Установка для очистки нефтесодержащих вод
Номер патента: 23257
Опубликовано: 15.11.2010
Авторы: Сазонов Геннадий Васильевич, Пелипенко Олег Владимирович
Формула / Реферат
Изобретение относится к устройствам очистки нефтесодержащих вод. Установка для очистки нефтесодержащих вод, содержит корпус, снабженный патрубками для ввода нефтесодержащих вод и их составляющих, причем корпус выполнен в виде многосекционного отстойника, секция которого сформирована вертикальными перегородками в корпусе, отстоящими друг от друга по длине корпуса, отличающаяся тем, что она снабжена патрубком отвода газовых продуктов, сообщенным с камерой, для сбора осветленной воды и через вентиль с камерой для сбора нефтепродукта, внутри каждого отстойника между вертикальными перегородками размещена стенка с проходами в зоне дна корпуса для воды и в зоне его верхней части для нефтепродукта и воды, а в средней части каждой вертикальной перегородки выполнена щель площадь, которой вычисляется по формуле
n = 2Sd, мм2, (1).
где Sd - сечение патрубка для ввода нефтесодержащих ввод (поз. 2 Фиг. 1), мм2.
При этом камера для сбора осветленной воды сообщена с предыдущей секции отстойника через проход в зоне дна корпуса, а камера для сбора нефтепродукта сообщена с этой же секцией через проход расположенный в зоне верхней части (верхней стенки или крыши). Установка снабжена патрубком отвода газовых продуктов, сообщенным с камерой для сбора осветленной воды и через вентиль с камерой для сбора нефтепродукта фиг. 1.
Текст
(51) 01 1/40 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ отстоящими друг от друга по длине корпуса,отличающаяся тем, что она снабжена патрубком отвода газовых продуктов, сообщенным с камерой,для сбора осветленной воды и через вентиль с камерой для сбора нефтепродукта, внутри каждого отстойника между вертикальными перегородками размещена стенка с проходами в зоне дна корпуса для воды и в зоне его верхней части для нефтепродукта и воды, а в средней части каждой вертикальной перегородки выполнена щель площадь, которой вычисляется по формуле 2, мм 2,(1). где- сечение патрубка для ввода нефтесодержащих ввод (поз. 2 Фиг. 1), мм 2. При этом камера для сбора осветленной воды сообщена с предыдущей секции отстойника через проход в зоне дна корпуса, а камера для сбора нефтепродукта сообщена с этой же секцией через проход расположенный в зоне верхней части(верхней стенки или крыши). Установка снабжена патрубком отвода газовых продуктов, сообщенным с камерой для сбора осветленной воды и через вентиль с камерой для сбора нефтепродукта фиг. 1.(76) Сазонов Геннадий ВасильевичПелипенко Олег Владимирович(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД(57) Изобретение относится к устройствам очистки нефтесодержащих вод. Установка для очистки нефтесодержащих вод,содержит корпус,снабженный патрубками для ввода нефтесодержащих вод и их составляющих, причем корпус выполнен в виде многосекционного отстойника,секция которого сформирована вертикальными перегородками в корпусе, 23257 Изобретение относится к устройствам очистки нефтесодержащих вод и может быть использовано в судостроении,машиностроении,пищевой,нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также в строительстве, на транспорте, энергетике и других отраслях промышленности, где происходит образование промывных,ливневых и технологических загрязненных вод, содержащих нефтепродукты наряду с другими растворенными и механическими примесями. В связи с резким увеличением числа предприятий,занимающихся производством,хранением, перевалкой, оптовой и розничной реализацией нефти и нефтепродуктов, отсутствием на большинстве объектов (нефтебазы, АЗС, склады ГСМ,мазутохранилища) обустроенных и эффективно работающих систем сбора и очистки ливневых и аварийных стоков и факельного хозяйства, возрастает загрязнение почв, водоемов и атмосферы нефтепродуктами. В результате загрязнения нефтепродуктами является наиболее значительным и распространенным видом загрязнения окружающей среды. Загрязнение атмосферы, грунтов и подземных вод на территориях АЗС и других объектов обеспечения нефтепродуктами вызвано утечками нефтепродуктов. Причинами утечек могут быть разные факторы технический (разгерметизация резервуаров и других емкостей, неисправности технологического оборудования) и человеческий(разливы нефтепродуктов по неосторожности). Особенно остро