установка для отмывки мелкодисперсного материала от углеводородных загрязнений

Формула изобретения

1. Установка для отмывки мелкодисперсного материала от углеводородных загрязнений водным моющим раствором, способным эмульгировать углеводороды, характеризующаяся тем, что она включает аппарат для отмывки и резервуар для моющего раствора, причем аппарат для отмывки содержит связанное первым трубопроводом с резервуаром для моющего раствора устройство струйной подачи моющего раствора, расположенный в верхней части аппарата патрубок для слива продуктов отмывки, средство для отбора эмульгированной смеси моющего раствора и продуктов отмывки, соединенное со вторым трубопроводом, предназначенным для отвода указанной смеси из аппарата для отмывки, а также узел загрузки и узел разгрузки мелкодисперсного материала, при этом установка снабжена установленным в первом трубопроводе средством принудительной подачи моющего раствора под давлением в устройство струйной подачи из резервуара для моющего раствора.

2. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что в нижней части аппарата для отмывки установлен шнек.

3. Установка по п.1 или 2, характеризующаяся тем, что она дополнительно содержит разделительную емкость, связанную посредством второго трубопровода с расположенным в аппарате для отмывки средством для отбора эмульгированной смеси моющего раствора и продуктов отмывки и снабженную патрубком для слива продуктов отмывки и патрубком для слива моющего раствора, расположенными соответственно в верхней и нижней частях разделительной емкости.

4. Установка по п. 3, характеризующаяся тем, что аппарат для отмывки, разделительная емкость и резервуар для моющего раствора соединены в замкнутый циркуляционный контур.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области очистки мелкодисперсных материалов от углеводородных загрязнений и может быть использовано преимущественно для отмывки почвы, грунтов и шламов, загрязненных нефтепродуктами.

В настоящее время известен ряд установок для отмывки загрязненных мелкозернистых материалов, в которых очистка от загрязнений осуществляется за счет растворения последних в промывочной жидкости с последующим разделением отмытого материала и отработанного раствора.

Так, например, известен аппарат для отмывки водой мелкозернистых и дисперсных материалов от водорастворимых примесей [а.с. СССР 1045932, В 03 В 5/62, опубл. 1984 г.]. Аппарат содержит спиралеобразный корпус с верхней и нижней крышками, гидроциклон, соединенный с центральным витком корпуса, загрузочное приспособление, соединенное с периферийным витком корпуса. На верхней или нижней крышках установлены штуцеры для дополнительного ввода промывной воды. В корпусе аппарата установлены турбулизирующие приспособления в виде ромбических призм или выступов на внутренней стенке.

Исходный материал вместе с промывной водой в виде суспензии вводится под давлением в загрузочное приспособление. При движении суспензии по спиралеобразному корпусу от его периферии к центру происходит растворение примесей в промывной воде и частичное разделение суспензии. Окончательное разделение суспензии осуществляется в гидроциклоне. Для интенсификации процесса отмывки через штуцеры дополнительно вводится промывная вода.

Известна также установка для промывки водой мелкозернистого материала [а.с. СССР 747526, В 03 В 5/62, опубл. 1980 г.], выбранная авторами в качестве ближайшего аналога.

Установка включает аппарат для отмывки, снабженный узлом загрузки и узлом разгрузки материала, патрубком для подачи в аппарат промывной воды и приспособлением для слива отработанной жидкости, а также барометрический сборник промывной воды. Аппарат для отмывки представляет собой вертикальный корпус, нижняя часть которого выполнена в виде U-образного колена. В верхней части аппарата расположено сливное приспособление и узел загрузки мелкодисперсного материала, причем между сливным приспособлением и узлом загрузки установлен фильтрующий элемент. В нижней части аппарата выше U-образного колена расположен патрубок для подачи промывной воды, ниже колена расположен узел разгрузки мелкодисперсного материала, соединенный трубопроводом с барометрическим сборником промывной воды.

Процесс отмывки мелкодисперсного материала в данном аппарате осуществляется за счет растворения загрязнений в промывной воде, которая подается снизу навстречу подаваемому сверху отмываемому материалу.

Рассмотренные устройства обеспечивают отмывку мелкодисперсных материалов от растворимых в воде загрязнений, однако, они не приспособлены для процессов отмывки не растворимых в воде загрязнений, в частности, таких как нефть и нефтепродукты.

