分离不可混溶的液体混合物中各组分的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及分离不可混溶液体，尤其是水或盐水和油的混合物（１１）中两组分的装置（１），其中包括设有混合物（１１）入口（４）和分离组分出口（５，６）及由松散填充纤维物料（８）构成并位于入口（４）和分离水出口（５）之间的过滤器（７）的空心体（２），该过滤器（７）用清洁水浸没时仅让混合物（１１）中的水组分通过，而油组分被阻止。本发明专利技术还涉及用上述装置进行的不可混溶液体混合物中各组分的分离方法。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】各方面的专家已考察了分离分散在水溶液中的油状或烃物质(以下简称“油”)，即从含分散油相的水相完全分离不可溶油相的问题并且到目前为止已提出和应用了不同的工艺。在该分离过程中，要想将分离后的水中油残留量降到尽可能低的水平，难度就会明显加大，这种难度的加大就会增加操作费用。目前所采用的已知工艺例如包括活性物质(如活性炭)吸收，蒸馏，经密集叶片倾析，超滤和离心分离。所有上述工艺均有某些不便之处，这大大限制了其可行性，在用必须将残留油清除并达到尽可能低水平的大量水操作时尤其是如此。例如，重力分离法就因水相和油相间的密度差不够而受到限制，尤其是在处理极细乳液时是如此;热分离法能耗大，不能大规模应用，如不能用于从地面水中分离油;而膜分离技术又具有产量低的缺陷并且有结垢的问题。目前众所周知，大量油污染的地面水须处理才能满足适当的环境条件，因为油的存在对环境，水生物和通用水源有害。因此，目前的改进技术并不能满足要求，因为不能比较经济地大规模从水中分离油。本专利技术的主要目的是提出上述技术问题的解决方案。因此，本专利技术提供一种分离至少部分不可混溶的液体混合物中两组分的装置，其特征在于该装置由设有混合物入口，分别排出混合物中分离后的重/轻质组分的第一出口和第二出口以及完全浸入混合物的组分之一(直到从中排出所有空气)的过滤器的空心体构成，其中过滤器位于入口和其浸渍组分出口之间。液体之一优选为水或类似于水或易与水混合的液体并且至少另一种液体为油状液，而过滤器由亲水物料构成。本专利技术还提出在设有混合物入口和分离组分出口的分离室中进行的至少部分不可混溶液体混合物中两组分分离方法，其特征在于其中包括以下初步间歇步骤a)将位于入口和所述出口之一之间的过滤器浸入到所述混合物的组分之一中，直到完全排除过滤器中存在的任何空气并使其过滤床层完全浸没;以及后续连续步骤b)在预定静水压头下让混合物通过上述浸没和脱气的过滤器;c)从过滤器面对入口一侧的相反一侧的出口回收分离组分之一，更具体地讲回收浸渍步骤a)中所用组分;和d)从过滤器与入口相同一侧面对的出口回收另一分离组分。从以下参见附图进行的详细说明中可更清楚地看出本专利技术的其它特征和优点，附图说明图1为本专利技术装置的优选实施方案的横截面图。如图所示，装置1由静止空心体2构成，该中心体中设有分离室3，其中装有待分离混合物11的侧面入口4以及分别排出混合物11分离后的重质(水)和轻质(油)组分的下部出口5和上部横向出口6。为了提高装置1的效率并使其构造更为经济，空心体2优选为如图所示的长筒形，其横截面为环形或矩形。分离室3由过滤器7分成上部室3a和下部室3b，过滤器封接在位于入口4和下部出口5之间的空心体2的壁上。过滤器7按任何合适的方法如用法兰固定在空心体2的壁上，从而防止过滤器7的横向表面和空心体2的壁之间出现任何形式的沟流通道。该过滤器7由亲水物质8，优选由装在一对金属丝网或塑料网9或由任何可将过滤材料8保持到位并让液体通过的其它装置之间的短纤维组成。网9的孔应足够小以使亲水物料8不致于流失并且应足够大以使水以所需流速通过。支撑网9的过滤器7的机械结构按已知方式制成，该结构必须能够承受由正常过滤物流以及过滤器7最初试压和必要时清洗所需水反向流所确定的水压应力，同时又不要使其中所含亲水物料8受损害或使其堆积起来并导致分布不均。本专利技术人已发现亲水物料8应为细粒状态，其单个粒子的尺寸之一应大于另两个尺寸。该亲水物料8在过滤器7中应成层或以其它随意的方式位于过滤器7中，并且在浸入水中时宜于形成在过滤器7应用期间使水流通的几乎连续细微通道系统。