стоит проблема очистки нефтесодержащих вод при транспортировке нефтепродуктов. Существует такая проблема и в энергетике, строительстве, машиностроении и в разных отраслях металлургической и пищевой промышленностей. Количество нефтепродуктов в нефтесодержащих водах колеблется в широких пределах. Нефть и нефтепродукты, попадая в воду,загрязняют ее, находясь при этом в различных состояниях свободная нефть, нестабилизированные дисперсии,стабилизированные дисперсии,молекулярно растворенная нефть, обволакивающая твердые включения. Нефтесодержащие воды - это,как правило, многокомпонентные и многофазные системы. В сточных водах часто присутствует сырая нефть, различные виды топлива, растворители,минеральные масла и различные смазки и присадки. Основным источником загрязнения жидкостей является топливо. Бензины представляют собой смесь парафинов (С 5-С 12), олефинов, нафтеновых и ароматических углеводородов. Дизельное топливо и мазуты содержат углеводороды с большой молекулярной массой, однако, летучие углеводороды в них тоже присутствуют. Вода может находиться в топливе в растворенном виде, в свободном состоянии и в виде водотопливной эмульсии. Растворимость воды зависит от химического состава топлива и температуры. Свободная вода находится обычно на 2 дне резервуаров. В легких маловязких топливах вода быстро оседает на дно. В более тяжелых высоковязких топливах вода может образовывать водотопливные эмульсии, которые не разлагаются под действием температуры и сил гравитации. Устойчивость эмульсий повышается с увеличением содержания в топливе смолистых и высокомолекулярных соединений,а также сернистых соединений. Топливные эмульсии - это грубодисперсные системы с размером частиц 1-100 мкм и более. Органические и неорганические соединения присутствуют в топливе в виде механических примесей. Средняя плотность смеси нефтепродуктов,содержащихся в льялах машинных отделений судов,оценивается в 0,85-0,97 г/см 3, т.е. несколько превышает среднее значение плотности нефтепродуктов, используемых на судах (0,83-0,94 г/см 3). Среднее содержание механических примесей в льяльных водах 0,006, рН 5,9-7,1. Степень дисперсности нефти в них различна. Кроме нефтепродуктов в нефтесодержащих водах,например судовых, присутствуют различные механические примеси частицы краски, кусочки и волокна осыпающейся при вибрации и качке изоляции, волос и щетина щеток и швабр,различные набивочные и абразивные материалы,продукты коррозии, осмоленные нефтепродукты,моющие средства и ПАВ, водоросли и планктон. Вода с низкомолекулярными углеводородами,включая парафины (5-8), производные бензола и циклогексана(спирты,альдегиды, кетоны, эфиры), образуют нераздельно кипящие смеси (азеотропы), летучесть которых намного выше, чем у образующих их компонентов(С.П. Огородников, Т.М. Лестева, В.Б. Коган. Азеотропные смеси. Справочник М. Химия, 1971,848 с). Именно этим объясняется пахучесть(нефтесодержащих вод и взрывоопасность). В процессе транспортировки и переработки нефтесодержащие воды перемешиваются и нагреваются, что ускоряет испарение азеотропов. По этой же причине основная часть перечисленных азеотропообразующих примесей улетучиваются,загрязняя атмосферу. Испарение низкомолекулярных углеводородов не только наносит экологический вред, ухудшает условия труда и создает взрывоопасность. Из отсепарированных нефтепродуктов,не содержащих азеотропообразующих углеводородов, очень трудно отогнать растворенную воду, которой обычно содержится в них до 20-30. При такой обводненности нефтепродукты не представляют ценности как топливо из-за низкой теплотворной способности (вся теплота расходуется на испарение воды). Чтобы снизить содержание воды в нефтепродуктах, одним из наиболее эффективных и экономичных способов оказывается добавление в сырые нефтепродукты азеотропообразующих уводителей (с последующей отгонкой азеотропов 23257 Состояние нефтепродуктов в нефтесодержащих водах и их состав имеют определяющее значение для выбора способа обработки этих вод с целью их очистки. Очистка нефтесодержащих вод осуществляется в сепараторах гравитационного,флотационного,коалесцирующего и центробежного типов, а также путем частичной и полной фильтрации,электрообработки, флотации. Наиболее часто в малогабаритных установках, предназначенных для работы, например, в нестационарных условиях,обработка проводится в две ступени грубая и тонкая