УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПРИ ОЧИСТКЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРН ОТ ОСТАТКОВ ПЕРЕВОЗИМЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 1998 года по МПК C02F1/40 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки и подготовки железнодорожных цистерн под налив, а также для утилизации образующихся при этом отходов.

Известно устройство для утилизации отходов при очистке железнодорожных цистерн от остатков перевозимых нефтепродуктов, содержащее открытый самотечный сборный лоток, размещенный внутри рельсовой колеи, приемный колодец, флотатор-отстойник, флотатор многокамерный, резервуар очищенной воды, насосы. (Водопользование и очистка сточных вод на железнодорожном транспорте. Белан А.Е., Блошенко Г.Н.- М.: Транспорт, 1978, с. 147, рис. 56).

Наличие в известном устройстве открытого лотка для сбора и отведения стоков, размещенного внутри колеи между рельсами, вызывает необходимость каждый рельс технологического пути для очистки цистерн укладывать на отдельных полушпалах и крепить их независимо друг от друга, что требует производить укладку пути на сплошном бетонном основании, усложняет конструкцию и приводит к резкому удорожанию подрельсового основания, кроме того, для очистки открытого лотка, размещенного внутри технологического пути, требуется освобождать последний от цистерн и прекращать на длительное время подготовку цистерн под налив, что вызывает нарушение ритма перевозочного процесса.

Известно устройство для утилизации отходов при очистке и подготовке цистерн под налив на промывочно-пропарочной станции, содержащее технологические пути с открытыми лотками внутри колеи для сбора и отведения стоков, нефтеловушку, флотатор, резервуары для воды и нефтепродуктов, насосы оборотного водоснабжения и подачи воды на промывку цистерн. (Цистерны. Устройство, эксплуатация, ремонт. Справочное пособие. В.К.Губенко и др.- М.: Транспорт, 1990, с. 62, рис. 2.5).

В известном устройстве процесс пропарки, промывки и дегазации цистерн сопровождается большим количеством вредных выбросов в атмосферу парообразных углеводородов через верхнюю горловину, нижний сливной клапан обрабатываемой цистерны, а также из открытых лотков.

Известно устройство для беспропарочной обработки цистерн, содержащее резервуар для промывочной воды с парообогревателем, устройство для механизированной промывки, открытый лоток для стоков, нефтеловушку, насосы для подачи отстоенной воды и откачки нефтепродуктов (Железнодорожный транспорт, N 9, 1986, с. 43).

К недостаткам известного устройства относится то, что открытый лоток внутри колеи не приспособлен для раздельного слива на каждой позиции остатков нефтепродуктов и промывочной воды и потому предусмотрена двухпозиционная обработка цистерн. Слив больших остатков нефтепродуктов осуществляется на специально оборудованных позициях, а очистка на технологических путях, что вызывает дополнительную маневровую работу по перестановке цистерн. При отсутствии отдельных позиций для слива остатков нефтепродуктов последние сливаются в общий лоток, смешиваясь с промывочной водой, что вызывает необходимость увеличивать мощность очистных сооружений и затраты на их эксплуатацию и содержание.

В известном устройстве лоток выполнен с уклоном и не обеспечивает задержание основной массы твердых примесей, что приводит к быстрому заиливанию резервуаров, нефтеловушек, флотаторов, а очистка упомянутых сооружений от ила является операцией слабо механизированной и трудоемкой.

Известно устройство для подготовки цистерн под налив на промывочно-пропарочной станции, содержащее сбросные лотки для воды от промывки цистерн, обогреваемый лоток для приема и отведения остатков нефтепродуктов, отстойные резервуары, механизированную песколовку, флотатор-отстойник, нефтешламосборник, насосы (Очистка сточных вод предприятий железнодорожного транспорта. ВНТО железнодорожников и транспортных строителей.- М.: Транспорт. 1989, с. 39 - 51, рис. 4.2).