Между тем, в настоящее время разработаны технологии очистки материалов от углеводородных загрязнений, в которых используются водные моющие растворы, способные эмульгировать указанные загрязнения с образованием легкоразделяемой эмульсии [см. , например, патент РФ 2135304, В 08 В 3/08, опубл. 1999 г.]. Данные технологии являются высокоэкологичными, безопасными и экономичными.

Задачей заявляемого изобретения является создание установки, приспособленной для проведения процесса отмывки мелкодисперсных материалов от углеводородных загрязнений с помощью водных моющих растворов, способных эмульгировать углеводороды с образованием легкоразделяемой эмульсии.

Сущность изобретения заключается в том, что установка для отмывки мелкодисперсного материала от углеводородных загрязнений водным моющим раствором, способным эмульгировать углеводороды, включает аппарат для отмывки и резервуар для моющего раствора, причем аппарат для отмывки содержит связанное первым трубопроводом с резервуаром для моющего раствора устройство струйной подачи моющего раствора, расположенный в верхней части аппарата патрубок для слива продуктов отмывки, средство для отбора эмульгированной смеси моющего раствора и продуктов отмывки, связанное со вторым трубопроводом, предназначенным для отвода указанной смеси из аппарата, а также узел загрузки и узел разгрузки мелкодисперсного материала, при этом установка снабжена установленным в первом трубопроводе средством принудительной подачи моющего раствора под давлением в устройство струйной подачи из резервуара для моющего раствора.

Целесообразным является, чтобы в нижней части аппарата для отмывки был установлен шнек.

Целесообразным является, чтобы установка дополнительно содержала разделительную емкость, связанную посредством второго трубопровода с расположенным в аппарате для отмывки средством для отбора эмульгированной смеси моющего раствора и продуктов отмывки и снабженную патрубком для слива продуктов отмывки и патрубком для слива моющего раствора, расположенными соответственно в верхней и нижней частях разделительной емкости.

Возможен вариант выполнения установки, по которому аппарат для отмывки, разделительная емкость и резервуар для моющего раствора соединены в замкнутый циркуляционный контур.

Конструкция предлагаемой установки обеспечивает очистку от углеводородных загрязнений мелкодисперсного материала в аппарате для отмывки водным эмульгирующим раствором, поступающим под давлением из резервуара для моющего раствора. При этом за счет применения устройства струйной подачи моющего раствора обеспечивается образование взвеси частиц отмываемого материала в моющем растворе, а также интенсивное перемешивание взаимодействующих в процессе отмывки масс, благодаря чему достигается эффективная очистка отмываемого материала от загрязнений.

Установка в верхней части аппарата для отмывки патрубка для слива продуктов отмывки (углеводородов) обеспечивает возможность удаления из аппарата накапливающегося в его верхней части слоя углеводородов, который формируется за счет частичного разделения эмульсии, образующейся за время процесса отмывки материала в аппарате.

Расположенное в аппарате для отмывки средство для отбора эмульгированной смеси моющего раствора и продуктов отмывки обеспечивает отвод указанной смеси из аппарата для отмывки (например, в сборник отработанного моющего раствора).

Узел загрузки и узел разгрузки служат соответственно для подачи в аппарат для отмывки загрязненного мелкодисперсного материала и удаления из аппарата отмытого материала.

В нижней части аппарата для отмывки может быть установлен шнек, служащий для разрыхления массы мелкодисперсного материала в процессе его отмывки, а также для облегчения выгрузки из аппарата отмытого материала.

Для обеспечения возможности регенерации моющего раствора с целью его повторного использования в схему установки может быть включена разделительная емкость, в которой осуществляется фазовое разделение (за счет гравитационного отстоя) эмульгированной смеси моющего раствора и продуктов отмывки. Размещение в верхней и нижней частях разделительной емкости патрубков обеспечивает соответственно слив продуктов отмывки из верхней части емкости и слив чистого моющею раствора из нижней ее части после завершения процесса фазового разделения эмульсии.

Для обеспечения возможности проведения процесса отмывки по замкнутому циклу предусмотрен вариант конструктивного исполнения установки, в котором аппарат для отмывки, разделительная емкость и резервуар для моющего раствора соединены в замкнутый циркуляционный контур.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой установки.