очистка. В качестве первой ступени для выделения основной массы нефти, механических примесей и высоковязких включений применяют отстойники гравитационного типа или коалесцирующие сепараторы с блоком пластин,которые могут выполняться как плоскими, так и гофрированными. Более тонкая очистка осуществляется на сорбционных или коалесцирующих фильтрах. Существенным недостатком фильтров является ограниченный ресурс работы их элементов. Стремление получить хорошую очистную способность вызывает необходимость уменьшать размер пор в фильтрующих элементах, что приводит к быстрому их закупориванию. Попытки повысить эффективность работы тонкослойных отстойников путем увеличения числа пластин в объеме аппарата натолкнулись на препятствие. При уменьшении расстояния между горизонтальными или наклонными пластинами до 150-200 мм эффективность сепарации действительно возрастает (за счет уменьшения необходимого времени сепарации). Однако дальнейшее сужение щелевых каналов не дает ожидаемого эффекта. Причина указанной аномалии(эффекта Пуазейля) заключается в том, что в узких каналах поток оттесняет частицы к стенке канала,причем направление действия потока не всегда совпадает с действием гравитационного поля (А.А. Евдокимов. Об использовании эффекта Пуазейля для обработки водно-жировых эмульсий. С-Пб МЖП,1-2, 1995,с. 42-48). Так, в горизонтально и наклонно ориентированных щелевых каналах сила Пуазейля оттесняет частицы нефти, перемещаемые водой, к ближайшей стенке, а результирующая гравитационного поля, как известно - к верхней. По этой причине частицы нефтепродукта, находящиеся в верхней половине щелевого канала, сепарируются быстрее, чем в свободной неподвижной воде, а те,что оказались в нижней половине - намного медленнее или вовсе не сепарируются (А.А. Евдокимов, А.Ф. Богданов, В.М. Смолянов. Высокоэффективная технология очистки котлов железнодорожных цистерн. В сб. Повышение надежности и совершенствование методов ремонта подвижного состава, СПб, ПГУПС (ЛИ-ИЖТ),2002, с. 154-179). В вертикально ориентированных каналах сепарация происходит только за счет сил Пуазейля При этом относительная скорость сепарации частицы прямо пропорциональна ее относительному размеру и относительной координате. По этой причине частицы, находящиеся достаточно близко к стенкам вертикально ориентированных каналов, сепарируются очень быстро, а те, что находятся ближе к середине каналов, приближаются к стенкам чрезвычайно медленно. Чтобы значительно ускорить сепарацию частиц на вертикально ориентированной насадке,очевидно, следует расположить коалесцирующие пластины как можно ближе одна к другой. Но в столь узких каналах скорость всплывания накопленной на пластинах нефтяной пленки(самоочистки) очень мала, что ведет к заполнению каналов нефтепродуктом и вынужденному останову. Известна сепарационная установка ПеПеМатик шведской фирмы Сален и Викандер. Этот сепаратор выпускается в трех модификациях разной пропускной способности. Он состоит из трех цистерн, смонтированных на одном фундаменте. На этом же фундаменте установлен винтовой насос. Очистка в сепараторе двухступенчатая. Нефтесодержащие воды вначале подаются в сепаратор гравитационного типа (первая ступень), в котором отделение частиц нефти происходит за счет разности плотности воды и нефтепродукта. Насос устанавливается после сепаратора, т.е. на первой ступени его нет. Таким образом, гравитационный сепаратор работает под вакуумом, что значительно повышает его очистную способность, т.к. диспергирующее воздействие насоса на частицы нефтепродукта исключено. Отделенная в гравитационном сепараторе нефть собирается в его верхней части и по мере накопления удаляется в сборную цистерну по сигналу датчика уровня раздела сред нефть-вода. Затем частично очищенная вода подается в фильтр (вторая ступень). В объем фильтрующей цистерны засыпан гранулированный кристаллический материал. В фильтрах фирмы использовался полимерный материал, выполненный в виде небольших беличьих колес. Частички нефтепродукта, не отделившиеся в гравитационном сепараторе,задерживаются на поверхности фильтрующего материала, а очищенная вода через цистерны промывочной воды выбрасываются за борт. Регенерация фильтра проводится путем обратной промывки очищенной трюмной водой,заключенной в промывочной цистерне. Давлением сжатого воздуха вода из промывочной цистерны выдавливается в фильтр, где