УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ РЕЗЕРВУАРА

Полезная модель относится к устройствам для очистки внутренних поверхностей резервуаров, преимущественно, содержащих одорант природного газа, а также его производные, и может быть использовано в газовой, нефтехимической и смежных с ними отраслях промышленности.
Известен способ очистки резервуаров, изложенный в стандарте: «Утилизация емкостей хранения и рабочих емкостей одоранта на ГРС, очистка контейнеров на пункте заправки», СТО Газпром 2-3.5-187-2008. Офиц. изд. М.: ИРЦ Газпром. 2008, III, 17 с., который включает налив самотеком в обезвреживаемый резервуар технологического раствора дезодорирующих химических окислителей и длительное выдерживание без перемешивания. Приготавливают технологический раствор в металлическом баке, снабженном мешалкой.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании указанного стандарта, относится то, что в указанном стандарте не достигают полной дезодорации емкости и раствора в течение конечного времени, не удаляют технологический раствор из резервуара после завершения очистки, не препятствуют попаданию в атмосферу токсичных паров одоранта или дезодорирующих химических окислителей, не используют технологический раствор неоднократно, а также не увеличивают моющую способность технологического раствора в процессе работы.
Наиболее близким к заявленному устройству по совокупности признаков является мобильная установка для промывки емкостей, состоящая из расходной емкости с раствором, циркуляционного насоса и шламоуловителя, при помощи которой промывают емкости хранения одоранта (Посмак М.А., Крюков А.В., Алиев Т.Т., Янчук В.М., Галкин С. С. Реализация на объектах эксплуатации технологии очистки емкостей для хранения одоранта // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016. №2. С. 34-36), принято за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании указанного устройства, относится то, что не достигают полной дезодорации емкости и раствора, а только снижают уровень содержания меркаптанов до уровня отсутствия ярко выраженного запаха одоранта, не препятствуют попаданию в атмосферу токсичных паров одоранта при заполнении водой очищаемой емкости, которое выполняют с помощью пожарной машины, не используют технологический раствор неоднократно, а сжигают его, не увеличивают моющую способность технологического раствора в процессе работы, а все работы по сливу раствора из емкости выполняют вручную.
Кроме того, осуществляют окончательную утилизацию отработанного раствора на удаленной стационарной установке термического обезвреживания путем сжигания, применяя сложную реагентную систему очистки дымовых газов, а транспортировку раствора к объекту утилизации осуществляют в специальном транспортном средстве - бензовозе, что говорит о токсичности и пожаровзрывоопасности отработанного раствора, то есть об отсутствии собственно обезвреживания.
Проблема при очистке, обезвреживании и дезодорации резервуаров хранения одоранта заключается в том, что возникла необходимость снижения затрат на их утилизацию, за счет реализации полученного из них металлического лома и снижения затрат на осуществление экологических платежей, а также сокращения времени полного обезвреживания и дезодорации емкостей.
Технический результат - сокращение времени полного и необратимого обезвреживания и дезодорации емкостей; снижение класса опасности веществ, получаемых в процессе утилизации, со второго до четвертого; увеличение моющей способности технологического раствора в процессе эксплуатации заявляемого устройства для его неоднократного повторного использования.
Поставленный результат достигается тем, что устройство для очистки резервуара содержит расходную емкость, шламоуловитель, циркуляционный насос, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено узлом ввода эжекторного типа, всасывающим насосом, датчиком давления, датчиком уровня, разрядной камерой, генератором кислорода, компрессором, воздухозаборником, чиллером, внешним воздушным теплообменником, компьютером, вентилями и сепаратором, соединенным через гидрозатвор и каталитический деструктор озона с атмосферой, при этом узел ввода соединен посредством металлоруковов с сепаратором, циркуляционным насосом, всасывающим насосом и разрядной камерой, соединенной с теплообменником через чиллер, в которую кислород нагнетается из генератора кислорода, связанного с компрессором и воздухозаборником, а очистку проводят в автоматизированном режиме по алгоритму, задаваемому через компьютер, который связан с циркуляционным насосом, всасывающим насосом, вентилями, датчиком давления и датчиком уровня.
Описание полезной модели содержит чертеж фиг. 1.
Устройство предназначено для очистки (обезвреживания) металлических или пластиковых резервуаров, снабженных, преимущественно, фланцевыми соединениями, от остаточных количеств токсичных и дурнопахнущих веществ в чистом или разбавленном виде, таких как одорант природного газа - смесь природных меркаптанов, прочих газообразных и жидких серосодержащих органических соединений, сероводорода. Устройство является мобильным, бысторазворачиваемым и может быть перевезено на любое расстояние автомобильным транспортом по дорогам общего назначения или водным транспортом.
Узел ввода 1 эжекторного типа подключен к оборудованию устройства с помощью гибких, нержавеющих металлорукавов, снабженных быстроразъемными, герметичными соединениями; расходная емкость 2 соединена металлорукавами с вентилями 3 и 23; вентиль 3 соединен с сепаратором 9 в нижней точке, а через вентиль 4 с шламоуловителем 5, соединенным с всасывающей линией циркуляционного насоса 6, который через вентиль 7 соединен с вентилем 22, узлом ввода 1 и датчиком давления 8, при этом узел ввода 1 соединен с сепаратором 9 и датчиком уровня 10, установленным в боковой стенке на середине высоты сепаратора 9; узел ввода 1 соединен с трубопроводом подачи озона 11 из разрядной камеры 12, соединенной с трубопроводом кислорода 13, идущим от генератора кислорода 16, соединенного с воздухозаборником 14 через компрессор 15, при этом охлаждение разрядной камеры 12 обеспечивает чиллер 17, снабженный внешним воздушным теплообменником 18; от сепаратора 9 отходит трубопровод газовой смеси 19, соединенный через гидрозатвор 20 и каталитический деструктор озона 21 с атмосферой; вентиль 22 соединен с всасывающим насосом 24, выкидная линия которого соединена с вентилем 23; управление осуществляется компьютером 25, соединенным с насосами 6 и 24, вентилями 3, 4, 7, 22 и 23, датчиком давления 8 и датчиком уровня 10.
