介质能满足除去粒度为0.5μm或更小的颗粒材料的要求。不过，在很多现有应用中，这种过滤介质不能充分除去固体。特别是，一些最近开发出的石油基燃料在有水时不能够简单地进行合适的过滤。用以前采用的过滤介质过滤这种燃料只能部分清除粒度低至0.5μm的颗粒。而这种介质以前能成功地从其它表面上类似的燃料中清除相同大小的颗粒。现有技术中未对这种现象进行解释。已知某些燃料添加剂具有表面活性或表面活性剂作用，但迄今尚未证实表面活性剂作用与极小的颗粒材料的不适当过滤作用之间的关系。例如，已知表面活性剂能降低通常存在于水相中的颗粒材料的附聚作用。不过，这种现象似乎与据信不会发生明显附图作用的场合、甚至缺乏表面活性剂的场合无关。对于许多石油基燃料的应用来说这是事实。检查未经过滤的燃料通常会发现很多小到0.5μm的不可分的颗粒，甚至在经泡点为60英寸水的介质不充分地过滤中的燃料中也能发现这种颗粒。在将未过滤的燃料泵入和泵出储罐和泵入滤器时所遇到的湍流和剪切力可以部分决定破坏可能出现的任何附聚作用。在任何场合，现有技术均未能对以下现象提供解决方案或令人满意的解释在所试验的所有燃料类型具有类似的粒度的颗粒材料的条件下，为何同一过滤介质能过滤某些燃料而不能过滤另一些燃料。因此，本领域中需要一种能够过滤小到约0.5μm的颗粒材料并从燃料组成不限的任何燃料中凝聚并分离出一种不混溶的液体的纯化系统。本专利技术所提供的用于分离固相/液相/液相混合物的诸相的净化装置包括至少一个圆柱状过滤元件，该元件包括一种用于从所述固相/液相/液相混合物中除去固体材料的过滤介质，该过滤介质的泡点至少约200英寸水，还包括至少一个位于所述过滤元件下游的聚结元件，用于把所述固相/液相/液相混合物的第一液体聚结成滴，该第一液体完全成部分不混溶于所述固相/液相/液相混合物的第二连续相形成的液体，并与之形成一种不连续相。本专利技术还提供了一种能够将一种固相/液相/液相混合物分离成单一相的净化系统，所述混合物含有第一液体、第二液体和分散于所述第一和第二液体中至少一者中的固体材料，所述第一液体完全或部分不混溶于所述第二连续相形成液体，并与之形成一种不连续相，该系统包括一个壳体，一个位于所述壳体里的液体入口，一个位于所述壳体里的第一液体出口，一个位于所述壳体里的第二液体出口，位于所述壳体里用于将所述第一液体聚结成滴的至少一个聚结元件，以及至少一个位于所述外壳中用于从所述第一和第二液体中除去固体的至少一个过滤元件，该过滤元件包括一种过滤介质，而所述过滤介质的泡点至少约为200英寸水，其中，所述过滤元件位于聚结元件流动途径的上游。本专利技术还提供了一种将固相/液相/液相混合物分离成单一相的方法，包括让该混合物通过包括一种泡点至少约为200英寸水的过滤介质的至少一种过滤元件，以便从所述固相/液相/液相混合物中除去固体材料，然后让所得到的液体混合物通过一个聚结元件，以便将所述第一液体聚结成滴，所得到的液体混合物中的固体材料已被除去，而且，其中一种第一液体完全或部分不混溶于一种第二连续相形成的液体，并与之形成一种不连续相。本专利技术还提供了一种用于将固相/液相/液相混合物分离成单一相的方法，所述固相/液相/液相混合物包括水、石油基液体、添加剂和分散于所述水和石油基液体中的至少一种里的固体材料，所述水完全或部分不混溶于所述石油基的连续相形成的液体，并与之形成不连续相，该方法包括以下步骤让所述混合物通过包括一种泡点至少约为200英寸水的过滤介质的过滤元件，将过滤的混合物送至一个聚结元件，以便将所述水聚结成滴，并将聚结水与石油基液体的混合物送至一个分离元件，以便把聚结水与石油基液体分离。用于实现本专利技术上述方面的装置、系统和方法能克服在某些场合下，特别是在选择的石油基或烃基燃料方面分离固体的问题。本专利技术部分源于以下意外发现泡点极多的过滤介质，其泡点至少约为200英寸水，优选至少约为250英寸水，更好至少为300英寸水，至少约为400英寸水最好，能够滤除粒度小到约0.5μm，甚至更小的小固体，这种颗粒迄今为止不能用较低泡点的过滤介质滤除。这一发现是出人预料的，因为以前所采用的泡点较低的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：K·M·威廉森，S·A·怀内，小R·C·斯托耶尔，
申请(专利权)人：帕尔公司，
类型：发明
国别省市：