ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2075447

ЛИНИЯ ДЛЯ СБОРА, ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ШЛАМОВ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГРУНТОВ

ЛИНИЯ ДЛЯ СБОРА, ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ШЛАМОВ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГРУНТОВ

Имя изобретателя: Зоркин Владимир Алексеевич; Бушуева Нина Николаевна; Моисеев Павел Александрович; Чалченко Виктор Павлович; Айсин Евгений Хамзеевич; Кузьмин Александр Викторович; Сухов Сергей Павлович; Тимохов Владимир Яковлевич; Перунов Александр Васильевич 
Имя патентообладателя: Зоркин Владимир Алексеевич; Бушуева Нина Николаевна; Моисеев Павел Александрович; Чалченко Виктор Павлович; Айсин Евгений Хамзеевич; Кузьмин Александр Викторович; Сухов Сергей Павлович; Тимохов Владимир Яковлевич; Перунов Александр Васильевич 
Адрес для переписки: 1994.04.08
Дата начала действия патента:  

Использование: переработка нефтяных шламов и обезвреживание грунтов. Сущность изобретения: установки 2 и 3 содержат поворотную раму со стрелой, устройство размыва донного осадка с механизмом регулирования интенсивности размыва, механизм поворота рамы со стрелой, механизмы подъема стрелы. Установки 4 и 8 разделения нефтешлама и донного осадка снабжены емкостью приема и разделения нефтешлама, которая оборудована устройствами ввода водяного пара, вывода водно-иловой суспензии. Установка 5 и 6 очистки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов снабжены емкостью обработки водно-иловой суспензии и выращивания биологических штаммов, устройствами ввода питательных добавок, устройствами ввода водно-иловой суспензии, ввода сжатого воздуха, ввода водяного пара. Установка 11 комплексной очистки грунтов аэробными и анаэробными микроорганизмами содержит емкость обработки механических примесей, устройства ввода питательных добавок, устройство ввода водно-иловой суспензии совместно с микроорганизмами, а также оборудована устройством перемешивания и выгрузки очищенных механических примесей и подогревателем. Установка 12 утилизации биомассы снабжена емкостью обработки грунтов с устройствами ввода питательных добавок, устройством перемешивания и выгрузки очищенного грунта, устройством 79 вывода колоний споровых тел и подогревателем. Линия оборудована также устройствами подачи деэмульгаторов.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей промышленности и, в частности к установкам для переработки нефтешламов и обезвреживания грунтов.

Известна обработка нефтешламов с помощью намывных фильтров, устройств для обработки осадка углеводородным растворителем и водяным паром [1]

Известна установка шведской фирмы Альфа-Лаваль [2] для обработки нефтешлама, основное назначение которой выделение очищенной нефти из свежего ловушечного нефтепродукта.

Известно оборудование для сточных вод [3] и оборудование для обработки почвы и шламов [4] Данное оборудование позволяет осуществлять обработку отходов аэробными микроорганизмами при влажности среды 80% Используемое оборудование для очистки водной суспензии позволяет эффективно работать только с одним типом грунтов песком и вовсе не позволяет выводить взвешенные частицы илы. По завершении обработки вся масса накопленных микроорганизмов вместе с песком выводится на природу, создавая опасность для нее и нанося ущерб окружающей среде.

Известна линия [5,6] содержащая установки сбора, разделения, переработки нефтешламов, в которых смонтированы насосы, заборные устройства, отстойники, фильтры, подогреватели, центрифуга, сепараторы, устройства для подачи деэмульгаторов, принятая за прототип [6] Недостаток известной линии в том, что обезвреживание замазученных механических примесей производится на установке термообезвреживания. Изготовление и монтаж установки термообезвреживания требует больших капитальных затрат и выполняется в стационарном исполнении по причине значительных габаритных размеров оборудования. Сбор донного осадка больших по площади шламонакопителей затруднен и связан с наличием большого количества гибких рукавов для подвода воздуха к насосу, заборному устройству и отвода собранного данного осадка от насоса.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение сбора донного осадка больших шламонакопителей, повышение степени очистки нефтепродуктов и воды, получаемых при переработки нефтешламов, обеспечение обезвреживания илов, сокращение капитальных затрат на строительство линии, повышение степени обезвреживания отходов, грунтов, сокращение возможных нарушений баланса биофлоры от воздействия выводимых микроорганизмов, количество которых в миллионы раз превышает естественный фон.

