УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕШЛАМА

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может, быть использовано для переработки и утилизации замазученных грунтов и твердых горючих нефтесодержащих отходов.
Известен Комплекс по переработке и обезвреживанию отходов, включающий установку для термической обработки отходов, которая содержит последовательно размещенные систему подачи отходов, барабан, топку, линию отвода дымовых газов (Свидетельство РФ №132766, В09В 3/00, оп. 27.05.2000 г.).
Недостатком известного технического решения является то, что термическая переработка осуществляется в два этапа.
Известна Установка по переработке нефтешлама, включающая высокотемпературную камеру в виде вращающегося барабана с регулируемым углом наклона, установленную на опорных катках, эжекторную жидкотопливную горелку или блочную газовую горелку, топливный бак или газопровод, загрузочное устройство, разгрузочное устройство в виде шнека разгрузки или лотка» привод, пульт управления, линию отвода дымовых газов (Патент РФ №2341547, С10G 1/00, F23G 5/20, оп. 27.05.2008 г., прототип)
Недостатком известного решения является то, что перемешивающие элементы практически не рассеивают нефтешлам, а высыпают большими порциями, соответственно, выгорание нефтяных фракций происходит малоэффективно, кроме того, при содержании нефтепродуктов в нефтешламе >15% для предотвращения детонации нефтепродуктов в процессе горения и движения требуются дополнительные средства для подмешивания в нефтешлам наполнителя, например, песка, опилок или обработанного нефтешлама.
Предлагаемое техническое решение позволяет избежать, указанные выше недостатки, кроме этого, позволяет повысить эффективность работы устройства для переработки нефтешлама за счет увеличение КПД теплообмена, степени дробления и рассеивания нефтешлама, а также качественной равномерной загрузки и выгрузки обрабатываемого нефтешлама, и позволяет перерабатывать нефтешлам с содержанием нефтепродуктов более 15% в один этап без повторного отжига, при снижении расхода топлива.
Поставленный технический результат достигается тем, что Устройство для термической переработки нефтешлама содержит высокотемпературную камеру в виде вращающееся трубы с регулируемым углом наклона, снабженную перемешивающими элементами и выгребающими и загребающими лопастями, эжекторную жидкотопливную горелку или блочную газовую горелку, топливный бак или газопровод, загрузочное устройство, разгрузочное устройство, привод, пульт управления и линию отвода с дымоходом, при этом перемешивающие элементы выполнены в виде кузовков, а выгребающие и загребающие лопасти выполнены из металлических полос, закрепленных внутри высокотемпературной камеры в одностороннем направлении по винтовой линии, а также продольные перемешивающие элементы расположены продольно в шахматном порядке.
На фигуре 1 изображено Устройство для термической переработки нефтешлама, вид спереди, фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1.
Одной из основ технологии переработки нефтешлама методом отжига является тепловая обработка, на которую затрачивается около 30%, стоимости производства. Кроме этого теплообработка потребляет около 80% от расходуемых во весь производственный цикл топливо-энергетических ресурсов.
Создание экономичных тепловых процессов, позволяющих получить качественно переработанную продукцию с минимальными затратами топлива и электрической энергии, дает возможность существенно уменьшить капиталовложения.
Современное состояние по переработки нефтешлама характеризуется рядом показателей, отрицательно влияющих на эффективность работы, например, низкая рентабельность, большая энергоемкость и низкие экологические показатели.
Устройство для термической переработки нефтешлама включает высокотемпературную камеру 1, линию отвода дымовых газов с дымоходом 2, торцевой оголовник 3 с загрузочным окном и торцевой оголовник 4 с разгрузочным окном, горелку 5, топливный бак или газопровод 6, загрузочное устройство 7, разгрузочное устройство 8, привод 9, пульт управления 10, раму 11 и опоры 12.
Высокотемпературная камера 1 представляет собой металлическую, трубу, установленную с возможностью вращения вокруг своей продольной оси, например, установлена на опорных катках 13, и с наклоном в сторону разгрузного окна торцевого оголовника 4.
Высокотемпературная камера 1 предназначена для нагрева нефтешламов посредством теплообмена с противотоком, где греющиеся газы движутся навстречу обрабатываемому нефтешламу. Высокотемпературная камера 1 не футерованная огнеупорным материалом.
Внутри высокотемпературной камеры 1 расположены продольно вдоль оси перемешивающие элементы 14 в виде кузовков, что обеспечивает улучшение условий теплопередачи, перемешивания и дробления кусков нефтешлама.
Перемешивающие элементы 14 в виде кузовков расположены продольно вдоль оси и, например, продольно в шахматном порядке, такое расположение позволяет дополнительно разрядить кучность рассеивания грунта при пересыпании, - не происходит сбивание пламени горелки 5 нефтешламом, что в свою очередь улучшает процесс отжига нефтешлама.
Кузовок 14 представляет собой открытую емкость с невысокими буртиками.
Конструкция перемешивающих элементов 14 обеспечивает измельчение сырья комковатого нефтешлама и рассеивание нефтешлама в потоке пламени горелки 5, что увеличивает КПД теплообмена и соответственно производительность.
Внутри по краям высокотемпературной камеры 1 расположены выгребающие или загребающие лопасти 15 из стальных полос в одностороннем направлении вращения в виде винтовой линии, которые выполняют функцию перемешивания, выгрузки-загрузки и теплообменника.
Конструкция высокотемпературной камеры 1 позволяет перевернуть ее, так, что «выгрузочный» торец высокотемпературной камеры 1 (со стороны горелки 5) станет «загрузочным», а «загрузочный» торец высокотемпературной камеры 1 - «выгрузочным». Такая возможность увеличивает срок службы устройство для термической переработки нефтешлама.