с более высокой скоростью, чем при очистке нефтесодержащих вод,проходит через фильтрующий материал. При этом происходит смывание нефти с поверхности фильтра и его регенерация. После каждой промывки определенное количество воды с нефтепродуктами возвращается снова в трюмный колодец или цистерну сбора трюмных вод. Однако благодаря коалесценции частиц нефтепродукта на поверхности фильтра последующее их отделение в гравитационном сепараторе протекает быстрее. Процесс регенерации осуществляется периодически. Управление пневматическими и электронными клапанами,осуществляющими переключение работы установки с режима очистки на регенерацию 3 23257 и наоборот, осуществляется через щит управления,поставляемый вместе с установкой (Средства очистки жидкостей в сосудах. Справочник под ред. И.А. Иванова, Л, Судостроение, 1984). Известно использование сепаратора типафирмы Сереп (Франция). Сепаратор представляет однокорпусную конструкцию, разделенную на две части. Одна из них - ступень предварительной очистки - предназначена для гравитационного отделения более крупных частиц нефтепродукта. Другая - расположенный в середине корпуса сепаратора доочистной фильтр, предназначенный для задержания мелких капель нефтепродукта. Фильтр имеет засыпку из олеофильного материала,запатентованного фирмой. Толщина засыпки фильтрующего материала - 700 мм при общей высоте фильтра 1000 мм. Фирма выпускает три модификации сепаратора (там же). Эта конструкция более компактна. Недостатком всех установок, содержащих коалесцирующие и сорбционные фильтрующие загрузки, является быстрое их загрязнение,требующее замены или регенерации. Известна установка для очистки нефтесодержащих сточных вод, содержащая последовательно соединенные трубопроводами водозаборную камеру с погружным насосом,грязеловушку с грязесборником, блок фильтров с сорбционной загрузкой и резервуар для очищенной воды. Она снабжена сепаратором, установленным между блоком фильтров и грязеловушкой и выполненным в виде цилиндрической камеры с крышкой. Цилиндрическая часть ее разделена вертикальной, не доходящей до крышки глухой перегородкой на две половины, в одной из которых выполнены вертикальные цилиндрические каналы, а в другой установлены полукольца в шахматном порядке по вертикали. Над конической частью камеры установлена горизонтальная перфорированная перегородка. Грязеловушка выполнена в виде обратного усеченного конуса, к меньшему основанию которого прикреплена расположенная под грязесборником труба с рыхлителем, установленным с возможностью вращения ( 2006474, 02 1/40, опубл. 30.01.1994). К недостаткам этого устройства надо отнести испарения азеотропообразующих углеводородов в атмосферу, наличие фильтров с сорбционной загрузкой, которая требует замены или регенерации сорбента, а конструкция сепаратора не позволяет отделить высоковязкие нефтепродукты. Известна установка для очистки сточных вод от нефтепродуктов,включающая корпус с размещенным в нем предварительным отстойником,тонкослойным модулем из наклонных гофрированных полок, фильтровальной камерой с коалесцирующей загрузкой, трубопроводы подачи сточной воды, отвода нефтепродуктов, осадка и очищенной воды, фильтровальной камерой с адсорбирующей загрузкой и перфорированным коллектором, соединяющим обе фильтровальные камеры установлены по ходу движения жидкости за 4 стаканами. Фильтровальные камеры установлены по ходу движения жидкости за тонкослойным модулем,коалесцирующая загрузка выполнена из гранулированного гидрофобного материала,например полиамида или полиэтилена,а адсорбирующая загрузка - из термостойкого кварцевого волокна с большой пористостью. Предварительный отстойник снабжен коллектором отопления ( 2013375, 021/40, 0117/028. 30.05.1994). Эта конструкция напоминает известную установку фирмы, но в нее добавлена фильтровальная камера с адсорбирующей загрузкой и в предварительном отстойнике установлен коллектор подогрева. Эта установка не пригодна для разделения сточных вод, содержащих высоковязкие нефтепродукты, что резко сократило бы срок службы коалесцирующей и адсорбирующей загрузки(размещение подогревателя в предварительном отстойнике не может существенно повлиять на вязкость нефтепродуктов). Конструкция не позволяет избежать потерь азеотропообразующих углеводородов в атмосферу. Наклонно расположенные тонкослойные гофрированные элементы не обеспечивают требуемой эффективности сепарации без коалесцирующей и адсорбирующей загрузки. Известен аппарат для разделения двух несмешивающихся жидкостей (2105592,01 17/028, опубл. 