Указанная цель достигается тем, что линия, содержащая установки сбора, разделения, переработки нефтешламов, в которых смонтированы насосы, заборные устройства, термоотстойники, фильтры грубой и тонкой очистки, смесители, гидроциклон, центрифуга, сепараторы, устройства для подачи деэмульгаторов, согласно изобретению снабжена установкой сбора и перекачивания донного осадка, установкой очистки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов, установкой комплексной очистки грунтов аэробными и анаэробными микроорганизмами, установкой утилизации биомассы, а установка разделения нефтешлама и донного осадка оборудована устройством для вывода водно-иловой суспензии, при этом установка сбора и перекачивания донного осадка снабжена поворотной рамой со стрелой изменяющейся геометрии, устройством размыва донного осадка водой с механизмом регулирования интенсивности размыва, а на поворотной раме смонтированы механизмы поворота, подъема стрелы и насос сбора, перекачивания донного осадка, установка очистки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов снабжена устройствами ввода питательных добавок, емкостью обработки водно-иловой суспензии, культивирования биологических штаммов, которая оснащена устройствами ввода водно-иловой суспензии, ввода водяного пара, ввода сжатого воздуха, вывода очищенной воды и вывода водно-иловой суспензии совместно с микроорганизмами, установка комплексной очистки грунтов аэробными и анаэробными микроорганизмами снабжена устройствами ввода питательных добавок, емкостью обработки грунтов, которая оборудована устройствами приема грунтов, ввода водно-иловой суспензии с микроорганизмами, ввода сжатого воздуха, перемешивания и вывода грунтов, установка утилизации биомассы снабжена устройствами ввода питательных добавок, емкостью обработки грунтов, которая оборудована устройствами приема грунтов, вывода гибкой биомассы, перемешивания и вывода обезвреженных грунтов.

Снабжение линии установкой сбора и перекачивания донного осадка, установкой очистки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов, установкой комплексной очистки грунтов аэробными и анаэробными микроорганизмами, установкой разложения биомассы, установкой разделения нефтешлама и донного осадка с устройствами вывода водно-иловой суспензии позволяет обеспечить сбор донного осадка больших шламонакопителей, повысить степень очистки нефтепродуктов и воды, получаемых при переработке нефтешламов, обеспечить обезвреживание илов, повысить степень обезвреживания механических примесей (грунтов), исключить нарушение баланса биофлоры от воздействия выводимых микроорганизмов, количество которых в миллионы раз превышает естественный фон, сократить капитальные затраты на строительство линии. Таким образом, можно сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков и техническим эффектом, перечисленным выше.

Предлагаемая линия для сбора, переработки нефтяных шламов и обезвреживания грунтов представлена на чертежах, где 

ЛИНИЯ ДЛЯ СБОРА, ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ШЛАМОВ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГРУНТОВ

Фиг.1 блок-схема линии.

ЛИНИЯ ДЛЯ СБОРА, ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ШЛАМОВ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГРУНТОВ

Фиг.2 общий вид линии.

Линия состоит из следующих установок: установка сбора и перекачивания нефтешлама Т04.01.-1, установка сбора и перекачивания донного осадка Т04.02. -2, установка сбора и перекачивания донного осадка Т04.03.-3, установка разделения нефтешлама и донного осадка Т05.01.-4, установка очистки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов (Т05.03.-5), установка разделения нефтешлама и донного осадка Т05.01.-6, установка очистки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов Т09.03.-7, установка отмывки грунтов Т08.01.-8, установка очистки нефтешлама Т06.01.-9, установка получения очищенных нефтепродуктов и воды Т07.01.-10, установка комплексной очистки грунтов аэробными и анаэробными микроорганизмами Т09.01. -11, установка утилизации биомассы Т09.02.-12.

