установка для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов
Классы МПК: | B09C1/00 Восстановление загрязненной почвы C02F11/00 Обработка отстоя сточных вод; устройства для этой цели |
Автор(ы): | Амирова Лилия Миниахмедовна (RU), Култашев Александр Борисович (RU), Новширванов Линар Гайнигимович (RU), Хасаншин Динар Ленарович (RU), Фассахов Роберт Харрасрвич (RU), Фаттахов Минвалей Хайрутдинович (RU), Сахапов Якуб Мотигуллинович (RU), Хамидуллин Минзагит Гумарович (RU) |
Патентообладатель(и): | Проектный институт "Союзхимпромпроект" КГТУ (RU), Общество с ограниченной ответственностью "Промышленная экология" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2007-01-19 публикация патента:
10.08.2008 |
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей промышленности и, в частности, может быть использовано для переработки нефтешламов и обезвреживания почвы, ликвидации аварийных разливов нефти, нефтепродуктов. Установка содержит бункер с загрузочной решеткой и горизонтально расположенным лопастным перемешивающим устройством, имеет наружное утепление, а в его дне имеется заслонка для вывода твердых включений. Приспособление для транспортирования жидкости из бункера в емкость перелива выполнено в виде шнека. В емкости перелива имеется винтовой конвейер с каналом для вывода твердых включений в его верхней части. Емкость перелива сообщена через боковую емкость посредством канала со сборной емкостью и насосом с гидроциклоном для дополнительной очистки. Над загрузочной решеткой установлен вибратор и устройство подачи моющей жидкости - разбрызгиватель. Вибратор установлен с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальных плоскостях. Гидроциклон для дополнительной очистки посредством канала, в котором имеется сборная емкость и насос, сообщен с сепаратором для выделения нефти и моющей жидкости, который через канал системы подачи моющей жидкости сообщен с емкостью для приготовления моющего раствора, которая сообщена с устройством подачи моющей жидкости в бункер - разбрызгивателем, образуя замкнутую систему подачи и регенерации моющей жидкости. Технический эффект - повышение эффективности переработки высоковязких нефтезагрязненных почв, улучшение отмывки грунтов от нефти. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Формула изобретения
1. Установка для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов, содержащая бункер с перемешивающим устройством, с приспособлением для транспортирования жидкости из него в емкость перелива и устройством для вывода твердых включений, систему подачи моющей жидкости, отличающаяся тем, что бункер имеет загрузочную решетку, над которой установлены устройство подачи моющей жидкости в бункер и вибратор, перемешивающее устройство представляет собой горизонтально расположенную лопастную мешалку, емкость перелива снабжена приспособлением для дополнительного отделения твердых частиц в виде винтового конвейера, установленного вертикально или наклонно и имеющего в верхней части канал для вывода твердых включений, кроме того, емкость перелива сообщена посредством канала с гидроциклоном для дополнительной очистки, а гидроциклон сообщен с сепаратором для выделения нефти и моющей жидкости, который через канал системы подачи моющей жидкости сообщен с емкостью для приготовления моющего раствора, которая сообщена с устройством подачи моющей жидкости в бункер, образуя замкнутую систему подачи и регенерации моющей жидкости.
2. Установка для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве моющей жидкости используются поверхностно-активные вещества (ПАВ).
3. Установка для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов по п.1, отличающаяся тем, что вибратор установлен с возможностью свободного перемещения в горизонтальной и вертикальных плоскостях.
4. Установка для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов по п.1, отличающаяся тем, что емкость перелива сообщена с гидроциклоном, а гидроциклон с сепаратором через сборные емкости и насосы.
5. Установка для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов по п.1, отличающаяся тем, что винтовой конвейер переливной емкости снабжен охватывающими его направляющими для направления стекающей жидкости внутрь емкости, а в верхней части его корпуса выполнена система отверстий.
6. Установка для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов по п.1, отличающаяся тем, что бункер имеет наружное утепление.
7. Установка для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов по п.1, отличающаяся тем, что устройство подачи моющей жидкости в бункер снабжено разбрызгивателем.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей промышленности и, в частности, может быть использовано для переработки нефтешламов и обезвреживания почвы, ликвидации аварийных разливов нефти, нефтепродуктов.