Конструкция выгребающих или загребающих лопастей 15 позволяет осуществлять качественную равномерную загрузку и выгрузку обрабатываемого нефтешлама.
Торцевой оголовник 4 с разгрузочным окном выполнен с возможностью установки в нем горелки 5 и с возможностью закрепления на торце высокотемпературной камеры 1.
Торцевой оголовник 3 с загрузочным окном выполнен с возможностью закрепления на торце высокотемпературной камеры 1.
Устройство для термической переработки нефтешлама предусматривает возможность использования горелки 5, работающей на жидком топливе или на газовом топливе.
Высокая температура внутри высокотемпературной камеры 1 создается за счет сжигания жидкого топлива или газообразного топлива в горелке 5, а также за счет дополнительного окисления горючих нефтеотходов находящихся в нефтешламе. Термическая переработка нефтешлама происходит при температуре от 800 до 1000°С, что обеспечивает самовоспламенение вновь поступающего нефтешлама, что снижает подачу топлива и значительно экономится расход ГСМ (дизельного топлива), а также уменьшается накопление сажи в линии отвода дымовых газов с дымоходом 3 за счет более тщательного прогревания наиболее полного сгорания.
Рама 11 или опоры 12 выполнены с возможностью регулирования угол наклона высокотемпературной камеры 1 вдоль его оси.
Загрузочное устройство 7 представляет собой, например, транспортер, ковшовый подъемник.
Разгрузочное устройство 8 представляет собой шнек разгрузки или лоток.
Привод 9 представляет собой электродвигатель.
Запуск, остановка, а также управление работой устройства для термической переработки нефтешлама производится пультом управления 10.
Горелку 5, работающую на жидком топливе или на газовом топливе, представляет собой эжекторную жидкотопливную горелку или блочную газовую горелку 5, например, ГЖ-200.
Нефтешлам представляет собой нефтезагрязненный грунт (земля, песок, глина, торф и т.д.) с возможными включениями щебня, льда, снега, водно-солевых растворов; нефтезагрязненный пропант.
Нефтешлам сортируется. Крупные частицы грунта дробятся, а не подвергающиеся измельчению (куски металла, крупные камни) - складируются отдельно в подготовленные емкости или на открытые площадки.
Устройство для термической переработки нефтешлама работает следующим образом:
Высокотемпературную камеру 1, установленную под заданным углом к горизонтали, приводят во вращение электродвигателем 9. Сначала включают линию отвода дымовых газов с дымоходом 2, через заданный период времени зажигают эжекторную жидкотопливную горелку или блочную газовую горелку 5.
Топливо в эжекторную жидкотопливную горелку 5 поступает самотеком по трубопроводу из топливного бака 6 или по газопроводу 6 в блочную газовую горелку 5. В высокотемпературной камере 1 создают температуру от 800 до 1000°С открытым огнем факела горелки 5, установленной в торцевом оголовнике 4 с разгрузочным окном.
После этого нефтешлам поступает в высокотемпературную камеру 1 с помощью загрузочного устройства 7, например, ковшовым подъемником через загрузочное окно торцевого оголовника 3 в высокотемпературную камеру 1.
В процессе вращения высокотемпературной камеры 1 нефтешлам, перемещаясь по загребающим лопастям 15, поступает к перемешивающим элементам - кузовками 14, которые перемещают нефтешлам по окружности и одновременно равномерно его пересыпают с последующим рассеиванием сверху вниз в виде дождя. Направления движений горячих газов и обрабатываемого нефтешлама встречные. При этом обжигаемый нефтешлам поступательно-вращательно перемещается за счет угла наклона высокотемпературной камеры 1 и ее вращения. В конце высокотемпературной камеры 1 нефтешлам захватывается выгребающими лопастями 15 и направляется к разгрузочному окну торцевого оголовника 4 и разгрузочному устройству 8, например, лотку. Разгрузочное устройство 8 ссыпает термически переработанный нефтешлам на место временного складирования (для остывания).
Газы, сажа, зола, пылеватые частицы извлекаются из высокотемпературной камеры 1 через линии отвода дымовых газов с дымоходом 2, проходя очистку и орошение. Очищенные газы выбрасываются в центральную дымовую трубу (на фиг. не показано).
В ходе испытаний Устройство для термической переработки нефтешлама использовались два типа нефтешлама: нефтезагрязненный пропант и замазученный грунт. Нефтезагрязненный пропант при любой степени замазученности перерабатывался очень легко, а именно, переработка нефтешлама с содержанием нефтепродуктов до 25% осуществлялась без подмешивания дополнительных ингредиентов и за один цикл при температуре от 800 до 1000°С.
Температура от 800 до 1000°С обеспечила качественное (полное) сгорание различных фракций нефтепродуктов, содержащихся в нефтешламе, что уменьшило накопление сажи в линии отвода дымовых газов с дымоходом.
Термообработанный нефтешлам представляет собой раскаленный материал, красного цвета, что указывает на высокое качество отжига.
3
Производительность Устройство для термической переработки нефтешлама при 25% содержании нефтепродуктов в нефтешламе и влажности 20-30% достигает 2,1 м/чac.
Предлагаемое техническое решение за счет конструкции высокотемпературной камеры позволяет повысить эффективность работы устройства для переработки нефтешлама за счет увеличение КПД теплообмена, степени дробления и рассеивания нефтешлама, а также качественной равномерной загрузки и выгрузки обрабатываемого нефтешлама, и позволяет перерабатывать нефтешлам с содержанием нефтепродуктов более 15% в один этап без повторного отжига, при снижении расхода топлива.