Линия включает вспомогательное оборудование: приемный бункер 13, конвейер 14, бункер выгружной 15, термоотстойник 16.

Установка сбора и перекачивания нефтешлама Т04.01.-1 обеспечивает сбор, подтягивание нефтешлама, измельчение сгустков нефтешлама, травы, веток и перекачивание нефтешлама. Установка Т04.01 содержит насос 17, заборник-измельчитель 18, ограждение 19, двухстороннюю комбинированную лебедку 20, катушки для укладки ограждения 21, 22.

Установка сбора и перекачивания донного осадка Т04.02.-2 обеспечивает забор донного осадка, измельчение сгустков нефтешлама, мусора и перекачивание донного осадка. Установка Т04.02. содержит насос 23, заборник-измельчитель 24.

Установка сбора и перекачивания донного осадка Т04.03.-3 обеспечивает забор донного осадка, размыв донного осадка водой и перекачивание донного осадка. Установка Т04.03. содержит насос 25, поворотную раму со стрелой 26, устройство размыва донного осадка с механизмом регулирования интенсивности размыва 27, устройство сбора донного осадка 28, механизм поворота рамы со стрелой 29, механизмы подъема стрелы 30, 31.

Установка разделения нефтешлама и донного осадка Т05.01.-4,6 обеспечивает отделение и вывод крупных механических примесей размером более 10 мм, нагрев нефтешлама и донного осадка до температуры 45-50oC, отмывку деэмульгатором и водяным паром песка, отделение воды, вывод механических примесей (грунта), нефтяной и водной фаз, водно-иловой суспензии. Установка Т05.01. содержит устройство подачи деэмульгатора 32, самоочищающийся фильтр 33, емкость приема и разделения нефтешлама 34, с конвейером вывода механических примесей 35 и насосы 36, 37. Емкость 34 оборудована внутренними устройствами для разделения и вывода нефтяной и водяной фаз (на чертеже не показаны), устройствами ввода водяного пара 38, вывода водно-иловой суспензии 39.

Установка очистки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов Т09.03.-5,7 обеспечивает прием водно-иловой суспензии, очистку воды, ила, выращивание микроорганизмов, вывод очищенной воды и очищенной водно-иловой суспензии совместно с выращенными микроорганизмами. Установка Т09.03. содержит емкость обработки водно-иловой суспензии и выращивания биологических штаммов 40, устройства ввода питательных добавок 41, 42. Емкость 40 оборудована внутренними устройствами очистки водно-иловой суспензии (на чертеже не показаны), устройствами ввода водно-иловой суспензии 43, ввода сжатого воздуха 44, ввода водяного пара 45, вывода очищенной воды 46 и вывода очищенной водно-иловой суспензии совместно с выращенными микроорганизмами 47.

Установка отмывки грунтов Т08.01.-8 обеспечивает отмывку замазученных механических примесей от нефтепродуктов растворителем и водяным паром. Установка Т08.01. содержит комбинированное устройство 48 приема, перемешивания, отмывки замазученных механических примесей растворителем, устройство 49 ввода растворителя, устройство 50 ввода водяного пара, емкость 51 отмывки механических примесей с конвейером 52 выгрузки отмытых механических примесей.

Установка очистки нефтешлама Т06.01.-9 обеспечивает нагрев нефтешлама до температуры 75-80oС, отделение, отмывку и вывод механических примесей. Установка Т06.01. содержит устройства подачи деэмульгатора 53, 54, подогреватель-смеситель 55, центрифугу 56, деаэратор 57, насос 58 и фильтр 59,60.