В известном устройстве не предусмотрена герметизация системы в процессе обработки цистерн от выбросов в атмосферу парообразных углеводородов, лотки размещены внутри колеи, что требует выполнения сплошного бетонного основания для укладки рельсового пути. Кроме того, слив промывочной воды и остатков нефтепродуктов производятся на разных позициях, что требует дополнительной маневровой работы по перестановке цистерн, причем открытый лоток для слива остатков нефтепродуктов выполнен обогреваемым.

Изобретение направлено на решение такой задачи, как обеспечение экологически безвредного процесса очистки цистерн от остатков перевозимых нефтепродуктов и повышение его эффективности путем производства тепловой обработки и промывки цистерн по закрытой схеме без выбросов парообразных углеводородов в атмосферу.

В устройстве должен быть предусмотрен раздельный слив остатков нефтепродуктов и промывочной воды в разные резервуары на всех позициях одновременно без дополнительной маневровой работы, а также полная механизация сбора и транспортировки твердого осадка на иловую площадку.

Технический результат изобретения - снижение вредного воздействия процессов на окружающую среду, уменьшение энергоемкости и обеспечение компактности устройства.

Устройство для утилизации отходов содержит рельсовый путь, систему подвода средств для внутренней обработки цистерн, включающую трубопроводы воды и пара, систему сбора и отведения стоков со сборными лотками, устройство для очистки стоков от нефтепродуктов и механических примесей, систему сбора, транспортировки и накопления твердого осадка, систему принудительной вентиляции с устройством для охлаждения и конденсации парообразных углеводородов.

Лоток системы сбора и отведения стоков выполнен в виде двух труб, уложенных без уклона головки рельса вне колеи для обработки цистерн, причем на каждой позиции трубы сообщены друг с другом сверху коллекторами с затворами. Коллекторы сообщены сверху с поворотными трубопроводами, выполняемыми с возможностью герметичного присоединения к нижнему сливному клапану цистерны, что позволяет через установленные на выходах коллектора пневмозатворы обеспечивать на каждой позиции раздельный слив из очищаемой цистерны остатков нефтепродуктов и промывочной воды в одну из двух труб лотка, не производя при этом перестановку цистерн на другую позицию.

Наличие на каждой позиции внутри колеи индивидуальных приемников стоков, сообщенных с коллекторами, позволяет собирать также ливневые и паводковые стоки. Кроме того, приемники стоков снабжены в нижней зоне резьбовыми пробками для подключения, в случае необходимости, к источнику пара для прогрева и очистки труб, соединяющих приемники с коллекторами.

Очистка стоков от нефтепродуктов и механических примесей непосредственно в лотке, а также полная механизация сбора и транспортировки твердого осадка на иловую площадку достигается тем, что трубы лотка уложены без уклона и снабжены на выходе отдельными устройствами слива с пнемозатворами для выпуска воды, нефтепродукта и твердого осадка, а также вентилями для подачи сжатого воздуха или пара. Такое исполнение лотка обеспечивает минимальную, регулируемую скорость истечения и максимальное выпадение твердых примесей в осадок.

Наличие пневмозатворов на входе и выходе стоков из труб обеспечивает возможность работы упомянутых труб в напорном режиме и удаления твердого осадка на иловую площадку путем подачи сжатого воздуха или пара. Трубы лотка могут использоваться также в качестве резервуаров-отстойников. Одна из труб лотка снабжена устройством для очистки стоков от нефтепродуктов и твердых примесей и сообщена с помощью затворов на выходе с резервуаром для осветленной воды, резервуаром для сбора нефтепродуктов и иловой площадкой, а вторая снабжена на выходе затворами и сообщена с резервуаром для сбора нефтепродуктов и иловой площадкой. Труба для очистки стоков может быть снабжена датчиком контроля раздела сред "вода-нефтепродукт", что позволяет осуществлять слив нефтепродуктов по мере его накопления по сигналу датчика.

