Brevet FR2028751A1 — publié le 19701016

Les ouves qui reçoivent des mélanges d'eau contenant du noir de carbone et d'huile de naphte utilisée pour extraire le noir de carbone de l'eau provoquent la formation d'émulsions entre l'eau, le naphte et le noir de carbone. Des problèmes analogues 5 se sont révélés très gênants pour l'obtention d'une bonne séparation, entre la phase huileuse et la phase aqueuse» Il était de pratique habituelle de monter dans ces cuves une construction en queue de poisson comprenant un prolongement de la tubulure d'entrée qui était jusqu'à présent centré sur l'axe 10 du fond de la cuve à l'extrémité d'entrée de cette cuve et qui se prolongeait à l'intérieur de la cuve sur une distance d'environ 800 mm. L'emplacement de cette queue de poisson était sensiblement centré sur l'axe longitudinal du cylindre de façon à débiter un courant de liquide plat et de faible hauteur, ayant une largeur 15 d'environ 600 mm, pour une largeur totale de cylindre d'environ 1500 mm. L'effet de cette construction en queue de poisson est de donner un courant d'alimentation qui progresse suivant l'axe du cylindre, indépendamment de la position de l'interface entre l'huile de naphte et l'eau, et de créer une turbulence dans la couche 20 d'émulsion éventuellement formée. L'expérience antérieure a montré que la séparation des phases et l'élimination de la formation d'une émulsion étaient difficiles si non impossibles à obtenir. Le but principal de l'invention est donc de réaliser un distributeur d'alimentation qui élimine ces inconvénients. 25 Une forme de réalisation donnée ci-après à titre d'exem ple pour montrer les caractéristiques et avantages de l'invention, est constituée par un distributeur destiné à être utilisé dans une cuve de décantation cylindrique à axe horizontal. Le distributeur, qui est placé dans le fond bombé d'extrémité ou élément équivalent 30 du décanteur comprend une chicane verticale, transversale de l'entrée et qui s'étend au-dessus du niveau de l'entrée en direction de la face interne du fond et au-dessous de ce niveau sur une distance convenable et une chicane horizontale qui est située au-dessous du niveau de l'entrée et qui revient en arrière en direction de la 35 face interne du fond. Les chicanes sont percées d'ouvertures pour permettre au liquide de s'écouler à basse vitesse en partant de l'entrée et à travers les chieanes, dans le sens de la longueur du décanteur. Le bord de la chicane horizontale est de préférence fixé 69 37883 2 2028751 ait bas de la chicane verticale. Les oh.iean.es présentent d'étroites ouvertures de passage le long de la face interne du fond et la chicane verticale est percée de fentes radiales. La description qui va suivre, en référence au dessin 5 annexé, donné surtout à titré d*exemple, fera mieux comprendre comment l,invention peut être réalisée» ■* Sur le dessin annexé i - la figure 1, est une vue en élévation d'un décanteur, dont certaines parties sont supposées arrachées et représentées en 10 coupe pour montrer le distributeur suivant l'invention, et - la figure 2 est une vue en coupe transversale du décanteur, suivant la ligne 2-2 de la figure 1 et supposée prise en regardant dans le sens des flèches. Sur la figure 1 on a représenté un décanteur 10 suivant 15 l'invention qui comprend un fond bombé 12 muni d'une entrée 14* Dans ce fond 12 est monté un distributeur 15 qui comprend une chicane verticale 16, transversale à l'entrée 14 et espacée de cette dernière. La chicane 16 est dirigée vers le haut, vers la face interne du fond 12, avec une forme qui correspond à la forme de ce 20 fond mais en laissant subsister entre elle et ce fond un intervalle ou passage étroit 18, de largeur unifoime, par exemple de 1 mm, pour laisser passer au-delà de la chicane la matière constituant la phase légère, par exemple l'huile de naphte. Le distributeur 15 comprend également une chicane hori-25 zontale 20 montée dans le fond 12 et située à une certaine distance au-dessous de l'entrée 14, cette distance étant environ égale au diamètre de cette entrée. La chicane 20 s'étend en direction de l'intérieur du fond 12, en épousant la forme de ce fond mais en laissant subsister entre elle et la surface de ce fond un étroit in-30 tervalle ou passage 22 qui est de