Установка получения очищенных нефтепродуктов и воды Т07.01.-10 обеспечивает догрев нефтешлама до температуры 90-98oC, разделение на очищенные нефтепродукт и воду, а также очистку нефтепродукта и воды от механических примесей. Установка Т07.01. содержит подогреватель-смеситель 61, сепараторы 62, 63, емкость приема и разделения периодических "отстрелов" сепараторов 64 с конвейером 65 выгрузки механических примесей.

Установка комплексной очистки грунтов аэробными и анаэробными микроорганизмами Т09.01.-11 обеспечивает комплексную очистку водно-иловой суспензии и механических примесей от сложных углеводородных соединений, фенолов и других вредных соединений с применением аэробных и анаэробных микроорганизмов. Установка Т09.01. содержит емкость 66 обработки механических примесей и устройства 67, 68 ввода питательных добавок. Емкость 66 оборудована устройством 69 приема механических примесей, устройством 70 ввода водно-иловой суспензии совместно с микроорганизмами, устройством 71 ввода сжатого воздуха, устройством 72 перемешивания и выгрузки очищенных механических примесей совместно с микроорганизмами и подогревателем 73.

Установка утилизации биомассы Т09.02-12 обеспечивает разложение биомассы, в том числе и накопленных на предыдущих стадиях очистки микроорганизмов, на углекислый газ и воду, а также дополнительно позволяет выделить тяжелые металлы. Разложение биомассы осуществляют споровые микроорганизмы (грибы). Установка Т09.02 содержит емкость 74 приема, обработки механических примесей, биомассы и устройства 75, 76 ввода питательных добавок. Емкость 74 оборудована устройством 77 приема механических примесей, биомассы, устройством 78 перемешивания и выгрузки очищенных механических примесей, устройством 79 вывода колоний споровых тел и подогревателем 80.

Приемный бункер Т18.02-13 (см. фиг.1) обеспечивает прием механических примесей (грунта) с установок 4, 8, 9, 10 и подачу их на конвейер 14.

Конвейер Т18/03-14 обеспечивает транспортирование механических примесей (грунта) из приемного бункера 13 на установку 11.

Термоотстойник 16 обеспечивает дополнительную очистку нефтепродукта за счет более длительного по времени отстоя нефтешлама, чем на установке 4.

Бункер выгружной 15 обеспечивает прием механических примесей (грунта) с установок 9, 10. Механические примеси (грунт) вместе с бункером транспортируются погрузчиком к приемному бункеру 13. Бункер выгружной 15 обеспечивает выгрузку механических примесей (грунта) в приемный бункер 13.

ЛИНИЯ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

На поверхности шламонакопителя раскладывается ограждение 19, оба конца которого закрепляются на двухсторонней комбинированной лебедке 20. В зависимости от ветровой нагрузки лебедкой 20 вытягивается правый, или левый, либо оба конца ограждения, которые укладываются на катушках 21, 22, в результате внутри огороженного участка нефтешлама создается нагрузка на верхние слои нефтешлама. Нефтешлам забирается и перекачивается насосом 17, на всасывающем патрубке которого расположен заборник-измельчитель 18 для измельчения сгустков нефтешлама, травы, веток и другого мусора.

Собранный нефтешлам насосом 17 подается на установку 4. Устройством 32 в поток нефтешлама подается деэмульгатор, нефтешлам поступает на самоочищающийся фильтр 33, задержанные крупные частицы выводятся из фильтра в тару для сбора мехпримесей. Фильтрат из фильтра 33 поступает в емкость 34.