27.02.1998), который предназначен для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты. Он состоит из корпуса,выполненного в виде двух сообщающихся секций,одна из которых содержит патрубок подвода исходной смеси, карман с разгрузочным порогом и патрубком отвода легкой жидкости, а также другой карман с установленным в нем фильтрующим элементом и разгрузочным порогом с патрубком для отвода тяжелой жидкости. В первой секции установлена преграда с плоской горизонтальной поверхностью, которая расположена ниже уровня разгрузочного порога первой секции на определенную величину. Кроме недостатка,присущего всем устройствам,содержащим фильтрующие элементы, у указанного аппарата имеется еще ряд недостатков, а именно не позволяет избежать потерь азеотропообразующих углеводородов в атмосферу - не предназначен для разделения трехфазных смесей, к которым относятся нефтесодержащие воды- удаление отсепарированных нефтепродуктов предусмотрено самотеком под малым напором, что не позволяет удалять из отстойной камеры вязкие нефтяные загрязнения в процессе очистки сопротивление горизонтальной перегородки не остается постоянным, и требуется изменять ее положение,чтобы режим сохранялся стационарным.- фильтрующий элемент, установленный во втором кармане, в процессе его эксплуатации и загрязнения тоже необходимо периодически заменять или регенерировать. 23257 Общие недостатки всех рассмотренных выше сепарационных установок заключаются в том, что они не позволяют улавливать летучие азеотропические углеводороды, которые первоначально присутствуют в нефтесодержащих водах и в процессе обработки испаряются в виде азеотропов, загрязняя атмосферу, а как следствие отсепарированные нефтепродукты даже после длительного отстоя с обогревом содержат много воды- не приспособлены для выгрузки вязкого отсепарированного нефтепродукта- имеют фильтрующую загрузку с ограниченным ресурсом работы- оборудованы малоэффективными блоками параллельных коалесцирующих пластин,ориентированных горизонтально или наклонно. Наиболее близкой к заявляемой является установка для очистки нефтесодержащих сточных вод ( 2205797, 02 1/40, опубл. 10.06.2003),содержащая корпус, снабженный патрубками для ввода очищенной воды, от сепарированных нефтепродуктов и обводненного шлама,разделенный вертикальными перегородками на 5 секций. Первая секция без насадки служит для гашения скорости потока и распределения обрабатываемой смеси перед сепарацией. Вторая и четвертая секции(сообщающиеся между собой) заполнены насадкой из одинаковых параллельных коалесцирующих пластин,ориентированных вертикально с образованием узких щелевых каналов. Третья обогреваемая секция - является сборником отсепарированного нефтепродукта, а пятая сборником очищенной воды. Перегородки между второй и третьей, а также между четвертой и пятой секциями являются переливными порожками,поддерживающими постоянные уровни во второй и четвертой секции соответственно. При этом постоянный уровень жидкости в четвертой секции представляет собой гидрозатвор, выполняющий функции регулятора уровня раздела фаз во второй секции. Для выгрузки высоковязких нефтепродуктов установка оборудована нефтежироуловителем (НЖЛ), укрепленным вместе с приводом на крышке сепаратора. Вертикальная ориентация коалесцирующих пластин позволяет использовать эффект Пуазейля для сепарации частиц дисперсной фазы и обеспечивает удаление из щелевых каналов продуктов сепарации (самоочистку) под действием гравитационных сил. Однако описанная установка(прототип) имеет существенные недостатки. 1. Значительная часть нефтяных загрязнений летучие углеводороды при обработке испаряются в атмосферу (в виде азеотропов) и теряются безвозмездно. Конструкция аппарата не позволяет обеспечить герметичность соединения крышки с корпусом, чтобы улавливать пары летучих углеводородов. Как следствие отсепарированные нефтепродукты имеют даже после длительного отстоя с интенсивным обогревом большую обводненность (20) и не представляют товарной ценности. 2. Хранение и транспортировку вязких нефтепродуктов осуществляют при довольно высоких температурах (100 С), поэтому соседство обогреваемого сборника нефтепродуктов отрицательно влияет на работу сепаратора возникают нежелательные конвективные потоки и потери летучих углеводородов в атмосферу увеличиваются. 