largeur supérieure à celle du passage supérieur 18, par exemple de 2 mm, pour laisser passer au-delà de la chicane la matière de la phase lourde qui est par exemple l'eau. Le bord interne de la chicane horizontale 20 est de préférence fixé par exemple par une soudure 24, à la partie inférieure 35 de la chicane verticale 16. ' La chicané verticale 16 est percée d'ouvertures qui, comme l'intervalle 18, permettent au liquide de s'écouler à faible vitesse en venant de l'entrée 14 et au-delà de la chicane 16 sur 69 37883 3 2028751 la majeure partie de la longueur du décanteur 10. Ces ouvertures sont de préférence constituées par des fentes radiales 26 et 27» comme représenté sur la figure 2. Pour faciliter le montage, la chicane verticale est 5 composée d'une partie supérieure et d'une partie inférieure qui sont assemblées par des boulons 28 et la partie inférieure 17 est boulonnée à une ferrure porteuse 30 qui est elle-même fixée au fond 12, de préférence à l'intérieur de l'entrée 14. la partie supérieure est fixée au fond 12 par des ferrures 32. La chicane horizontale 20 10 est portée par des ferrures 34 qui sont également fixées à la face interne du fond 12. Bans la forme de réalisation de l'invention qui est représentée sur le dessin, le décanteur 10 est muni d'une sortie supérieure 36 qui laisse s'échapper les matières de la phase légère 15 et d'une sortie inférieure 38 pour les matières de la phase lourde. On notera tout d'abord, que, dans le fonctionnement, le courant d'entrée d'alimentation mixte vient frapper une partie pleine 18 de la chicane verticale 16 qui interrompt le mouvement vers l'avant, suivant l'axe longitudinal du cylindre et infléchit 20 la direction de l'écoulement d'au moins 90°, en éliminant ainsi tout effet de jet dans le cylindre. Par exemple, la chicane verticale 16, munie de la partie pleine 17, peut être placée à environ 150 mm de l'extrémité de la tubulure d'entrée 14» ou à une distance du fond 12 à peu près égale à deux diamètres de la tubulure. Par comparai— 25 son avec la technique antérieure consistant à utiliser des distributeurs en queue de poisson qui se prolongeaient vers l'intérieur jusqu'à environ 800 mm du fond d'entrée, la nouvelle position du distributeur suivant l'invention économise la différence, soit environ 650 mm de la longueur effective dît décanteur. 30 II subsiste un volume raisonnable en arrière de l'en semble du distributeur, ce qui ralentit toutes les composantes de la vitesse du liquide et permet à toute la matière de la phase lourde, par exemple l'eau, de se séparer immédiatement et de se réunir à la couche de la phase lourde. Le reste de l'alimentation, qui est 35 «a mélange de globules grossiers et fins d'eau et d'huile s'élève, jusqu'au point où la densité de ces globules est égale ou inférieure à celle de la phase située de l'autre côté du distributeur 15» Si le niveau de l'eau dans le décanteur est situé, par exemple au point 69 37883 4 2028751 70 ia du diamètre du décanteur 10, l'huile ne traverse aucune des ouvertures 26 au 27 du distributeur 15 tant que le liquide situé sur le côté d'entrée du distributeur 15 est à peu près le même que sur le côté de sortie de ce distributeur. Toute l'eau qui s*est 5 séparée derrière la face d'entrée du distributeur 15 et qui ne s'est pas écoulée de haut en bas à travers le fond du distributeur 15 par la fente 22 adjacente au fond 12 peut s'échapper par les fentes radiales 27 situées dans l'axe du décanteur 10 et à travers les autres fentes 26 qui sont situées au-dessous du niveau de 10 l'interface de l'eau. Cette eau,qui s'écoule à travers ces fentes horizontales 27» est distribuée à bass® vitesse sur presque 40 du diamètre du cylindre» et les courants sont situés dans des zones qui sont à peu près également espacées dans un plan horizontal au niveau des fentes 27» pour donner ainsi un flux aussi uniforme que 15 possible en direction de l'extrémité opposée du cylindre. Ii'huile de naphte et les gouttelettes d'eau s'accumulent derrière le distributeur et s'écoulent lentement à travers les fentes radiales qui se prolongent vers le haut jusqu'à environ 83 i» du diamètre du décanteur 10 et vers l'extérieur en travers de 20 l'extrémité du décanteur 10, pour couvrir environ 60# de la surface de section supérieure