МОДУЛЬНАЯ ПЕРЕДВИЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЕМКОСТИ ОТ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для очистки внутренней поверхности емкостей с использованием моющих растворов и может быть использована для очистки (отмыва) от углеводородных загрязнений емкостей любых форм и объемов: железнодорожных и автоцистерн, емкостей для хранения топлива на бензоколонках, морских танкеров и пр.
Известна выбранная в качестве прототипа модульная передвижная моющая установка для очистки внутренней поверхности емкости от углеводородных загрязнений (нефтепродуктов) с использованием моющих растворов (Патент РФ №30292 U1; МПК: В08В 3/02; 27.06.2003). Установка содержит моечную машинку, установленную внутри отмываемой емкости и соединенную трубопроводом с емкостью для отстоя смываемого моющего раствора. Отстойная емкость разделена перегородками на четыре отсека, в которых циркулирует смываемый раствор, последовательно очищаясь от механических примесей и жидких нерастворимых загрязнений. В среднем отсеке установлен сборник для накопления жидких нерастворимых загрязнений, объем которого составляет не более 1/8 объема этого отсека. В отсеке, куда вначале поступает смываемый раствор, под наклоном к его поверхности установлено не менее 2-х вертикальных перегородок, по высоте не достигающих верха отсека для отделения и отстоя механических примесей. Внутри отсеков расположены окна для визуального наблюдения за отстоем и перетоком раствора. Моечная машинка, установленная внутри верхней части отмываемой емкости, содержит клапан, позволяющий регулировать количество подаваемого раствора и давление.
Установка позволяет не иметь отходов, требующих утилизации или загрязняющих окружающую среду, быстро вводить установку в рабочее состояние после простоя или перемещения на новое место, использовать продукты отмыва без дополнительной очистки непосредственно в качестве топлива.
Однако следует учитывать, что в очищаемых емкостях нередко остается какое-то количество невыбранных из них нефтепродуктов. При этом в циркулирующем в установке моющем растворе значительно повысится концентрация остатков нефтепродуктов, что приведет к существенному увеличению времени очистки емкости. Кроме того, во время очистки, особенно при низких температурах окружающей среды, моющий раствор, циркулирующий в установке, и остатки нефтепродуктов в очищаемой емкости заметно охлаждаются, что приводит к повышению вязкости углеводородных загрязнений, к снижению эффективности процесса очистки и к увеличению времени, необходимого для очистки емкости.
Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в сокращении времени, необходимого для качественной очистки внутренней поверхности емкостей от углеводородных загрязнений, в том числе и при низкой температуре окружающей среды.
Технический результат достигается тем, что модульная передвижная моющая установка для очистки внутренней поверхности емкости от углеводородных загрязнений, включает устанавливаемую внутри очищаемой емкости моечную машинку, соединенную трубопроводом с насосом, подающим моющий раствор из отстойной емкости. Отстойная емкость разделена перегородками на четыре отсека. Первый отсек служит для первоначального залива чистого моющего раствора и поступления его в процессе работы установки. Четвертый отсек служит для первичного отстоя поступающего из очищаемой емкости моющего раствора и выпадения из него механических примесей. Второй отсек служит для финишного отстоя моющего раствора. Третий отсек служит для сбора углеводородных загрязнений. Первый, второй и четвертый отсеки сообщаются между собой перетоками, при этом в перегородках между вторым и первым, а также между вторым и четвертым отсеками имеются отверстия, которые обеспечивают переток между первым, вторым и четвертым отсеками. В перегородках между вторым и третьим, а также между четвертым и третьим отсеками имеются окна, которые обеспечивают перелив в третий отсек углеводородных загрязнений с поверхности моющего раствора из четвертого и второго отсеков. Внутри четвертого отсека под наклоном к поверхности установлено не менее двух перегородок, нижние ребра которых не достигают дна отсека, а верхние ребра находятся ниже уровня переливного окна. Установка содержит трехходовой вентиль для предварительного слива остатков нефтепродуктов из очищаемой емкости, вход которого соединен трубопроводом со сливным отверстием очищаемой емкости, при этом один из выходов трехходового вентиля соединен трубопроводом с насосом для откачки моющего раствора из очищаемой емкости, а через другой выход осуществляется слив из очищаемой емкости остатков нефтепродуктов. Установка содержит контур подогрева моющего раствора с принудительной циркуляцией воды в качестве теплоносителя, включающий соединенные трубопроводом электрический нагреватель, циркуляционный насос и установленный внутри отстойной емкости теплообменник. В четвертом отсеке отстойной емкости установлен нефтесборщик, из приемного резервуара которого углеводородные загрязнения сливаются в третий отсек отстойной емкости. Во втором отсеке отстойной емкости также установлен нефтесборщик, из приемного резервуара которого углеводородные загрязнения сливаются в третий отсек отстойной емкости. Установка содержит тепловой гидродинамический генератор, на вход которого через трубопроводы подается моющий раствор из первого и второго отсеков отстойной емкости, а выход соединен трубопроводом с четвертым отсеком отстойной емкости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На рис. 1 представлена отстойная емкость 5 установки, разделенная перегородками на четыре отсека, где: первый отсек 1 предназначен для чистого и очищенного моющего раствора; четвертый отсек 4 - для первичного отстоя нефтепродуктов из смываемого из очищаемой емкости моющего раствора и удаления выпавших в осадок механических примесей; второй отсек 2 - для финишного отстоя нефтепродуктов; третий отсек 3 служит сборником нефтепродуктов. Первый, второй и четвертый отсеки сообщаются между собой через отверстия 6 в перегородках между первым и вторым, а также между вторым и четвертым отсеками. Четвертый отсек 4 сообщается с третьим отсеком 3 через переливное окно 7. Второй отсек 2 сообщается с третьим отсеком 3 через переливное окно 8. Внутри четвертого отсека 4 имеется не менее двух установленных под наклоном перегородок 9, предназначенных для отделения и выпадения в осадок механических примесей, которые могут находиться в смываемом из очищаемой емкости моющем растворе.
