Installation and method for separating the constituents of a suspension

Abstract: 1. Apparatus for separating the constituents of a suspension, in particular sludges from reservoirs for hydrocarbons, which comprises a centrifugal separator (25) and, upstream of the centrifugal separator (25), a self-cleaning filter (19) comprising an outer casing (31) having an inlet (34) for the suspension and an outlet (33) for the sediment, a filtering surface (35) which defines, with the inner wall of the casing (31) a chamber (36) for the filtrate, this chamber having an outlet (37) for the filtrate, and brush means (38 to 40) for clearing the filtering surface, these brush means being rotatable relative to the rotation axis of the filtering surface (35) characterised in that the apparatus is mounted on a vehicle (16), an intermediate heater (23) is interposed between the self-cleaning filter (19) and the centrifugal separator (25), and a boiler (2) for supplying steam to the heater (23) is provided, mounted on a separate vehicle (1).

Description: installation et procédé de séparation des constituants d'une suspension. La présente invention est relative aux nstallations et aux procédés de séparation des cor.stituants d'une suspension contenant des matières solides dont certaines sont plus denses et d'autres moins denses que l'un des constituants liquides de la suspension. L'invention s'applique tout particulièrement à la récupération des constituants des bayes de cuve, notamment des boues de réservoirs d'hydrocarbures. On cannait ces séparateurs centrifuges aptes à opérer la séparation en continu d'une ou de deux phases liquides non miscibles avec évacuation en continu d'une phase solide. Ces sEpa- raseurs centrifuges, fourmis par la demanderesse sous les roms de bol de type DCS, comprennent essentiellement un bol tournant et un convoyeur interne tournant a une vitesse différentielle par rapport au bol de la machine. Le convoyeur permet, d'une part, de remonter en continu les sédiments vers des orifices d'éjection en évitant toute accumulation de solides dans le bol et, d'autre part, de décolmater les buses d'éjection, ce qui limite les risques de bouchage. Ces séparateurs centrifuges ont fait leurs preuves pour séparer en leurs constituants solides et liquides des suspensions difficiles à séparer. Ces séparateurs reposent sur le principe de la centrifugation,en sorte que les constituants sort séparés en fonction de leur densité ou masse volumique. La conception de ces séparateurs centrifuges suppose que les constituants solides sont plus denses que les constituants liquides à séparer. Mais si la suspension contient des matières solides moins denses que les constituants liquides, conme c'est le cas notamment pour les boues de stockage de réservoirs à produits pétroliers, le séparateur centrifuge ne peut pas etre utilise sous peine de graves ennuis de fonctionnement. L'invention pallie cet inconvénient en associant au séparateur centrifuge un filtre du type par ticulierJ2pte non cealement à enlever une grande partie des matières solides quelle que soit leur densité et donc à soulager d'autant le séparateur centrifuge, mais surtout à séparer les matières solides moins denses que les constituants liquides de la suspension, de sorte que le filtrat du filtre peut être envoyé sans danger directement au séparateur centrifuge. L'invention a donc pour objet une installation de séparation des constituants d'une suspension, qui comprend un séparateur centrifuge, caractérisée en ce cu'elle comprend, en amont du séparateur centrifuge, un filtre auto-nettoyant constitué d'une enveloupe ayant une entrée pour la suspension et une sortie pour les sédiments, d'une surface filtrante délimitant avec la paroi intérieure de l'enveloppe une chambre pour le filtrat munie d'une sortie pour celui-ci et ce moyens de décolmatage de la surface filtrante. Dans ce filtre auto-nettoyant dont l'enve loppe est généralerent sensiblement de révolution à axe vertical avec une sortie pour les sédiments prévue au bas de l'enveloppe, les matières solides très denses se trouvant dans la suspension amenée au sommet de l'enveloppe s'abaissent peu à peu dans celle-ci jusqu'à venir constituer un bouchon solide devant la sortie ponr les sédiments. Les matières solides moins denses que les constituants liquides de la suspension ont tendance à venir colmater la surface filtrante)mais sont décolmatées par les moyens de