СПОСОБ СБОРА ПРОЛИВА НЕФТЕПРОДУКТОВ НА СНЕЖНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
METHOD FOR COLLECTING PETROLEUM PRODUCT SPILLS ON A SNOW SURFACE AT SUB-ZERO TEMPERATURES

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для восстановления загрязненной снежной поверхности посредством сбора разлившихся нефтепродуктов при отрицательных температурах.
Известен способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды (патент РФ № 2546223, Е02В 15/04, Е02В 15/06, 10.04.2015), включающий обвод места загрязнения боновым заграждением для образования постоянного контура, вытяжку бонового заграждения и утолщение нефтяного слоя на поверхности воды при изменении в горизонтальной плоскости формы нефтяного пятна, ограниченного боновым заграждением, и сохранении при этом постоянной общей длины контура бонового заграждения, причем обвод нефтяного пятна петлей из боновых заграждений осуществляют с помощью не менее двух судов с образованием кармана из боновых заграждений для захвата нефтяного пятна путем маневрирования судов с последующим сплавлением нефтяного пятна по течению реки до места сбора.
Недостатком способа являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием возможности сбора нефтепродуктов с твердой поверхности.
Известен способ очистки донных отложений водоемов от нефти и нефтепродуктов (патент РФ № 2570460, Е02В 15/04, C02F 9/02, C02F 1/40, C02F 1/28, опубл. 10.12.2015), включающий отделение нефти и нефтепродуктов от донных отложений, подъем нефтесодержащей смеси эрлифтным потоком на поверхность водоема и сбор нефти и нефтепродуктов с последующей их утилизацией, при этом отделение нефти и нефтепродуктов осуществляют путем размыва донных отложений водовоздушной струей, поднятую на поверхность водоема нефтесодержащую смесь сепарируют на газ, сопутствующую воду, легкую всплывающую и тяжелую тонущую гидрофобные нефтяные фракции, газ сбрасывают в атмосферу, гидрофобные нефтяные фракции отделяют от воды и накапливают в нефтесборной емкости, а сопутствующую воду с остатками нефтепродуктов очищают нефтесорбирующими материалами и сбрасывают в очищаемый водоем.
Недостатком способа является сложность его реализации, обусловленная подъемом нефтепродуктов с донной поверхности.
Известен способ и устройство для сбора нефти и нефтепродукта из-под ледяного покрова водоема (патент РФ № 2604931, Е02В 15/04, В63В 35/34, В63Н 1/26, опубл. 20.12.2016, авторы Мингажев А.Д., Криони Н.К. и др.), включающий локализацию пятна нефти или нефтепродукта и последующее удаление нефти или нефтепродукта откачкой в нефтеприемник, при этом в область локализации пятна нефти или нефтепродукта под ледяной покров подают по крайней мере один понтон, накачивают его воздухом в количестве, достаточном для создания подъемной силы, достаточной для подъема и деформации ледяного покрова с образованием купола на участке локализации пятна нефти или нефтепродукта, обеспечивающего сбор нефти или нефтепродукта, находящегося между поверхностью воды и ледяным покровом, причем прилагаемая к ледяному покрову подъемная сила должна быть меньше силы, вызывающей разрушение ледяного покрова.
Недостатками способа являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием возможности сбора нефтепродуктов с твердой поверхности, а также сложность реализации способа.
Известен также способ сбора нефти и нефтепродуктов в холодное время года (патент РФ № 2111311, Е02В 15/04, опубл. 20.05.1998), включающий локализацию загрязненного участка, сбор нефтяного загрязнения при помощи заборного приспособления и последующую утилизацию собранного нефтяного загрязнения, по которому загрязненный участок накрывают пологом, имеющим каркас, в образованное пологом замкнутое пространство помещают заборное приспособление и подают теплоноситель, который после нагрева нефтяного загрязнения направляют в систему подогрева для повторного использования. Способ реализуется устройством для сбора нефти и нефтепродуктов в холодное время года, содержащим передвижной вакуумный агрегат, сообщенное с ним заборное приспособление и насосы, при этом оно снабжено теплогенератором и имеющим каркас пологом, установленным над заборным приспособлением, причем один из насосов соединен с теплогенератором, который сообщен с пространством под пологом, при этом оборудование передвижного вакуумного агрегата теплоизолировано и имеет систему подогрева, при этом полог с каркасом и заборное приспособление могут быть совмещены в одном модуле, выполненном с возможностью перемещения над загрязненным участком.