Высокая степень очистки стоков от нефтепродуктов дополнительно достигается тем, что сливные устройства с пневмозатворами обеспечивают возможность выпуска очищенной воды из верхней зоны трубы лотка, а вход воды в сливное устройство возможен только из нижней зоны лотка, где достигается максимальная степень разделения воды и нефтепродукта за счет того, что устройство для слива осветленной воды размещено внутри цилиндрического кожуха, обеспечивающего поступление воды на слив только из нижней зоны. Кроме того, для слива накапливающегося сверху нефтепродукта труба лотка оснащена сливным устройством с пневмозатвором и датчиком контроля раздела сред "Нефтепродукт - вода".

Такое исполнение позволяет при постоянно закрытом затворе для слива нефтепродуктов периодически открывать последний только по сигналу датчика, причем датчик срабатывает, когда в трубе лотка накапливается определенное количество нефтепродукта и граница раздела сред "нефтепродукт - вода" опускается ниже верхней кромки сливного устройства, что предотвращает попадание воды в сливаемый нефтепродукт.

Таким образом, в изобретении одна из труб лотка совмещает функции приемника стоков, песколовки и нефтеловушки, а вторая обеспечивает прием нефтепродуктов, сливаемых без предварительного прогрева цистерн паром.

Сбор и утилизация парообразных нефтепродуктов в изобретении обеспечивается тем, что нижний сливной клапан цистерны в процессе ее очистки герметично сообщен посредством поворотного трубопровода с коллектором лотка, а верхняя зона коллектора сообщена трубопроводом с вентилятором, причем между вентилятором и коллектором размещен воздушный охладитель, одновременно верхняя зона обрабатываемой цистерны с помощью специальной крышки, закрепленной на горловине для подключения пара, воды и вентиляции, тоже герметично сообщена трубопроводом с охладителем и вентилятором.

Таким образом, обеспечивается сбор, охлаждение и перевод парообразных нефтепродуктов в жидкое состояние и сброс последних на очистные сооружения.

Использование изобретения резко сокращает затраты на монтаж железнодорожного пути за счет исключения необходимости его укладки на сплошном бетонном основании, многократно снижается мощность и стоимость строительства и эксплуатации очистных сооружений за счет обеспечения раздельного сбора нефтепродуктов и промывочной воды, сокращается расход тепла на обогрев лотка за счет использования технологического пара, ранее выбрасываемого через горловину и нижний сливной клапан цистерны в атмосферу.

На фиг. 1 схематически показан общий вид устройства; на фиг. 2 - узел размещения затворов в трубе для сбора нефтепродуктов; на фиг. 3 - узел размещения затворов в трубе для сбора и очистки стоков.

Устройство содержит железнодорожный путь 1 (фиг. 1) для обработки цистерн с индивидуальными приемниками 2 стоков внутри колеи на каждой позиции, продольный лоток для сбора стоков, выполненный из труб 3, 4 и уложенный вдоль железнодорожного пути вне колеи ниже головки рельса, коллекторы 5 с затворами 6, 7 на каждой позиции, охладитель 8 парообразных выбросов, герметично сообщенный на входе с коллектором 5 и верхней горловиной обрабатываемой цистерны 9 с помощью поворотного трубопровода 10 и крышки 11, установленной на горловине цистерны, а на выходе с вентилятором 12. Индивидуальные приемники 2 стоков сообщены наклонными трубопроводами 13 с коллектором 5 и оснащены резьбовыми пробками 14 для подключения пара при необходимости очистки трубы от загрязнений.

Трубы 3, 4 лотка оснащены сверху вентилями 15 для подачи пара или сжатого воздуха для периодической продувки и удаления твердого осадка. Нижний сливной клапан 16 очищаемой цистерны 9 сообщен поворотным трубопроводом 17, установленным на каждой позиции обработки цистерн, с верхней зоной коллектора 5, причем поворотный трубопровод оснащен подпружиненной телескопической насадкой 18 с захватами для соединения с фланцем нижнего сливного клапана 16 очищаемой цистерны.