На рис. 2 представлена основная (базовая) схема установки, где моющий раствор из первого отсека отстойной емкости через трубопровод с затвором 17 подается насосом 20 через трубопровод с затвором 19 на установленную внутри очищаемой емкости моечную машинку 20. Выход насоса 20 трубопроводом с затвором 18 соединен также с четвертым отсеком отстойной емкости. Четвертый, второй и первый отсеки отстойной емкости соединены между собой и входом насоса 20 трубопроводом с затворами 15, 16 и 17. Сливное отверстие очищаемой емкости соединено со входом трехходового вентиля 22, один из выходов которого соединен с насосом 23, а через другой выход сливаются остатки нефтепродуктов из очищаемой емкости. Выход насоса 23 трубопроводом с затвором 24 соединен с четвертым отсеком отстойной емкости. Из третьего отсека отстойной емкости через трубопровод с затвором 25 выгружаются углеводородные загрязнения. Установка содержит контур подогрева моющего раствора с принудительной циркуляцией воды в качестве теплоносителя, включающий соединенные трубопроводом с затворами 10 и 11 установленный внутри отстойной емкости теплообменник 12, циркуляционный насос 13 и электрический нагреватель 14.
На рис. 3 представлена установка с установленными в четвертом и третьем отсеках отстойной емкости нефтесборщиками 26.
На рис. 4 представлена установка с тепловым гидродинамическим генератором 30, на вход которого через трубопроводы с затворами 29 и 28 подается моющий раствор из первого и второго отсеков отстойной емкости. С выхода генератора моющий раствор через трубопровод с затвором 27 поступает в четвертый отсек отстойной емкости.
Установка работает следующим образом. В исходном состоянии, когда затворы 10, 11, 15, 16, 17, 18, 19, 22, 24, 25, 27, 28, 29 закрыты, в сообщающиеся между собой первый, второй и четвертый отсеки отстойной емкости заливают воду и производят засыпку моющего вещества. Для тщательного перемешивания моющего раствора отрывают затворы 15, 16, 17, 18 и включают насос 20. Для подогрева моющего раствора открывают затворы 10, 11, включают насос 13 и электронагреватель 14. Температуру нагрева моющего раствора в зависимости от времени года и типа отмываемых углеводородных загрязнений определяют ориентировочно по таблице:
Трубопровод с трехходовым вентилем 22 подключают к сливному отверстию очищаемой емкости и переключают трехходовой вентиль в положение, в котором осуществляется слив остатков нефтепродуктов из очищаемой емкости. По окончании слива остатков нефтепродуктов из очищаемой емкости вентиль закрывается. После завершения перемешивания моющего раствора в отстойной емкости и нагрева его до заданной температуры выключают насос 20 и закрывают затворы 15, 16 и 18. Моечную машинку 21 устанавливают внутрь очищаемой емкости, затвор 19 открывают и включают насос 20, которым моющий раствор из первого отсека отстойной емкости подается в моющую машинку 21. Моющий раствор смывает со стенок очищаемой емкости остатки нефтепродуктов и цистерна заполняется смесью различных по плотности моющего раствора и углеводородных загрязнений. Трехходовой вентиль 22 переводят в положение, соответствующее откачке смеси моющего раствора и углеводородных загрязнений из очищаемой емкости, открывают затвор 24 и включают насос 23, который подает смесь моющего раствора и углеводородных загрязнений из очищаемой емкости в четвертый отсек отстойной емкости. В четвертом отсеке осуществляется первичный отстой этой смеси. На поверхности моющего раствора образуется слой более легких углеводородных загрязнений и происходит выпадение в осадок на дно четвертого отсека возможных механических примесей. Установленные в этом отсеке наклонные перегородки 9 обеспечивают полное осаждение механических примесей и препятствуют их проникновению в соседние отсеки отстойной емкости. Углеводородные загрязнения с поверхностного слоя через переливное окно 7 переливаются в третий отсек отстойной емкости, а предварительно очищенный моющий раствор из четвертого отсека через отверстия 6 в перегородке между четвертым и вторым отсеками поступает во второй отсек, где осуществляется финишный отстой моющего раствора. Углеводородные загрязнения с поверхности моющего раствора во втором отсеке переливаются через переливное окно 8 в третий отсек, а моющий раствор через отверстия 6 в перегородке между вторым и первым отсеками поступает в первый отсек.