3. Даже при постоянной работе НЖЛ гидрозатвор не исключает больших колебаний уровня раздела фаз в зоне сепарации и попадания нефтепродукта в сборник очищенной воды, а воды в сборник отсепарированного нефтепродукта. 4. Параллельное соединение в блоки пластин одного размера и формы не позволяет обеспечить одновременно и высокую эффективность сепарации и своевременную разгрузку щелевых каналов от продуктов сепарации (см. выше об эффекте Пуазейля). При большом расстоянии между пластинами не обеспечивается требуемая эффективность сепарации, а при достаточно малом не успевает происходить самоочистка щелевых каналов от продуктов разделения из-за интенсивного накопления последних. 5. Форма днища аппарата и расположение большого количества патрубков не позволяет своевременно и достаточно полно сбрасывать накапливающийся шлам с минимальной обводненностью. Технической задачей предполагаемого изобретения является создание устройства,свободного от указанных недостатков,позволяющего- исключить загрязнение атмосферы парами летучих углеводородов- получать отсепарированные нефтепродукты с низкой степенью обводненности- достаточно полно очищать нефтесодержащие воды любого состава- функционировать без частых остановов для чистки и/или регенерации, а также- исключить большие колебания уровня раздела фаз в зоне разделения слоев Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по разделению неустойчивых эмульсий, независимо от содержания компонентов в исходной смеси, и упрощение использования путем пропуска жидкой смеси через ряд последовательно расположенных щелей для получения эффекта коалесценции и естественного отделения воды от нефтепродукта. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эксплуатационных показателей за счет обеспечения непрерывного цикла разделения воды и нефтепродуктов в смеси путем гидрофобного и гидрофильного процессов разделения смеси в простой конструкции, в которой отсутствуют сложные механизмы, ограничивающие время непрерывной работы установки, повышении качества осветленной воды и объема полезного выхода. 5 23257 Указанный технический результат заключается в том, что установка для очистки нефтесодержащих вод, содержит корпус, снабженный патрубками для ввода нефтесодержащих вод, разделения и удаления их составляющих, причем корпус выполнен в виде многосекционного отстойника, сформированного вертикальными перегородками в корпусе,отстоящими друг от друга по длине корпуса, после которых смонтирована камера для сбора осветленной воды, сообщенная с патрубком вывода осветленной воды, и за ней камера для сбора нефтепродукта, сообщенная с патрубком вывода нефтепродукта, снабженная патрубком отвода газовых продуктов, сообщенным с камерой для сбора осветленной воды и через вентиль с камерой для сбора нефтепродукта, внутри каждого отстойника между вертикальными перегородками размещена стенка с проходами в зоне дна корпуса для воды и в зоне его верхней части для нефтепродукта и воды, а в средней части каждой вертикальной перегородки выполнена щель площадь, которой вычисляется по формуле 2, мм 2,где- сечение патрубка для ввода нефтесодержащих ввод (поз. 2 Фиг. 1), мм 2. При этом камера для сбора осветленной воды сообщена с предыдущей секцией отстойника через проход в зоне дна корпуса, а камера для сбора нефтепродукта сообщена с этой же секцией через проход расположенный в зоне его верхней части (верхней стенки или крыши). При этом каждая секция и камера сообщена через вентиль с магистралью опорожнения корпуса. Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков,достаточной для получения указанного технического результата. Настоящее изобретение поясняется конкретным примером,который,однако,не является единственно возможным,но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата. Конструкция установки для очистки нефтесодержащих вод поясняется чертежами, где на фиг. 1 - общий вид установки для очистки нефтесодержащих вод. Согласно настоящему изобретению, установка для очистки нефтемаслосодержащих вод(далее нефтесодержащих вод) (фиг. 1) содержит корпус 1,который может быть выполнен в виде параллелепипеда, или в виде цистерны как это показано на фиг. 1. Корпус может быть смонтирован на колесах для возможности самостоятельного передвижения или перемещения в