Недостатком аналога является сложность реализации способа сбора нефтепродуктов.
Известен также способ очистки болот от нефтяных загрязнений путем их механического удаления (патент РФ № 2142533, Е02В 15/04, В09С 1/00, опубл. 10.12.1999), перед которым определяют место заболоченной почвы, загрязненной нефтью, локализируют по крайней мере участок для очистки путем установки водонепроницаемой рамы с последующим ее заглублением и заполняют замкнутое пространство водой, а механическое удаление загрязнений осуществляют одновременно с заполнением водой огороженного пространства сразу после всплытия их на поверхности воды с помощью приспособлений для сбора нефтепродуктов, при этом заполнение водой осуществляют путем подачи воды струей под повышенным давлением, а воду для струйной подачи подогревают до 30-40°С.
Недостатком аналога является ограниченные функциональные возможности реализации способа при отрицательных температурах.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ очистки труднодоступных и болотистых мест от нефтесодержащих отходов и разливов нефтепродуктов (патент РФ № 2706589, Е02В 15/04, В09С 1/02, опубл. 19.11.2019), реализуемый через систему, включающую паропередвижную установку, вакуумную автоцистерну и эжектор, при котором на предварительно огороженный загрязненный нефтепродуктами труднодоступный или болотистый участок подают под давлением пар или горячую воду, размывают загрязненную поверхность на незначительную глубину до определенной степени текучести, причем в качестве устройства для размыва, перемешивания и удаления загрязненной нефтепродуктами болотистой местности и труднодоступных мест используют эжекторный насос, установленный на незначительную глубину загрязненного болотистого грунта или низины, на вход в приемную камеру которого подают пар или горячую воду температурой порядка 100°С, под давлением 10 МПа, производят нагрев загрязненной поверхности смешиванием с горячей водой, и при достижении степени текучести, достаточной для трубопроводного транспортирования, к диффузору эжектора подсоединяют шланг, через который всасываемую через второй вход эжектора нагретую смесь воды и загрязненного разжиженного грунта направляют на вход передвижной вакуумной автоцистерны.
Недостатком ближайшего аналога является сложность его реализации и невысокая эффективность сбора нефтепродуктов при отрицательных температурах.
Задачей заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа за счет повышения эффективности сбора разлившихся нефтепродуктов со снежной поверхности при отрицательных температурах.
Технический результат - повышение эффективности способа сбора разлившихся нефтепродуктов со снежной поверхности при отрицательных температурах.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается способом сбора нефтепродуктов со снежной поверхности при отрицательных температурах, при их проливе на поверхность, включающим откачку нефтепродуктов с поверхности воды, по которому, согласно изобретению в непосредственной близости от места пролива нефтепродукта разрабатывают котлован достаточной глубины и площади с возможностью размещения в нем всего объема загрязненных нефтепродуктом снежного покрова и грунта, по краям котлована формируют обвалование грунтом, полученным при разработке котлована, за исключением стороны, непосредственно примыкающей к месту пролива нефтепродукта, на дне котлована укладывают теплоизоляционное покрытие, поверх которого монтируют нагревательный элемент, равномерно расположенный в горизонтальной плоскости, затем пропитанный нефтепродуктом снежный покров и поверхность грунта перемещают в котлован, после чего завершают обвалование периметра котлована, подают питание на нагревательный элемент, тепловой поток от которых плавит снег и образовавшийся лед, перемещенный в котлован, после чего всплывший на поверхность воды нефтепродукт собирают для использования по назначению или утилизации.
Кроме того, согласно изобретению в качестве нагревательного элемента используют нагревательный кабель, запитанный от стационарного или мобильного источника энергии, с помощью которого плавят загрязненный снег и лед, перемещенный в котлован.
Кроме того, согласно изобретению в качестве нагревательного элемента используют трубчатый змеевик-теплообменник, внутрь которого подают разогретую до 100°С низкозамерзающую жидкость или перегретый пар и организуют их циркуляцию до полного плавления загрязненного снега и льда, перемещенного в котлован.