Труба 3, предназначенная для приема сливаемых из цистерн без предварительного разогрева остатков нефтепродуктов, оснащена затвором 19 (фиг. 2) для слива нефтепродуктов и затвором 20 для удаления твердого осадка (нефтешлама).

Труба 4, предназначенная для приема конденсата и промывочной воды вместе с остатками нефтепродуктов, снабжена затвором 21 (фиг. 3) для слива осветленной воды, размещенным внутри цилиндрического кожуха 22, затвором 23 для слива нефтепродукта, затвором 24 для удаления твердого осадка и датчиком 25 раздела сред "вода - нефтепродукт". Причем затвор 21 и охладитель 8 сообщены с резервуаром 26 (фиг. 1) для накопления осветленной воды, оснащенным насосом 27, а затворы 19, 23 сообщены с резервуаром 28, оснащенным насосом 29 для реализации нефтепродукта.

Затворы 20, 24 сообщены трубопроводом с иловой площадкой для накопления и подсушивания твердого осадка (на чертеже не показана).

Кроме того, труба 4 на участке выпуска стоков может быть снабжена внутри в нижней зоне специальной перфорированной трубой для подачи воздуха на флотацию нефтепродукта, а также излучателем высокочастотных колебаний для ускорения процесса флотации и осаждения твердых примесей (условно не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Цистерны, подлежащие очистке от остатков ранее перевозимых нефтепродуктов, устанавливают на специализированный железнодорожный путь 1 (фиг. 1), поворотный трубопровод 17 с помощью телескопической насадки 18 подсоединяют к фланцу нижнего сливного клапана 16 очищаемой цистерны. Остатки нефтепродуктов с высокой текучестью, которые могут быть слиты без предварительного прогрева цистерны, сливают в трубу 3 лотка путем открытия нижнего сливного клапана 16 цистерны и затвора на коллекторе 5 при закрытом затворе 7. В процессе слива нефтепродукта затвор 20 (фиг. 2) постоянно закрыт, а затвор 19 открыт и обеспечивает сброс нефтепродукта в резервуар 28.

По окончании слива на горловину цистерны устанавливают крышку 11 для подключения коммуникаций пара, горячей воды, вентиляции, а также производят переключение затворов коллектора 5, закрывая затвор 6 и открывая затвор 7.

Тем самым обеспечивается в процессе последующей пропарки и промывки цистерны прием воды и остатков нефтепродуктов в трубу 4, не допуская попадания воды в трубу 3.

Слив остатков вязких и загустевших нефтепродуктов осуществляется с предварительным прогревом цистерны паром.

В процессе пропарки и промывки цистерн прием стоков обеспечивает только труба 4. При этом затвор 6 на входе закрыт, а затвор 7 открыт, затвор 21 (фиг. 3) на выходе открыт, затворы 23, 24 закрыты.

При таком положении затворов в трубе 4 поддерживается постоянный уровень стоков на отметке верха затвора 21, что обеспечивает возможность функционирования трубы 4 в режиме отстойника, причем отстой и разделение стоков на фракции могут быть дополнены подачей воздуха на флотацию нефтепродуктов и включением излучателя высокочастотных колебаний, многократно ускоряющего процесс флотации и осаждения твердых примесей, а наличие цилиндрического кожуха 22 предотвращает попадание нефтепродукта в сливаемую в резервуар 26 через затвор 21 осветленную воду.

Осветленная вода из резервуара 26 подается насосом 27 на промывку цистерн, а избыток ее сбрасывается в канализацию. Слив накопившегося сверху нефтепродукта производят открытием затвора 23 по сигналу датчика 25 раздела сред "Вода - Нефтепродукт", установленного ниже верхней кромки затвора 23, что предотвращает попадание воды в резервуар 28 для накопления нефтепродукта.

Толщина слоя и количество сливаемого единовременно нефтепродукта задается разницей уровней верхних кромок затворов 21 и 23.