Через устройство 38 в емкость 34 подается водяной пар, который нагревает нефтешлам до температуры 50oC, повышая активность воздействия деэмульгатора, а также дополнительно отмывая механические примеси. Под воздействием деэмульгатора и водяного пара разрушаются нефтяные эмульсии и отмываются замазученные механические примеси (грунты). Емкость 34 оборудована внутренними устройствами (на чертеже не показаны), благодаря которым обеспечивается расслоение нефтешлама на нефтяную, водную фазы и механические примеси. Нефтяная и водная фазы откачиваются насосами 36, 37. Емкость 34 оборудована устройством регулирования уровня отбора водной фазы (на чертеже не показано), с помощью которого установка обеспечивает высокие показатели очистки нефтешлама с малым содержанием нефтепродукта, так и с большим. При помощи устройства 39 из емкости 34 выводится водно-иловая суспензия (мелкие механические частицы, илы совместно с водной фазой), которая откачивается устройством 43 и подается в емкость 40. Через устройство 44 в емкость 40 подается сжатый воздух, а через устройство 45 водяной пар, в емкости поддерживается температура 30oC. В емкость 40 через люк (на чертеже не показан) загружается начальная порция микроорганизмов. Попадая в благоприятные условия (наличие питательной среды, обильная аэрация, оптимальная температура), микроорганизмы начинают усиленно развиваться и размножаться. При недостаточно обильном питании в емкость 40 устройствами 41, 42 подаются питательные добавки. Таким образом, в емкости 40 имеется в наличии огромное количество сильных, здоровых микроорганизмов. Очищенная вода из емкости 40 выводится устройством 46 и направляется на размыв донного осадка в шламонакопитель.

Откачиваемая насосом 37 водная фаза направляется на размыв донного осадка в шламонакопитель.

В зависимости от степени и разновидности загрязнений обрабатываемой среды может быть несколько установок 5 (для выращивания различных типов биологических штаммов).

Выводимая из емкости 34 нефтяная фаза насосом 36 подается в термоотстойник 16, в котором при температуре 70oC окончательно очищается дополнительным отстоем. В результате получаем очищенный нефтепродукт.

Донный осадок, размываемый водой, забирается насосом 23, на всасывающем патрубке которого установлен заборник-измельчитель 24.

Донный осадок устройством 27 установки 3 размывается водой, направление и интенсивность размыва регулируются. Размытый донный осадок через устройство 28 насосом 25 забирается и подается на последующую обработку. При помощи поворотной рамы 26 осуществляется изменение зоны забора донного осадка, а механизмами 30, 31 изменяется геометрия стрелы и уровень (глубина) забора донного осадка.

Донный осадок направляется на установку 6, которая выполняет функции, аналогичные установке 4. Водная фаза с установки 6 также направляется на установку очистки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов 7. В зависимости от степени и разновидности загрязнений обрабатываемой среды установок 7 может быть несколько (для выращивания различных типов биологических штаммов).

Нефтяная фаза с установки 6 направляется на установку 9. Для обеспечения высокой степени очистки при работе с нефтешламами со сроком хранения 10 лет и более нефтяные фазы с установок 4, 6 могут быть объединены и общим потоком направлены на переработку. В поток нефтешлама устройством 53 подается деэмульгатор, нефтешлам поступает в подогреватель-смеситель 55, в котором нагревается водяным паром до температуры 80oC, и подается на центрифугу 56. Под воздействием центробежных сил в сочетании с воздействием деэмульгатора и температуры нефтешлам очищается от механических примесей, которые выводятся из центрифуги в бункер выгружной 15. Фугат (очищенный от механических примесей нефтешлам) поступает в деаэратор 57, освобождается от пены, воздуха и насосом 58 подается на фильтры 59, 60, очищается от частиц размером более 0,5 мм и направляется на установку 10. Во всасывающую линию насоса 58 устройством 54 подается деэмульгатор.

На установке 10 нефтешлам догревается до температуры 95oC в подогревателе-смесителе 61 и сепарируется в центробежном сепараторе 62. Под воздействием деэмульгатора, температуры и центробежных сил делятся самые стойкие нефтяные эмульсии и отделяются мелкодисперсные механические частицы. Сепаратор 62 выводит чистый нефтепродукт, воду и периодически по команде - механические примеси совместно с частью водной фазы. Чистый нефтепродукт выводится с установки как готовый продукт, а вода повторно сепарируется в сепараторе 63 с получением чистой воды. Периодически выводимые с сепараторов 62, 63 "отстрелы" (механические примеси с водой) собираются в емкость 64, в которой осаждаются механические примеси, и конвейером 65 выводятся в бункер выгружной 15.