根据本专利技术，适宜于构成过滤器7的床层的亲水物料8优选由短段的天然纤维(如棉，毛，亚麻等)组成，该短纤维段下称“纤丝”，可单独应用或与其它天然或合成的含极性基团的亲水性纤维混合应用。更具体地讲，为此所用的物料可由纺丝废料或在纺丝过程中作为废料或纺丝屑得到的纤维“束”组成。本专利技术的重要特征是亲水物料8由预定尺寸的纤丝制成。该纤丝的尺寸不应太小，否则就会使亲水物料纤维床层堆积并因此大为降低经过过滤器7的额定水流速。另一方面，该纤丝的尺寸又不要太大，因为这样会形成沟流并因此降低过滤器7的效率。纤丝直径优选应为10-3000μm，长应为2-50mm。由于物料8应亲水，所以植物纤维如棉，亚麻和大麻等纤维以及某些动物纤维如羊毛等最宜于用在本专利技术之中。合成纤维可用由具有足够极性的树脂如丙烯酸，聚酰胺，纤维素如聚氨酯树脂制成的纤维。构成过滤器7的亲水物料8的层厚为例如约1-10cm(优选2-5cm)。为了在高流速下达到有效分离，纤丝层优选应很软，换句话说纤丝应松散填充，其中使单一的纤丝仅简单地相互接触，也就是说不经任何压制。因此，填充过滤器7中的孔隙比例(定义为过滤器中的孔隙体积与该过滤器的总体积之比)优选应达到5-80%。为了避免过量填充过滤器床层，天然纤丝(如棉纤丝)优选应与丙烯酸或合成纤丝混合，这后一纤丝在与水接触时不会发生机械变化，因此可构成天然纤丝的防堆积剂。所加合成纤丝也可为纤维“束”。作为所述混合物的一种替代方案，也可用天然纤丝层与合成纤丝层交替形成过滤器7。采用无纺布工艺亦可得到过滤床层。本专利技术亲水物料8的其它重要优点是在不同工作环境中具有抗化学腐蚀性并且可采用无污染方法如通过堆肥(composting)技术进行循环。亲水物料8的纤丝可以其天然状态应用，如以其作为纺丝废料得到的状态应用，但更为方便的是也可进行预处理，以便获得更为高质量的过滤床层，当然首要的是达到更高的均匀性。第一步预处理是用表面活性剂进行洗涤步骤后用5-10%过氧化氢于30-40℃进行光氧化，这意味着使纤丝表面活化，从而达到更高的亲水性，其中洗涤步骤是为了去除纤丝上粘附的油脂和浆料。然后进行“水梳理”操作以使纤丝软化和光滑，接着进行干燥操作，最后在Lodige型犁铧混合器中进行混合，从而按本专利技术要求使各种纤丝之间达到均匀混合。根据本专利技术的分离方法，上述装置1按如下所述应用。首先，从下部出口5引入清洁水，直到过滤器7用水浸没并充满亲水物料8的纤丝之间的所有空间和在这样浸没的过滤器7之上形成水层。用清洁水对过滤器7的浸渍持续到过滤器7中存在的所有空气均被排除并且各纤丝均溶胀为止。本专利技术分离方法的这一初始步骤就装置1有效地分离水/油混合物11而言是极其重要的，须准确进行。事实上，根据本专利技术，浸渍水应基本上占有三个不同的位置，即水被吸收进入纤丝内;水粘附在纤丝表面上以及水在纤丝之间连成桥，从而形成亲水屏障。根据对极有效地操作本专利技术装置的似乎合理的解释(当然，这种解释仅为举例，决不能认为是对本专利技术的限制)，过滤器的特殊性质及其进行分离操作前的完全浸渍事实上可在其表面上形成水分子叠层，相互间和与亲水物料8的结合极牢。该水叠层也可构成待分离混合物11中所含油滴不能穿透的亲水屏障。事实上，水分子又可通过该屏障，而油滴不能通过。然后，经入口4向装置1中引入待分离混合物11，如水(图中短线)和油(图中圆圈)。为此，可将入口4插入空心体2，其中管端伸入面朝上的锥形扩散器10中，从而阻止任何涡流到达过滤器7的表面，因为这可能阻碍适当形成上面所述水叠层。事实上，由于这种结构，过滤器上部分的待处理混合物11物流为层流，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
分离至少部分不可混溶的液体混合物（１１）中两组分的装置，其中包括设有混合物（１１）入口（４），分别排出分开的混合物（１１）重质和轻质组分的第一出口（５）和第二出口（６）的空心体（２）以及出口（５，６）之间设置的过滤器（７），其特征在于该 过滤器（７）用混合物中的组分之一完全并持续浸没以使其中不存在任何空气并且位于入口（４）和浸渍组分出口之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：A托里尼，
申请(专利权)人：伊塔尔特雷科有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]