Как показано на рис. 3, в четвертом и втором отсеках отстойной емкости для повышения эффективности сбора углеводородных загрязнений с поверхностного слоя моющего раствора установлены нефтесборщик 26, из приемных резервуаров которых углеводородные загрязнения сливаются в третий отсек отстойной емкости.
По заполнению четвертого и второго отсеков смытым из очищаемой емкости моющим раствором открываются затворы 27, 28, 29 и включается тепловой гидродинамический генератор 30. Моющий раствор из первого и второго отсеков отстойной емкости поступает в генератор, где быстро подогревается. С выхода генератора нагретый моющий раствор подается в четвертый отсек отстойной емкости.
По мере накопления углеводородных загрязнений в третьем отсеке открывают затвор 25 и загрязнения сливаются из установки для дальнейшего использования.
Осадок, состоящий из механических примесей, по мере его накопления выгружается из отстойной емкости, для чего весь моющий раствор перекачивается в предварительно очищенную емкость. При этом закрывают затвор 18 и трехходовой вентиль 22, открывают затворы 15, 16, 17, 19 и включают насос 20. После перекачки моющего раствора из отстойной емкости выключают насос 20 и закрывают затворы 15, 16, 17, 19. После очистки отстойной емкости моющий раствор в нее возвращают, при этом переводят трехходовой вентиль 22 в положение, соответствующее откачке моющего раствора из очищаемой емкости, открывают затвор 24 и включают насос 23.
Для поддержания температуры моющего раствора вблизи приведенных выше оптимальных значений используется контур подогрева моющего раствора с принудительной циркуляцией воды в качестве теплоносителя, включающий соединенные трубопроводом с затворами 10 и 11 установленный внутри отстойной емкости теплообменник 12, циркуляционный насос 13 и электрический нагреватель 14. В качестве электронагревателя может быть использован, например, нагреватель текучей среды по патенту РФ №86658. Использование контура подогрева моющего раствора позволяет подавать моющий раствор в очищаемую емкость нагретым до оптимальной температуры, что существенно повышает эффективность смыва углеводородных загрязнений с ее внутренней поверхности, и тем самым, сокращает время, необходимое для ее качественной очистки.
Использование установленных в четвертом и втором отсеках отстойной емкости нефтесборщиков позволяет существенно сократить время, необходимое для сбора углеводородных загрязнений с поверхности моющего раствора в отсеках, и в конечном итоге, сократить время, необходимое для качественной очистки емкости. В качестве нефтесборщика предпочтительно использовать малогабаритные дисковые нефтесборщики серии АСН компании «СОТЕХ-М» (Республика Беларусь) (www.coteh.ru).
Моющий раствор, поступая в очищаемую емкость и стекая по стенкам очищаемой емкости в смеси с углеводородными загрязнениями, существенно охлаждается, вследствие чего повышается вязкость углеводородных загрязнений, что замедляет процесс разделения смеси на отдельные фракции в отстойной емкости. Для снижения влияния этого фактора на эффективность процесса очистки моющий раствор из второго и первого отсеков отстойной емкости возвращается в четвертый отсек, проходя через тепловой гидродинамический генератор. Моющий раствор, попадая в тепловой гидродинамический генератор, подвергается интенсивному нагреву и кавитационной обработке. В результате такого воздействия существенно снижается вязкость углеводородных загрязнений и повышается эффективность процесса разделения моющего раствора на фракции, в ходе которого в четвертом отсеке отстойной емкости образуется поверхностный слой углеводородных примесей. Нагретый моющий раствор поступает в четвертый отсек отстойной емкости и смешивается с находящимся в этом отсеке раствором. В результате температура раствора в отстойной емкости повышается, что, в свою очередь, также приводит к снижению вязкости углеводородных загрязнений. В качестве теплового гидродинамического генератора может быть использован, например, теплогенератор вихревой гидродинамический по патенту РФ №142013.
Все решения, используемые в данной полезной модели, в своей совокупности или отдельно взятые, повышают эффективность процесса очистки емкости, обеспечивают сокращение необходимого для качественной очистки времени и позволяют эффективно использовать полезную модель независимо от времени года и температуры окружающей среды.
В зависимости от условий эксплуатации установки, можно оптимальным образом подобрать режим работы установки, используя различные варианты и возможности, предусмотренные данным техническим решением.