[发明专利]固－液分离和/或分离乳化液的方法

说明书

本发明涉及含固体物料的液体的固-液分离和/或乳化液的分离方法，其中使含固体物料的液体和/或乳化液横穿过一层由松散的基本上呈平面状的表面积约为5-1000mm²的过滤颗粒所组成的过滤层，所述的过滤层通过至少一个筛子保持在过滤贮器中，至少大部分的固体和/或乳化的液滴沉积在过滤颗粒上，其余的液体通过过滤层，经筛子从过滤贮器中排出。

空间过滤方法(Raumfiltration)业已使用。这些方法包括使含固体物料的液体通过矿物过滤层，该过滤层是由如砂子或卵石组成的。虽然成本低廉，但这些矿物过滤层存在如下的缺点：

过滤层是由比重大的颗粒组成的，从整体上说要求过滤单元具有非常坚固的结构。此外，通常使用的矿物过滤层的高比重意味着，在其再生步骤中，它们需要非常高的能量消耗。这需要非常高效率的再生系统。除此之外，常规使用的矿物过滤层的孔隙体积也较小，约为25-30％(体积)，从而导致负载容量较小，约为5kg干燥物料/m³。这使得必须频繁对过滤层进行再生处理。常规使用的过滤颗粒的粒径较小也要求昂贵的保持设备。

通常，人们希望同时对欲过滤的液体进行生物处理。但是，在实践中，由于大多数结合在相对平滑的过滤颗粒上的生物量在再生以及过滤层的局部自然通风时从过滤单元中被除去，使得同步生物净化归于失败。

分离乳化液，特别是烃-水乳化液经常是必须的。例如，石油常常夹带在岩石孔中。为了提取石油，必须向岩石中注水，用水载着石油至地面。然后，再将石油从水中滗析出来，但仍会留有残余的石油-水乳化液。

迄今，分离这样的乳化液需要昂贵的费用。此外，这种方法通常也难于得到令人满意的产率。

由DE-A-2 916 121已知一种过滤方法，其中使用由松散的过滤颗粒制成的过滤床，该过滤颗粒由多孔的聚氨酯泡沫塑料制成。过滤颗粒的颗粒尺寸是25～51mm，颗粒厚度是0.6mm。选择适当的颗粒厚度，使其能形成具有足够强度的过滤床。这样可以避免在过滤过程中将过滤颗粒冲洗到上面去。所以极大地抑制了影响过滤效果的单个过滤颗粒的迁移性。

本发明的目的是提供了一种用于固-液分离和/或乳化液分离的方法，该方法可以避免上述常规方法的缺点。

本发明的目的是这样实现的：使含固体物料的液体和/或乳化液通过一层松散的、过滤颗粒之间易于移动的过滤层(3)，该过滤层由易于流化的薄膜状过滤颗粒构成，过滤颗粒的厚度约为15-500μm，单位面积重量约为10-500g/m²。

基于其层状或类似于纸屑的结构，这些过滤颗粒具有良好的分离能力。在低的比重(优选1g/mm³)下，这些过滤颗粒易于流化，由相互间能够轻微移动的过滤颗粒形成准浮动过滤层。此外，由这些过滤颗粒组成的过滤层具有高孔隙体积，约为75％(体积)，因而具有非常高的载荷能力。因此，过滤层需要再生的频次减少。此外，本发明建议粒径的过滤颗粒也可通过筛子方便地被停留住。

优选过滤颗粒单位面积重量为约10-500g/m²，这可确保过滤颗粒能在过滤层内部移动，因此增加过滤效率。此外，过滤颗粒可在再生过程中温和地形成涡流。

在过滤层再生过程中，轻的薄膜状的过滤颗粒可以通过轻质弱再生系统形成涡流，而无须大的能量消耗，这样使停留在过滤层中的固体物料和/或沉积在过滤颗粒上的乳化液滴进入液体中。随后可从过滤贮器中排出富含固体和/或乳化液滴的液体。

为了过滤层的再生，通常首先中断从过滤贮器中排出液体，此后，使过滤颗粒形成涡流，这里至少大部分的固体和/或乳化的液滴进入液体，随后从过滤贮器中排出富含固体和/或乳化液滴的液体。

由于过滤颗粒借助于筛子保持住，就有可能对形成涡流的过滤层施以再生技术，这是有别于现有技术的。因此，按照本发明的一个优选实施方案，在过滤层再生时，瞬间地从过滤贮器中排出富含固体的液体和/或乳化液。合适的是通过后接在筛子上的排出管有效地瞬间抽掉富含固体和/或乳化液滴的液体。另一个优选的再生手段是增加过滤贮器中的气压。

如果本方法用于分离乳化液，那么优选在再生步骤中对过滤层进行萃取处理。也可以将过滤层弃去，替换新的。对固-液分离而言，过滤层也可通过过滤层形成涡流的方法来再生，其中沉积于过滤颗粒上的乳化液滴进入液体。由此转移入液体的乳化液滴通常浮于液体的表面上，这是因为它们的比重通常比液体的比重小。例如水包油乳化液的情形。然后，乳化液滴可以从液体中滗析出去。