du décanteur 10 au point où ces corps quittent le distributeur 15* L'effet net est d'introduire l'alimentation de l'huile de naphte dans la phase d'huile de naphte de façon uniforme et 25 sans turbulence» de sorte que la couche de naphte est repoussé» sans turbulence du fond d'entrée wes le fond de sortie. Pendant ce mouvement horizontal» les gouttelettes d'eau» plus lourdes» se décantent de la couche d'huile €& s&piiie et se réianissant à la couche d'eau à l'interface. Se même» lea gouttelettes d'huile de naphte 30 éventuellement entraînées dans la phaas aqueuse à tr&vars 3.es fentes 18, 22» 26 et 27 du distributeur 15 a'élèvent lentement en direction de l'interface et rejoignons is phase d'huila de naphte. Le déplacement longitudinal positif mais non turbulent des deux masses principales de fLuMe est idéal pour séparer les 35 matières des gouttelettes de fluide opposé avec le minimum de gêne et de remélange. Toute la longueur du décanteur 10 est disponible pour effectuer la séparation et il né existe pas de jet projeté ni de courant à haute énergie capable à© gêner 1*écoulement non BAD ORIGINAL' 69 37883 5 2028751 turbulent. La position du distributeur 15 est telle que, grâce à l'introduction en arrière du distributeur 15, les courantB de -liquides sont dirigés à l'intérieur du décanteur 10 sans perte de charge, à part celles dues à la gravité et au déplacement très 5 calme. 69 37883 6 2028751 - BBVEHDICATIOHS - ■ 1.- Un décanteur caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe cylindrique horizontale et un fond bombé contenant une entrée pour l'introduction du mélange, une chicane verticale si- -5 tuée à l'intérieur de ce fond bombé, transversalement à l'entrée et qui se prolonge au-dessus de eette entrée en direction de la face interne du fond bombé, cette chiôane verticale se prolongeant également au-dessous du centre de l'entrée, une chicane horizontale placée au-dessous du niveau de l'entrée et dirigée vers la 10 face interne du fond, cës chicanes présentant des ouvertures pour permettre au liquide de s'écouler à faible vitesse de ladite entrée et au-delà des chicanes suivant la longueur du cylindre. 2.- Un décanteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu® le bord interne de la chicane horizontale est fixé 15 au bord inférieur de la chicane verticale. 5.- Un décanteur suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chieane verticale se prolonge au-dessus de l'entrée jusqu'à proximité du fond bombé en laissant entre elle et ce fond un espace libre ou passage supérieur étroit 20 et de largeur uniforme. 4®- Un décanteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la chicane horizontale se prolonge jusqu'à proximité de la surface interne du fond bombé en laissant entre elle-même et ce fond un espace libre ou passage inférieur de largeur faible 25 mais plus grande que celle de l'espace libre supérieur. 5o- Un décanteur suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique est munie à son extrémité opposée d'une sortie supérieure pour la phase légère et d'une sortie inférieure pour la phase lourde, en ce que 30 ladite chicane verticale est percée d'ouvertures à travers lesquelles les matières séparées s'écoulent à basse vitesse en direction de l'extrémité éloignée du cylindre, sur la majeure partie de la longueur de cylindre, en direction desdites sorties. 6.- Un décanteur suivant l'une des revendications pré-35 cédentes, caractérisé en ce que les ouvertures pratiquées dans la chicane verticale sont des fentes à peu près radialeso 7o- Un décanteur caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe cylindrique de longueur relativement grande à axe 69 37883 7 2028751 horizontal et comportant un fond bombé muni d'une entrée d'alimentation, un distributeur formé dans ce fond et comprenant une chi-caae verticale et une chicane horizontale, ladite chicane verticale étant située dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe 5 horizontal de l'enveloppe, la chicane horizontale étant située dans un plan sensiblement perpendiculaire à celui de la chicane verticale, la chicane horizontale et la chicane verticale présentant des ouvertures telles qu'il puisse s'établir un écoulement à basse vitesse partant de l'entrée et qui traverse le distributeur.