décolmatage qui comprennent notamment des brosses entralnées en rotation par rapport à l'axe de la surface filtrante, laquelle est coaxiale à l'enveloppe. Ces produits solices moins denses que les constituants liquides de la suspension viennent ainsi eux aussi dans le bouchon qui, de temps à autre, est évacué par la sortie pour les sédiments. Suivant une variante, un réchauffeur inter mêdiaire est intercalé entre le filtre auto-nettoyant et le séparateur centrifuge de manière à réchauffer les produits qui entrent dans le séparateur centrifuge et à favoriser le fonctionnement de celui-ci. De préférence, l'ensemble de cette installa tion est monté sur un véhicule qui peut donc être amené devant chaque réservoir de stockage à nettoyer, avec pzs- sibilité de rejeter directetent les sédiments et l'eau et de récu perler les produits pétroliers qui seuls auront à être transportés. Il est avantageux que la chaudière d'alimentation en vapeur du réchaufeur soit monté sur un véhicule dis tinct, la chaudière pouvant servir également à alimen ter d 'autres installations et, notamment, un décanteur primaire avec réchauffeur monté lui aussi sur un véhi- cule distinct et raccordé directement au réservoir de stockage. Pour nettoyer le réservoir de stockage, on envoie de l'ean chaude au bas de celui-ci, l'eau chaude pouvant provenir de la chaudière, de manière à rendre les boues solides se trouvant au fond du réser voir aptes à ètre pompées. On les pompe alors à l'aide d'une pompe pour les envoyer dans le décanteur ou on les réchauffe à l'aide de vapeur provenant de la chau dière de manière a pouvoir opérer une première séparation entre les produits organiques et l'eau, puis on envoie les produits organigues encore très chargés d'eau et de produits solides éventuellement minéraux au filtre auto-nettoyant par l'intermédiaire de pompes et, ce préférence, d'un bac tampon. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple la figure 1 est un schéma d'une installation suivant l'invention, la figure 2 est un schéma du filtre autonettoyant de l'installation, et la figure 3 est un schéma du séparateur centrifuce de l'installation suivant l'invention. L'installation représentée b la figure 1 est branchée sur un résévoir R de stockage de produits pé troliers. L'installation comprend un premier véhicule 1 portant un générateur d'eau chaude et ne vapeur ou chaudière 2 à groupe électrogène 3. Ce générateur 2 peut etre relié par un conduit 4 = une entrée du réservoir R débouchant au bas de celui-ci dans les boues. Du bas du réservoir R part un conduit 5, avec vanne 6 et pompe 7, qui débouche ç mi-hauteur d'une cuve ou citerne 8 de prédécantation portée par un véhicule 9. La citerne est chauffée par un circuit 10 de vapeur provenant du générateur 2. Le bas ce la citerne comprend une sortie 11 pour de l'eau. Du voisinage du haut de la citerne 8 part un conduit 12 avec pompe 13 qui, par un conduit souple 1t, débouche dans un bac tampon 15 porté par un troisième véhicule 16. Ce véhicule porte, en outre, le reste de l'installation. Du bas du bac tampon 15 part un conduit 17 avec pompe 18, qui communique avec l'entrée pour la suspension d'un filtre auto-nettoyant 19. La sortie pour les sédiments du filtre autonettoyant 19 cor nique par un conduit 20 avec un conduit 21 de rejet des sédiments. La sortie pour le filrat du filtre auto-nettoyant 19 conounique avec un conduit 22 qui alimente un réchauffeur intermédiaire 23 réchauffé par un circuit 24ade vapeur provenant du générateur 2. Le réchauffeur 23 casmunique par un conduit 24 avec un séparateur centrifuge 25 ayant une sortie pour les sédiments qui communique avec un con duit 26 rejoignant le conduit 21, une sortie pour le constituant licuide le plus dense crai communique avec un conduit 27 et une sortie pour le constituant liquide moins dense cui connunique avec un conduit 29 muni d'une pompe 30. La figure 2 est un schéma plus détaillé du filtre auto-nettoyant 19. Ce filtre comprend essen tellement une enveloppe 31 sensiblement de révolution autour d'un axe vertical et dont le bas affecte la forme d'un entonnoir 32 à sortie 33 pour les sédiments L'enxeloppe est munie en haut d'une entrée 34 pour la suspension à filtrer. Une surface filtrante annulaire 35 est fixée le long de la paroi cylindrique intérieure de l'enveloppe 31 en délimitant avec celle-ci une chambre 36 annulaire fermée pour le filtrat. La chambre 36 est munie d'une sortie 37 traversant