качестве прицепа(не показаны). Корпус снабжен патрубком 2 для ввода нефтесодержащих вод в секцию 3 приема, за которой расположен многосекционный отстойник,сформированный вертикальными перегородками 4 в корпусе 1, отстоящими друг от друга по длине корпуса, после которых смонтирована камера 5 для сбора осветленной воды, сообщенная с патрубком 6 вывода осветленной воды, и за ней камера 7 для сбора нефтепродукта, сообщенная с патрубком 8 6 вывода нефтепродукта. На корпусе смонтирован патрубок 9 отвода газовых продуктов, отводной канал 10 которого сообщен непосредственно с камерой 5 для сбора осветленной воды и через управляемый вентиль 11 с камерой 7 для сбора нефтепродукта. Выход газовых продуктов осуществляет системой сбора и нейтрализации. Управляемый вентиль 11 может быть выполнен с ручным открытием или управляться от системы управления с датчиком давления или представлять собой предохранительный клапан,отрегулированный на заданное давление открытия. Любое исполнение такого вентиля является широко известным решением, используемым в системах с рабочим агентом, находящимся под давлением. Каждая секция или камера сообщена через вентили с магистралью 12 опорожнения,сообщенной с системой отвода жидкого агента для осуществления опорожнения корпуса (например,для чистки внутреннего объема при профилактических работах). Внутри каждой секции многосекционного отстойника между вертикальными перегородками с(1). прямоугольными щелями размещены перегородкистенки 13 с проходами 14 в зоне дна корпуса для воды и с проходами 15 в зоне его верхней части(верхней стенки или крыши) для нефтепродукта с водой или нефтепродукта с минимальным содержанием воды (содержание нефтепродуктов в нефтесодержащей воде увеличивается в зависимости от удаленности секции от секции приема). Таким образом, нефтесодержащая вода сначала попадает в первую полость секции, а затем имеет возможность, разделяясь на два потока проходя во вторую полость этой же секции верхний поток - проходить в зоне его верхней части (верхней стенки или крыши) 15 и нижний поток в зоне дна корпуса 14. Камера для сбора осветленной воды сообщена с последней секцией отстойника через проход в зоне дна корпуса, а камера для сбора нефтепродукта сообщена с этой же секцией отстойника через проход в зоне его верхней части. Применительно к конкретному примеру, показанному на фиг. 1, в последней секции многосекционного отстойника его проход в зоне дна корпуса в стенке сообщен с камерой для сбора осветленной воды, выполненной в виде перевернутого стакана (дном кверху), а в зоне его верхней части проход в этой же стенке сообщается с камерой для сбора нефтепродукта (нефтепродукта с минимальным содержанием воды).В средней части каждой вертикальной перегородки 4 выполнена щель 16, площадь щели вычисляется по формуле 1. Площадь щели, зависящая от производительности фильтра и оптимального объема фильтрации. В ходе экспериментов разработан следующий примерный ряд фильтров изготовленных из трубы Ду 1220 мм,для решения поставленной задачи(водомасляная,водонефтяная эмульсия) под давлением от насоса подается в секцию приема рабочего агента(буферный отсек), откуда агент через центрально расположенную в первой вертикальной перегородке щель (щелевой фильтр) устремляется в первую секцию отстойника,в котором частично разделенная жидкость через проход в зоне верхней его части (масло и нефтепродукты) и через проход в зоне дна корпуса (вода) в стенке поступают во вторую полость секции и устремляются к щели в вертикальной перегородке следующей секции и т.д. После прохождения нескольких секций в камере для сбора осветленной воды собирается только вода со степенью очистки до 0,00655 мг/л, а в камере для сбора нефтепродукта - только нефть или нефтепродукт. Из этих камер вода и нефтепродукт по отдельным линиям отводятся в приемники. При использовании фильтра в виде щели решается задача самоочистки щели, так как проходящая через щель вода под давлением увлекает за собой отлагающиеся на стенках щели продукты осаждения. Многочисленные эксперименты показывают, что фильтрация происходит не только на основе гидрофобного и гидрофильного механизма разделения, но и по законам электролиза. На границе раздела жидкости вода-нефть создается электростатическое поле, которое способствует ускорению разделения смеси на составляющие. Результаты отбора воды на содержание нефти