Известна линия для очистки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов (патент РФ 2244686, МПК 7 C02F 1/40, C02F 103/34, опубл. 20.01.2000), содержащая бункер, винтовой конвейер со встроенной системой струйной промывки, емкость перелива нефти и плавающей массы из бункера, вибросито для отделения плавающей массы от загрязненной моющей жидкости, систему подачи плавающей массы из емкости перелива на вибросито. Бункер снабжен загрузочной решеткой и установкой напорного режима с возможностью направления струи на любой участок бункера и сетки. Емкость перелива нефти и плавающей массы из бункера снабжена паровыми регистрами внутри и имеет наружное утепление. Вибросито имеет систему стока и струйную моющую установку.
Однако известная линия неприменима для черноземных глинистых грунтов, так как чернозем, смешиваясь с нефтью, образует более стойкую структуру, которую нельзя разбить без использования растворов ПАВ (поверхностно-активные вещества) и интенсивного перемешивания. Транспортировка при помощи шнека, без предварительного удаления твердых частиц размером большим, чем допустимый зазор между винтом и корпусом шнека, может привести к заклиниванию или преждевременному износу шнека. Использование вибросита требует постоянного присутствия рабочих для предотвращения засорения сита.
Известен способ переработки нефтяного шлама (Патент РФ 2097526, заявл. 16.05.1995, опубл. 27.11.97, БИ №33, МПК6 Е21В 21/06) изменением его агрегатного состояния из вязкопластического в жидкое путем подогрева, введения растворителя и барбатирования горячим азотом, с последующим разделением нефтешлама на составляющие компоненты. Недостатком данной установки является использование горючих растворителей и высоких температур.
Известна система для сбора, переработки нефтяных шламов и обезвреживания грунта (Патент РФ 2182563, заявл. 15.03.2000, опубл. 20.05.2002, МПК 7 C02F 11/00, 1/40), содержащая последовательно соединенные модуль сбора и перекачки шлама, фильтр, сепаратор. Недостатком данной системы является большое количество оборудования и сложность технологии.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ очистки загрязненного грунта от нефтепродуктов и устройство для его осуществления (Патент РФ 2027825, заявл. 27.05.1991, опубл. 27.01.95, БИ №3, МПК6 Е02В 15/04, А01С 21/00), включающий бункер с перемешивающим устройством, расположенный в емкости, заполненной горячей водой. Нефтешлам с помощью загрузочного транспортера подается в бункер, где отмывается нефть и перетекает в емкость через отверстия в верхней части бункера, а очищенный грунт оседает на дно бункера, а затем при открытии шибера выгружается на транспортер.
Недостатком известного способа является то, что нефть недостаточно полно очищается от твердых частиц и воды. Кроме того, данный способ неэффективен для очистки черноземных глинистых грунтов, т.к. нефтешламы с такими грунтами плохо отмываются и длительно отстаиваются, поэтому 5-7 минут (заложенные в прототипе) будет недостаточно. Следовательно, использование бункера с перемешивающимся устройством для отстаивания твердых частиц и отделения нефти нерационально, т.к. это значительно замедляет технологический процесс.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности переработки высоковязких нефтезагрязненных черноземных глинистых почв и нефтешламов, повышении очистки нефти от твердых включений и воды, улучшении отмывки грунтов от нефти.
Технический результат достигается тем, что в установке для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов, содержащей бункер с перемешивающим устройством, с приспособлением для транспортирования жидкости из него в емкость перелива, и устройство для вывода твердых включений, систему подачи моющей жидкости, новым является то, что бункер имеет загрузочную решетку, над которой установлены устройство подачи моющей жидкости в бункер и вибратор, перемешивающее устройство представляет собой горизонтально расположенную лопастную мешалку, емкость перелива снабжена приспособлением для дополнительного отделения твердых частиц, в виде винтового конвейера, установленного вертикально или наклонно и имеющего в верхней части канал для вывода твердых включений, кроме того, емкость перелива сообщена посредством канала с гидроциклоном для дополнительной очистки, а гидроциклон сообщен с сепаратором для выделения нефти и моющей жидкости, который через канал системы подачи моющей жидкости сообщен с емкостью для приготовления моющего раствора, которая сообщена с устройством подачи моющей жидкости в бункер, образуя замкнутую систему подачи и регенерации моющей жидкости.