l'en- veloppe 31. L'arbre 38 d'un motoréducteur 39 s'étend saixtant l'axe vertical du filtre et porte une série de brosses 40 inclinées par rapport à l'horizontal. Ces brosses sont entrainées en rotation et viennent frotter la surface filtrante 35 et la décolmater. Le fonctionncment de ce filtre auto-nettoyant est le suivant : La suspension entre par l'entrée 34. Les constituants solides les plus denses tombent d'eux mémes peu à peu par gravité au fond et se rassemblent dans l'entonnoir 32 devant la sortie 33, puiscu'ils ne peuvent pas traverser la surface filtrante 35. Les constituants solides les moins denses sont entralnés vers la surface filtrante 35 et auraient tendance à 5 rester et à la colmater s'ils n'étaient pas repoussés vers le bas par les brosses 40, en sorte qu'ils s'agglomèrent eux aussi au bouchon de matières solides qui se forme peu à peu devant la sortie 33. Les constituants liquides additionnés de constituants solides très fins, par exemple d'une grnulométrie inférieure à 400 microns, traversent la surface filtrante 35 pour arriver dans la chambre 36 pour le filtrat et ressortent par la sortie 37. De temps autre, on azure la sortie 33 pour faire sortir l'agglomérat de matières solides qui s'accumulent dans l'entonnoir 32. Ce filtre est ainsi susceptible ce fonctiorner en continu, puisqu'il est auto-nettoyant et présente la particularité remarquable d'éliminer aussi, malgré son fonctionnement en continu, les constituants solides de la suspension moins denses que les constituants liquides de celle-ci. La figure 3 est un schéma du séparateur centrifuge 25. Ce séparateur qui fonctionne en continu comprend une entrée 41 centrale pour la suspension dans un bol 42 tournant à une vitesse différente d'un convoyeur interne 23 disposé à la périphérie du bol au voisinage de l'enveloppe 45 de l'ensemble du séparateur centrifuge. Sous l'effet de la force centrisuce, les fines solides plus denses sont immédiatement plaquées sur le convoyeur 43 et sortent par des orifices 46 d'éjection, tandis que les deux constituants liquides à séparer se séparent dans la pile de pLateaux inclinés à l'intérieur du bol en fonction de leur densité, une sortie 47 étant prévue pour la phase liquide plus dense qui est rejetée à la péri périe et qui repousse vers l'intérieur le constituant liquide moins dense pour lequel est prévue une sortie 48. L'installation fonctionne de la manière suivante On envoie de l'eau chaude par le conduit 4 au bas des réservoirs de stockage de produits pétroliers. Cette eau chaude met les boues en suspension ce manière à rendre l'ensemble suffisa=-..ent peu visqueux pour etre palpé par la pompe 7 dans la cuve 8 de décantation. Dans la cuve, la suspension de boues et d'eau chaude est réchauffée par de la vapeur provenant du générateur 2 et amenée par le conduit 10, de manière à favoriser la décantation. De l'eau est rejetée par le conduit 11, tandis que le reste de la suspension, qui continent encore de l'eau, des produits hydrocarburés et des sédiments solides tant moins denses que plus denses que les constituants liquides, est envoyé par la pompe 13 et par le conduit 14 au bac tampon 15. De celui-ci, la suspension est envoyée par la pompe 18 et le conduit 17 dans le filtre autonettoyant 19. La plus grande partie des produits solites et, notamment, ceux moins denses que les constituants liquides de la suspension sont rejetés à l'extérieur par le conduit 20 et par le conduit 21, tandis que les constituants liquides et les produits solides très fins rassent dans le réchauffeur inter rédiaire 23 qui les réchauffe afin de favoriser l'action du séparateur centrifuge 25 auquel la suspension est amenée par le conduit 24 qui est relié à l'alimentation 41 du séparateur. Les constituants solides sont séparés dans le séparateur et sortent par les orifices 46 qui communiquent avec le conduit 26 menant au conduit 21. L'eau de plus grande masse volu miche que les produits pétroliers sort par la sortie 41 cui communique avec le conduit 27 et peut être, le cas échéant, retournée au générateur 2 d'eau chaude et de vapeur. La sortie 48 est reliée au conduit 29 par lequel on récupère des produits pétroliers de valeur. L'installation peut fonctionner -en continu, peut être déplacée pour être amenée auprès d'une cuve à nettoyer et permet de ne transporter que le produit pétrolier récupéré sans avoir à attendre que ce produit se soit séparé de l'eau par décantation dans des cuves.