Установка содержит аппарат 1 для отмывки, резервуар 2 для моющего раствора, разделительную емкость 3.

Аппарат 1 и резервуар 2 связаны первым трубопроводом 4, в котором установлено средство 5 (нагнетательный насос) принудительной подачи моющего раствора под давлением в аппарат 1 из резервуара 2. Трубопровод 4 подсоединен к расположенному в аппарате 1 устройству 6 струйной подачи моющего раствора, которое выполнено, в частности, в виде двух разнесенных по высоте аппарата 1 горизонтально ориентированных трубок со сквозными отверстиями в стенках трубок. Выше устройства 6 струйной подачи моющего раствора в аппарате 1 размещено средство 7 для отбора эмульгированной смеси моющего раствора и продуктов отмывки из аппарата 1, выполненное, в частности, в виде снабженной фильтром (на чертеже не показан) воронки. Средство 7 подсоединено ко второму трубопроводу 8, по которому эмульгированная смесь поступает в разделительную емкость 3. В нижней части аппарата 1 размещены шнек 9, который приводится в движение мотором-редуктором 10, а также дренажная трубка 11. В верхней части аппарата 1 расположен патрубок 12 для слива продуктов отмывки. Аппарат 1 снабжен также узлом 13 загрузки мелкодисперсного материала и узлом 14 разгрузки отмытого мелкодисперсного материала, выполненными в виде люков с крышками.

Разделительная емкость 3 связана посредством третьего трубопровода 15 с резервуаром 2 для моющего раствора. Трубопровод 15 подсоединен к патрубку 16, расположенному в нижней части емкости 3 и служащему для отбора из емкости 3 чистого моющего раствора. В верхней части емкости 3 расположен патрубок 17, служащий для слива углеводородов из емкости 3. В трубопроводе 15 установлен насос 18.

Резервуар 2 для моющего раствора снабжен патрубком 19, подсоединенным к трубопроводу 15, и патрубком 20, подсоединенным к трубопроводу 4. Резервуар 2 снабжен устройством подогрева раствора (на чертеже не показано).

Установка работает следующим образом.

Загрязненный мелкодисперсный материал загружают через люк 13 в аппарат 1 для отмывки, при этом объем загружаемого материала составляет примерно 1/3 часть объема аппарата 1. Осуществляют подачу чистого подогретого моющего раствора под давлением порядка 3-10 кгс/см² посредством установленного в трубопроводе 4 насоса 5 из резервуара 2 в устройство 6 струйной подачи, размещенное в аппарате 1. При воздействии на материал формируемых устройством 6 струй моющего раствора происходит удаление с поверхности частиц материала углеводородных загрязнений и их эмульгирование, при этом образуется взвесь частиц отмываемого материала в моющем растворе, а также интенсивное перемешивание взаимодействующих в процессе отмывки масс, благодаря чему достигается эффективная очистка отмываемого материала от загрязнений. Дополнительно осуществляют разрыхление материала в процессе его отмывки с помощью шнека 9. За время процесса отмывки происходит частичное фазовое разделение эмульсии, при этом в верхней части аппарата 1 образуется слой углеводородов, слив которых осуществляется через патрубок 12 в специальный сборник (на чертеже не показан). Эмульгированная смесь продуктов отмывки и моющего раствора отбирается из верхней части аппарата 1 с помощью средства 7 и через трубопровод 8 поступает в разделительную емкость 3. В разделительной емкости происходит окончательное разделение эмульсии, при этом углеводороды скапливаются в верхней части емкости 3, откуда они сливаются через патрубок 17 в специальный сборник (на чертеже не показан). Регенерированный моющий раствор через патрубок 16 отводится из емкости 3 и с помощью насоса 18 по трубопроводу 15 через патрубок 19 подается в резервуар 2. Из резервуара 2 чистый моющий раствор вновь подается в аппарат 1, и, таким образом, отмывка материала происходит несколько раз в замкнутом цикле. Общее время процесса отмывки определяется степенью загрязнения материала и видом загрязнений. По окончании процесса отмывки материала осуществляют его дренирование с помощью трубки 11, после чего отмытый материал выгружают через люк 14. Для ускорения процесса выгрузки материала используют шнек 9.