Сбор и утилизация парообразных нефтепродуктов в процессе тепловой обработки цистерн обеспечиваются включением вентилятора 12, отсасывающего пары из верхней зоны коллектора 5 и из горловины цистерны 9 по трубопроводу 10 с подачей паров на охладитель 8 и сбросом конденсата из охладителя в резервуар 26.

Твердый осадок из трубы 4 удаляют по мере накопления на иловую площадку путем открытия вентиля 15 при закрытом затворе 7 коллектора 5, закрытых затворах 21 и 23 и открытом затворе 24, который сообщен трубопроводом с иловой площадкой. Удаление твердого осадка и очистка трубы обеспечиваются мощным водовоздушным потоком, создаваемым внутри трубы давлением воздуха или пара. Труба 3 очищается аналогичным способом.

Устройство предназначено для очистки и подготовки железнодорожных цистерн под налив и утилизации образующихся отходов. Устройство содержит рельсовый путь, лоток системы сбора и отведения стоков, выполненный в виде двух труб, которые уложены без уклона ниже головки рельса вне колеи. На каждой позиции трубы сообщены друг с другом сверху коллекторами с затворами. Одна из труб снабжена устройством для очистки стоков от нефтепродуктов и твердых примесей и сообщена с резервуаром для осветленной воды, резервуаром сбора нефтепродуктов и иловой площадкой. Вторая труба сообщена с резервуаром для сбора нефтепродуктов и иловой площадкой. Обе трубы имеют вентили для подачи пара или сжатого воздуха. Внутри колеи расположен индивидуальный приемник стоков, сообщенный с коллектором. Коллектор подсоединяется поворотным трубопроводом к сливному клапану цистерны. Устройство снабжено системой принудительной вентиляции, снабженной охладителем парообразных выбросов. Результат изобретения - снижение вредного воздействия на окружающую среду, уменьшение энергоемкости, обеспечение компактности устройства. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для утилизации отходов при очистке железнодорожных цистерн от остатков перевозимых нефтепродуктов, содержащее рельсовый путь, систему подвода средств для внутренней обработки цистерн, включающую трубопроводы воды и пара, систему сбора и отведения стоков со сбросными лотками, резервуарами и насосами, устройство для очистки стоков от нефтепродуктов и твердых примесей, систему сбора, транспортировки и накопления твердого осадка с иловой площадкой, устройство принудительной вентиляции, отличающееся тем, что лоток системы сбора и отведения стоков выполнен в виде двух труб, уложенных без уклона ниже головки рельса вне колеи для обработки цистерн, причем на каждой позиции трубы сообщены одна с другой сверху коллекторами с затворами, при этом одна из труб снабжена устройством для очистки стоков от нефтепродуктов и твердых примесей и сообщена с помощью затворов на выходе с резервуаром для осветленной воды, резервуаром для сбора нефтепродуктов и иловой площадкой, а вторая снабжена на выходе затворами и сообщена с резервуаром для сбора нефтепродуктов и иловой площадкой, дополнительно обе трубы снабжены вентилями для подачи пара или сжатого воздуха, кроме того, внутри колеи каждая позиция обработки цистерн оснащена индивидуальным приемником стоков, сообщенным с коллектором, а последний соединен сверху с поворотным трубопроводом, выполненным с возможностью герметичного присоединения к нижнему сливному клапану цистерны, а система принудительной вентиляции снабжена охладителем парообразных выбросов, вход которого герметично сообщен посредством трубопроводов с горловинами цистерн и коллекторами системы отведения стоков, а выход - с вентилятором. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что затвор для слива осветленной воды в трубе для очистки стоков снабжен сверху цилиндрическим кожухом и размещен выше затвора для слива нефтепродуктов, а датчик контроля раздела сред размещен ниже верхней кромки затвора для слива нефтепродуктов. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что труба для очистки стоков снабжена внутри перфорированной трубой для подачи сжатого воздуха и излучателем высокочастотных колебаний. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индивидуальные приемники стоков снабжены в нижней зоне резьбовыми пробками.