после очистки при испытании щелевого фильтра лабораторного образца на ЦСП (Куакбаш НГДУ ЛН) приведены в таблице 2. секции отстойника,играющую роль накопителя слоя нефтепродуктов. Мелкие капли нефтепродуктов сливаются и укрупняются, образуя сплошную пленку, которая под действием эффекта Пуайзеля поднимается вверх в эту же зону. Проходя по проходу в зоне дна корпуса (для воды) и по проходу расположенный в зоне его верхней части (для нефтепродукта) вода с высоковязким нефтепродуктом и нефтепродукт(укрупненные капли маловязкого нефтепродукта) направляются навстречу друг к другу и пропускаются через щель во второй перегородке. Во время перехода через щель повторяется процесс коалесценции, в результате которого капли высоковязкого нефтепродукта сливаются с укрупненными каплями маловязкого нефтепродукта. Повторение данного процесса приводит к увеличению степени очистки воды, что подтверждается проведенными экспериментами и испытаниями опытного образца. В щелевых каналах происходит так же отделение от воды более плотных твердых частиц. Это происходит потому, что из-за параболического распределения скоростей в щелевых каналах восходящий поток оттесняет более плотные частицы к стенкам щелевых каналов (эффект Пуазейля). Оттесняя твердые частицы к поверхностям коалесцирующих элементов, поток выносит их в застойную зону, где эти частицы медленно оседают в виде ила или шлама, и по мере накопления их удаляются из установки через отводы 17. Таким образом, предлагаемое изобретение обладает рядом преимуществ по сравнению с техническими решениями, применяемых для этих же целей, а именно- конструктивно в нем отсутствуют элементы с фильтрующей и/или адсорбционной загрузкой,требующие периодической замены их и регенерации- коалесцирующие элементы расположены горизонтально,не загрязняются частицами отсепарированных примесей, т.е. щели являются самоочищающимся- позволяет одновременно очищать воду от мало- и высоковязких нефтепродуктов, причем извлечение их составляет не менее 98-99- степень очистки воды осуществляется до 3-5 рр, что по европейским стандартам допускает сброс их в природные водоемы- за счет улавливания паров азеотропов и их отвода исключается загрязнение атмосферы парами летучих углеводородов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка для очистки нефтесодержащих вод,содержащая корпус, снабженный патрубками для ввода нефтесодержащих вод и их составляющих,причем корпус выполнен в виде многосекционного отстойника,секция которого сформирована вертикальными перегородками в корпусе,отстоящими друг от друга по длине корпуса,отличающаяся тем, что она снабжена патрубком отвода газовых продуктов, сообщенным с камерой для сбора осветленной воды и через вентиль с камерой для сбора нефтепродукта, внутри каждого отстойника между вертикальными перегородками размещена стенка с проходами в зоне дна корпуса для воды и в зоне его верхней части для нефтепродукта и воды, а в средней части каждой 7 23257 вертикальной перегородки выполнена площадь которой вычисляется по формуле щель,2,где- площадь условного прохода вводного патрубка, мм 2,при этом камера для сбора осветленной воды сообщена с предыдущей секцией отстойника через проход в зоне дна корпуса, а камера для сбора нефтепродукта сообщена с этой же секцией через проход расположенный в зоне его верхней части. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем,что каждая секция и камера сообщена через вентиль с магистралью опорожнения корпуса. 3. Установка по п. 2, отличающаяся тем,что после последней секции смонтирована камера для сбора осветленной воды, сообщенная с патрубком вывода осветленной воды, и за ней камера для сбора нефтепродукта, сообщенная с патрубком вывода нефтепродукта. 4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что из каждой секции в камере через отводы после завершения процесса выходят наиболее крупные механические примеси.
МПК / Метки
МПК: C01F 1/40
Метки: очистки, вод, нефтесодержащих, установка
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/8-23257-ustanovka-dlya-ochistki-neftesoderzhashhih-vod.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Установка для очистки нефтесодержащих вод</a>
Предыдущий патент: Способ получения соли цезия
Следующий патент: Содержащий азот порошок субоксида ниобия и способ его изготовления
Случайный патент: Устройство для бурения прилегающих шпуров