Механические примеси с установки 6 конвейером 35 подаются в комбинированное устройство 48, в котором отмываются растворителем, подаваемым устройством 49. Отмытые растворителем механические примеси выводятся в емкость 51, в нижнюю часть которой через устройство 50 вводится водяной пар. Механические примеси отмываются водяным паром и конвейером 52 с нижнего уровня емкости 51 выводятся с установки.

Механические примеси с установок 4, 8, 9 и 10 объединяются и подаются в приемный бункер 13, из которого конвейером 14 подаются на установку 11 в емкость 66 через устройство 69. В емкость 66 через устройство 70 с установок 5 или 7 подается водно-иловая суспензия совместно с выращенными микроорганизмами. В емкость 66 устройствами 67, 68 подаются питательные добавки, а устройством 71 подается сжатый воздух. Подогревателем 73 в емкости 66 поддерживается температура 30oC. В процессе очистки и по завершении ее механические примеси перемешиваются и выгружаются устройством 72. По завершении цикла очистки аэробными микроорганизмами отключают подачу сжатого воздуха и продолжают очистку механических примесей (грунта) в анаэробных условиях, при этом вводит порцию анаэробных микроорганизмов.

Очищенные механические примеси совместно с отмершими аэробными и анаэробными микроорганизмами выгружают устройством 72 через устройство 77 в емкость 74 установки 12. В емкость 74 устройствами 75, 76 подаются питательные добавки и загружают через люк (на чертеже не показан) начальную фазу споровых микроорганизмов (грибов), которые разлагают накопленные аэробные и анаэробные микроорганизмы на углекислый газ и воду. Периодически устройством 78 механические примеси совместно с биомассой перемешиваются. По завершении процесса утилизации биомассы обезвреженные механические примеси устройством 78 выводятся в окружающую среду. При выгрузке обезвреженных механических примесей устройством 79 отделяются колонии споровых тел, которые высушиваются и направляются на последующую обработку для выделения из них отдельных накопленных элементов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Линия для сбора, переработки нефтяных шламов и обезвреживания грунтов, содержащая установки сбора, разделения, переработки нефтешламов, в которых смонтированы насосы, заборные устройства, термоотстойники, фильтры грубой и тонкой очистки, смесители, гидроциклон, центрифуга, сепараторы, устройства для подачи деэмульгаторов, отличающаяся тем, что линия снабжена установкой сбора и перекачивания донного осадка, установкой очистки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов, установкой комплексной очистки грунтов аэробными и анаэробными микроорганизмами, установкой утилизации биомассы, а установка разделения нефтешлама и донного осадка оборудована устройством для вывода водно-иловой суспензии, при этом установка сбора и перекачивания донного осадка снабжена поворотной рамой со стрелой изменяющейся геометрии, устройством размыва донного осадка водой с механизмом регулирования интенсивности размыва, а на поворотной раме смонтированы механизмы поворота, подъема стрелы и насос сбора, перекачивания донного осадка, установка очистки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов снабжена устройствами ввода питательных добавок, емкостью обработки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов, которая оснащена устройствами ввода водно-иловой суспензии, ввода водяного пара, ввода сжатого воздуха, вывода очищенной воды и вывода водно-иловой суспензии совместно с микроорганизмами, установка комплексной очистки грунтов аэробными и анаэробными микроорганизмами снабжена устройствами ввода питательных добавок, емкостью обработки грунтов, которая оборудована устройствами приема грунтов, ввода водно-иловой суспензии с микроорганизмами, ввода сжатого воздуха, перемешивания и вывода грунтов, установка утилизации биомассы снабжена устройствами ввода питательных добавок, емкостью обработки грунтов, которая оборудована устройствами приема грунтов, вывода грибной биомассы, перемешивания и вывода обезвреженных грунтов.

Версия для печати
Дата публикации 19.02.2007гг


вверх