Claims: Apparatus for separating the constituents of sludges from reservoirs for hydrocarbons, which comprises, as the separating equipment, a centrifugal separator (25) with a rotating bowl (46) and, upstream thereof, a self-cleaning filter (19) comprising a casing (31) having an inlet (34) for the suspension and an outlet (33) for the sediment, a filtering surface (35) which defines, with the inner wall of the outer casing (31), a chamber (36) for the filtrate, this chamber having an outlet (37) for the filtrate, and brush means (38 to 40) for clearing the filtering surface (35), these brush means being rotationally driven relative to the rotation axis of the filtering surface (35), characterised in that a) there is only one centrifugal separator (25) and it is a separator of the type comprising an internal conveyor (43) rotating at a differential speed relative to the bowl, so as to achieve simultaneous and continuous separation of solid constituents and two liquid constituents of different densities, and ejection orifices (46) for the solids, through which they are continuously expelled, b) the outlet of the self-cleaning filter (19) communicates directly with the inlet of the centrifugal separator (25), without any other separation equipment placed in between, c) an intermediate heater (23) is interposed between the self-cleaning filter (19) and the centrifugal separator (25), d) the apparatus is mounted on a vehicle (16) and e) a boiler (2) for supplying steam to the heater (23) is provided, mounted on a separate vehicle (1). Process for separating the constituents of a sludge from hydrocarbon reservoirs containing solid substances, some of which are more dense and some less dense than the liquid constituents of the suspension, which are essentially hydrocarbons and water, which comprises separating all the less dense solid constituents and part of the more dense solid constituent of the suspension in a first step, characterised in that it comprises subsequently, in a second step, simultaneously and with no intermediate separation step, separating the water, the hydrocarbons and a second part of the more dense solid constituent, which is deoiled , into three distinct constituents. Process according to claim 2, characterised in that it comprises carrying out the first step in a self-cleaning filter comprising an annular chamber surrounded by a casing, this annular chamber comprising an inlet orifice, an outlet orifice for the filtrate, an outlet orifice for the sediment and an annular filtration surface interposed between the outlet orifice for the filtrate and the inner part of the annular chamber and a rotating element arranged in thin chamber and comprising means for keeping the annular filtering surface free from particles. Process according to claim 3, characterised in that it comprises carrying out the centrifugation in a centrifugal separator comprising a rotating bowl and an internal conveyor rotating at a differential speed relative to the bowl and ejection orifices for the sediment, through which it is expelled continuously.

Inventors: ANTOINE CLAUDE, ANTOINE, CLAUDE
Applicants: GUINARD CENTRIFUGATION, GUINARD CENTRIFUGATION SOCIETE DITE :
Application year: 1983
Main classification: B04B5
IPC codes: B01D37, B04B5, B01D35, B01D36, B04B1, B03B5