В качестве моющей жидкости используются поверхностно-активные вещества (ПАВ).
Приспособление для отделения твердых частиц емкости перелива выполнено в виде винтового конвейера.
Вибратор установлен с возможностью свободного перемещения в горизонтальной и вертикальных плоскостях.
Емкость перелива сообщена с гидроциклоном, а гидроциклон - с сепаратором через сборные емкости и насосы.
Винтовой конвейер переливной емкости снабжен охватывающими его направляющими для направления стекающей жидкости внутрь емкости, а в верхней части его корпуса выполнена система отверстий. Бункер имеет наружное утепление.
Устройство подачи моющей жидкости имеет разбрызгиватель. На чертеже представлена схема установки для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов.
Здесь: 1 - бункер; 2 - загрузочная решетка; 3 - перемешивающее устройство; 4 - шнек для транспортирования жидкости из бункера; 5 - заслонка на дне бункера для вывода твердых частиц; 6 - емкость перелива; 7 - винтовой конвейер для отделения твердых частиц из емкости перелива 6; 8 - канал для вывода твердых частиц; 9 - направляющие винтового конвейера; 10 - отверстия в верхней части корпуса винтового конвейера; 11 - устройство подачи моющей жидкости в бункер-разбрызгиватель; 12 - вибратор; 13 - гидроциклон; 14 - сепаратор; 15 - емкость для приготовления моющего раствора; 16 - емкость сборная; 17 - насос; 18 - ковш погрузчика; 19 - привод перемешивающего устройства; 20 - привод винтового конвейера; 21 - боковая емкость.
Установка для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов содержит бункер 1 с загрузочной решеткой 2 и перемешивающим устройством 3, представляющим собой горизонтально расположенную лопастную мешалку. Бункер 1 имеет наружное утепление, в его дне имеется устройство для вывода твердых включений - заслонка 5. Емкость перелива 6 расположена вблизи бункера 1 и отдельно от него. Для транспортирования жидкости из бункера 1 в емкость 6 имеется приспособление, выполненное в виде шнека 4. В емкости перелива 6 имеется приспособление для отделения твердых частиц, выполненное в виде винтового конвейера 7 с каналом для вывода твердых включений 8 в его верхней части. Винтовой конвейер 7 установлен вертикально или наклонно. Емкость перелива 6 сообщена через боковую емкость 21 посредством канала, в котором имеется сборная емкость 16 и насос 17, с гидроциклоном 13 для дополнительной очистки дисперсии от песка и ила. Над загрузочной решеткой 2 установлен вибратор 12 и устройство подачи моющей жидкости - разбрызгиватель 11. Вибратор 12 установлен с возможностью свободного перемещения в горизонтальной и вертикальных плоскостях. Гидроциклон 13 для дополнительной очистки посредством канала, в котором имеется сборная емкость 16 и насос 17, сообщен с сепаратором 14 для выделения нефти и моющей жидкости, который через канал системы подачи моющей жидкости сообщен с емкостью для приготовления моющего раствора 15, которая через канал системы подачи моющей жидкости сообщена с устройством подачи моющей жидкости - разбрызгивателем 11, образуя замкнутую систему подачи и регенерации моющей жидкости. В качестве моющей жидкости используется водный раствор поверхностно-активных веществ (ПАВ).
Винтовой конвейер 7 переливной емкости 6 снабжен охватывающими его направляющими 9 для направления стекающей жидкости внутрь емкости 6, а в верхней части его корпуса выполнена система отверстий 10 для дополнительного отжима оставшейся жидкой фазы.
Работает установка для переработки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов следующим образом.