При последующей фильтрации и сепарации собранный нефтепродукт можно использовать по назначению.
Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображены этапы сбора нефтепродуктов со снежной поверхности, на фиг.1а - схема разработки котлована и монтаж нагревательных элементов. На фиг. 1б изображена схема перемещения загрязненного грунта в котлован. На фиг. 1в изображена схема плавления снега и льда, разделение воды и нефтепродукта. На фиг. 2 изображена схема монтажа нагревательного элемента.
Пример конкретной реализации способа.
На схеме сбора пролива нефтепродуктов на снежную поверхность при отрицательных температурах показана поверхность грунта, пропитанная нефтепродуктом 1 (фиг. 1), в непосредственной близости от нее расположен котлован 2, по краям которого выполнено обвалование 3 грунтом. На дне котлована 2 уложено теплоизоляционное покрытие 4 (фиг. 1а, фиг. 1б, фиг. 1в), на котором смонтирован нагревательный элемент 5. После плавления снега и льда котлован 2 заполняется водой 6, на поверхности которой всплывает нефтепродукт 7 (фиг. 1в). На схеме монтажа нагревательного элемента (фиг. 2) показан нагревательный элемент в виде нагревательного кабеля, смонтированного на теплоизоляционном покрытии, в виде решетки из деревянного бруса.
Пример 1.
В непосредственной близости от места пролива нефтепродукта 1 с помощью землеройной техники, например экскаватора или грейдера, готовят котлован 2. (Этапы сбора пролива нефтепродукта схематично показаны на фиг. 1). По краям котлована формируют обвалование 3 грунтом, полученным при разработке котлована  2, за исключением стороны, непосредственно примыкающей к месту пролива нефтепродукта 1. На дне котлована 2 укладывают теплоизоляционное покрытие 4, представляющее из себя решетку из деревянного бруса, поверх которой монтируют плоский трубчатый теплообменник 5, выполненный в виде змеевика (фиг. 1а). Затем, пропитанный нефтепродуктом снежный покров и поверхность грунта бульдозером или грейдером перемещают (фиг. 1б) в котлован 2, после чего завершают обвалование периметра котлована 2 и подают внутрь теплообменника 5 подогретую до 100°С низкозамерзающую жидкость, например антифриз, или перегретый пар и организуют их циркуляцию внутри теплообменника 5 до полного плавления загрязненного снега и льда (фиг. 1в), перемещенного в котлован 2. Всплывший на поверхность воды 6 нефтепродукт 7 собирают с помощью приспособлений для сбора нефтепродуктов с поверхности воды.
При последующей фильтрации и сепарации собранный нефтепродукт 7 можно использовать по назначению.
Пример 2.
В непосредственной близости от места пролива нефтепродукта 1, с помощью землеройной техники, например экскаватора или грейдера, готовят котлован 2. По краям котлована формируют обвалование 3 грунтом, полученным при разработке котлована 2, за исключением стороны, непосредственно примыкающей к месту пролива нефтепродукта 1 (фиг. 1а). На дне котлована 2 укладывают теплоизоляционное покрытие 4, в виде решетки из деревянного бруса, на которую укладывают и закрепляют нагревательный кабель 5 в виде змеевика (фиг. 2). Нагревательный кабель 5 подключают к стационарному или мобильному источнику энергии. Затем пропитанный нефтепродуктом снежный покров и поверхность грунта бульдозером или грейдером перемещают в котлован 2, после чего завершают обвалование 3 периметра котлована 2 (фиг. 1б) и плавят нагревательным кабелем 5 загрязненный снег и лед, перемещенный в котлован 2 (фиг. 1в). Всплывший на поверхность воды 6 нефтепродукт 7 собирают с помощью приспособлений для сбора нефтепродуктов с поверхности воды.
При последующей фильтрации и сепарации собранный нефтепродукт 7 можно использовать по назначению.
Итак, заявляемое изобретение позволяет значительно расширить функциональные возможности способа за счет сбора разлившихся нефтепродуктов, например масла со снежной поверхности (снежного наста, льда, грунта, вечной мерзлоты и тому подобного), а также значительно повысить эффективность способа сбора нефтепродуктов со снежной поверхности при отрицательных температурах.
Кроме того, последующая сепарация позволяет получить нефтепродукт, готовый к использованию по назначению.