Устройство подготавливают к работе следующим образом.
Закрепляют обезвреживаемый резервуар (далее - РО) любым способом, обеспечивающим подключение к нему узла ввода 1 эжекторного типа, а также подключение узла ввода 1 эжекторного типа и расходной емкости 2 с необходимым количеством технологического раствора - 2% по массе раствора карбоната щелочного металла в воде (далее - TP), к оборудованию устройства с помощью гибких, нержавеющих металлорукавов, снабженных быстроразъемными герметичными соединениями. Подключают электропитание.
Работу устройства в автоматическом режиме осуществляют следующим образом, см. фиг. 1.
3
По сигналу от компьютера 25 открывают вентили 3, 4, 7 и включают циркуляционный насос 6 в режиме, обеспечивающем в трубопроводе, питающем узел ввода 1, давление 0,500±0,025 атм., которое контролируют датчиком давления 8. Заполняют обезвреживаемый резервуар через узел ввода 1 до того момента, пока уровень TP в сепараторе 9 не достигнет половины его объема, что контролируют через смотровое окно и по показаниям датчика уровня 10, установленного в боковой стенке сепаратора 9. При получении сигнала с датчика уровня 10 компьютер 25 закрывает вентиль 3, после чего включает циркуляционный насос 6 в режиме давления 5,00±0,25 атм. в трубопроводе питающем узел ввода 1. Осуществляют циркуляцию TP в системе через циркуляционный насос 6, узел ввода 1, РО, сепаратор 9 и шламоуловитель 5 и одновременно подают в узел ввода 1 эжекторного типа через трубопровод 11 смесь не менее 7% массовой доли озона в кислороде, которую получают в разрядной камере 12 путем электрического разряда в чистом и сухом кислороде при повышенном давлении и внешнем принудительном охлаждении разрядной камеры 12 до температуры менее плюс 10°С. В разрядную камеру 12 из трубопровода 13 подают кислород, который получают путем нагнетания атмосферного воздуха из воздухозаборника 14, компрессором 15 через генератор кислорода 16. Охлаждение разрядной камеры 12 обеспечивает чиллер 17, снабженный внешним воздушным теплообменником 18. В процессе обезвреживания из сепаратора 9 через трубопровод 19 удаляют газовую смесь, которую последовательно очищают от паров одоранта в гидрозатворе 20, а затем подают в каталитический деструктор озона 21, где озон, в случае избыточного содержания в газовой смеси, разлагается до содержания менее 0,05 мг/м, то есть менее 0,5 значения предельно допустимой концентрации, и таким образом препятствуют попаданию в атмосферу токсичных паров одоранта или озона. Затем газовую смесь из трубопровода 19 выбрасывают в атмосферу.
Окончание процесса обезвреживания определяют экспериментально по отсутствию в пробе TP токсичного или дурнопахнущего вещества любым пригодным аналитическим методом, в том числе, органолептически. Оператор подает команду компьютеру 25 о завершении цикла обезвреживания, при этом компьютер 25 выключает циркуляционный насос 6, прекращает подачу смеси озона в кислороде 11, закрывает вентили 4, 7 и открывает вентили 22, 23. Затем компьютер 25 включает всасывающий насос 24, при этом осуществляют перекачивание отработанного TP в расходную емкость 2, где его хранят для последующего неоднократного использования.
После окончания перекачивания TP оператор подает команду компьютеру 25 о завершении цикла работы и система устройства приходит в исходное состояние, будучи готовой к обезвреживанию нового резервуара.
Одоризация природного газа - важная часть процесса транспортировки газа до потребителя, обеспечивающая безопасность его использования. Абсолютный лидер потребления в процессе одоризации - одорант, смесь низших природных меркаптанов. Обладая чрезвычайно высокой коррозионной активностью, одорант способствует быстрому разрушению металлических резервуаров хранения одоранта в составе одоризационных установок. Срок эксплуатации данных резервуаров ограничивается десятью годами, что при отсутствии эффективного устройства очистки (обезвреживания и дезодорации) приводит к их накоплению на площадках газораспределительных станций, где они создают постоянную опасность загрязнения почвы, водного и воздушного бассейнов. Обезвреживание резервуаров производится путем окисления остатка одоранта природного газа озоном в водном растворе. При этом остаток одоранта, состоящий из смеси меркаптанов с диалкилдисульфидами, окисляется озоном до алкансульфокислот, обладающих поверхностно-активными свойствами. В результате обезвреживания таким образом класс опасности отхода - резервуара хранения одоранта - понижается со второго до четвертого. При этом TP растворяет алкансульфокислоты, за счет чего увеличивается его моющая способность. Поэтому после очистки одного, TP можно использовать в полном объеме для очистки следующих резервуаров неоднократно.
Таким образом, снимают необходимость в утилизации отработанного TP, что повышает экологическую безопасность предлагаемого устройства и удешевляет реализацию очистки.
Предложенное техническое устройство позволяет в течение конечного времени производить исчерпывающее и необратимое обезвреживание и дезодорацию металлических или пластиковых резервуаров.