Нефтешлам при помощи ковша погрузчика 18 подается на загрузочное устройство 2, встроенное в верхней части бункера 1, который является смесителем. Моющая жидкость подается как внутрь бункера 1, так и через разбрызгиватель 11, в качестве которой используется водный раствор ПАВ (поверхностно-активные вещества). При помощи вибратора 12, который установлен с возможностью горизонтального и вертикального перемещения, и разбрызгивателя 11 нефтешлам пропускается через сетку размером 100×100 мм загрузочного устройства 2, где задерживаются крупные камни и ветки, при их наличии. Скопившийся мусор сталкивается в емкость для отходов, с последующей утилизацией. Вибратор 12 служит для снижения вязкости и размыва нефтешлама. В бункере 1 в области разбивания и эмульгирования комков нефтешлама происходит перемешивание при помощи перемешивающего устройства 3 - горизонтально расположенной лопастной мешалки с приводом 19. Крупные твердые включения (камни, щебень, гравий) оседают на дно бункера 1 за счет силы тяжести и удаляются через заслонку 5 при их некотором скоплении. В бункере 1 в процессе взаимодействия раствора ПАВ с измельченным и диспергированным нефтешламом происходит вымывание и эмульгирование нефти из шлама. Перемешивание необходимо вести интенсивно и с помощью горизонтально расположенной лопастной мешалки, чтобы избежать оседания нефтешлама на дно бункера, при этом происходит не только эмульгирование нефти в воде, но и взвешивание мелких твердых частиц, которые в бункере не отстаиваются. Такое ведение процесса удлиняет время контакта нефтешлама с раствором ПАВ и таким образом повышает степень отмывки грунта. Полученная дисперсия (раствор ПАВ, нефть и мелкие твердые частицы) из бункера 1 перетекает с помощью шнека 4 в емкость перелива 6, где за счет гравитационных сил происходит частичное разделение твердой фазы от жидкой. Твердая фаза удаляется при помощи винтового конвейера 7, в верхней части которого происходит отжим оставшейся жидкой фазы за счет системы отверстий 10 в стенке его корпуса, обеспечив частичное обезвоживание шлама, а за счет направляющих 9 отжатая жидкость стекает внутрь емкости перелива 6. Твердая фаза через канал удаления твердой фазы 8 идет на складирование.
При интенсивном перемешивание происходит не только эмульгирование нефти в воде, но и образование устойчивой дисперсии мелких твердых частиц (песка, ила), которые в емкости 6 не отстаиваются. Для удаления этих частиц необходим гидроциклон 13. Дисперсия (раствор ПАВ, нефть и мелкие твердые включения) всплывает и перетекает в боковую емкость 21, откуда она поступает в сборную емкость 16, из нее насосом 17 направляется в гидроциклон 13, в котором происходит отделение песка и ила за счет центробежных сил, возникающих из-за тангенциального ввода суспензии насосом. Выделенные песок и ил направляют на складирование. Далее эмульсия направляется в другую сборную емкость 16 и насосом 17 подается в сепаратор 14. Прошедшая через сепаратор 14 эмульсия разделяется на нефть и водный раствор ПАВ. Нефть направляется на дополнительное обезвоживание и стабилизацию на установку комплексной подготовки нефти (УКПН). Регенерированный раствор ПАВ направляется в емкость для приготовления раствора 15, куда при необходимости добавляется концентрированный раствор ПАВ и вода. Из емкости 15 раствор ПАВ подают на разбрызгиватель 11 в начало цикла.
Раствор ПАВ предварительно подготавливают в емкости 15, в эту же емкость поступает отсепарированный из нефтешлама водный раствор ПАВ и, при необходимости, насосами-дозаторами добавляется концентрированный раствор ПАВ и вода. Раствор ПАВ подогревается до 50-60°С. Из емкости 15 подготовленный раствор подают на разбрызгивание в бункер 1 и на вибратор 12. Замкнутая система подачи и регенерации моющей жидкости позволяет повысить экономичность установки. Бункер 1 теплоизолирован снаружи для поддержания теплового режима.
Таким образом, предлагаемая установка переработки высоковязких нефтезагрязненных почв и нефтешламов обеспечивает: высокую степень очистки и позволяет получить более очищенный и обезвоженный осадок за счет многостадийности процесса, а также за счет дополнительного отжима в перфорированой верхней части винтового конвейера, более очищенную от твердых включений и воды нефть за счет гидроциклона и сепаратора, а также высокую экономичность за счет замкнутой системы подачи и регенерации моющей жидкости.
Класс B09C1/00 Восстановление загрязненной почвы
Класс C02F11/00 Обработка отстоя сточных вод; устройства для этой цели