УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ, ГРУНТОВ И НЕФТЕШЛАМОВ Российский патент 2008 года по МПК B09C1/00 C02F11/00 C02F101/32 

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, МПК⁷ 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, МПК⁷ 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.

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.

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.