БОНОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ И СБОРА НЕФТИ С ВОДНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Полезная модель относится к гидротехническим сооружениям, а конкретнее, к боновым устройствам, применяемым для локализации и сбора нефти на небольших площадях водных поверхностей при техногенных авариях.
Известно устройство осуществляющее сбор нефти и нефтепродуктов с открытых водных поверхностей, включающее сорбент, заключенный в замкнутую пористую оболочку. В качестве сорбента использованы целлюлозосодержащие отходы деревообрабатывающих и гидролизных производств - мелкодисперсный древесный порошок или лигнины, а в качестве оболочки - синтетическое нетканое полотно из полиэфирных волокон - прокламелин, обработанный водной эмульсией алифатических углеводородов жирного ряда. (RU 10189, МПК Е02В 15/10, опубл. 16.06.1999 г.).
К недостаткам технического решения относится то, что устройство сложно в осуществлении из-за необходимости проводить многочисленные химические процессы, следовательно, увеличивается время на подготовку, а также стоимость устройства.
За ближайший аналог принято техническое решение (RU 2158800, МПК Е02В 15/06, опубл. 10.11.2000 г.), в котором описана сорбирующая бона, включающая соединенные между собой в определенном порядке секции из сетчатой оболочки, заполненной сорбирующим материалом. Секции выполнены в виде цилиндров, перетянутых упрочняющими поясами, и собраны на тросах в виде сотовой структуры. Упрочняющие пояса снабжены клапанами для заполнения секций текучим вспенивающимся сорбентом.
К недостаткам вышеописанной сорбирующей боны можно отнести экономическую нецелесообразность использования ее при небольших разливах нефти и необходимость утилизации использованного сорбента путем сжигания, что загрязняет окружающую среду.
Полезная модель решает задачу создания более дешевого бонового устройства для локализации и сбора нефти с водных поверхностей на небольшой площади, одновременно позволяющего использовать отработанный сорбент в качестве сырья в других технологиях, не загрязняющих атмосферу, что также сказывается на экономической целесообразности использования предлагаемого бонового устройства для сбора нефти.
Технический результат достигается за счет использования дополнительных синтетических пористых оболочек, которые наполнены природным сорбирующим материалом без предварительной подготовки, пригодным для дальнейшей переработки в экотопливо.
Для получения необходимого технического результата в боновом устройстве для локализации и сбора нефти с водных поверхностей, состоящем из соединенных между собой отдельных заполненных сорбирующим материалом секций, заключенных в сетчатые оболочки, предлагается для заполнения сорбирующим материалом использовать дополнительную пористую оболочку, выполненную из полипропилена и расположенную внутри сетчатой оболочки, а в качестве сорбирующего материала использовать лигниты.
На прилагаемых к описанию графических материалах изображено:
- на фиг. 1 - секция бонового устройства;
- на фиг. 2 - общий вид бонового устройства в сборе;
- на фиг. 3 - водоросли, которыми обрастают отдельные секции;
- на фиг. 4 - горение лигнита после адсорбации в боновом устройстве при нормальных условиях.
На графических материалах приняты следующие обозначения:
1 - оболочка сетчатая;
2 - оболочка пористая из полипропилена для сорбирующего материала;
3 - соединение отдельных секций;
4 - водоросли.
В качестве материала для сетчатой оболочки использовались непригодные для добычи рыбы траловые сети с рыбопромысловых судов. Для изготовления дополнительной пористой оболочки использован полипропилен. Экспериментальным путем установлено, что пропускная способность пористой оболочки - 95%, что гарантирует хорошие условия для работы сорбирующего материала при ликвидации разлива нефти.
Полипропилен - термопластичное синтетическое вещество, которое изготавливают методом полимеризации пропена (пропилена), относится к классу полиолефинов. Подлежит вторичной переработке и дальнейшему использованию. Сетчатая оболочка обеспечивает максимальную пропускную способность нефтепродуктов, которые в дальнейшем задерживаются сорбентом, а вода фильтруется. Сетчатые оболочки отдельных секций бонового устройства соединены между собой стальными кольцами (использовались кольца с отработанных траловых сетей).
В качестве сорбирующего материала использованы лигниты. Лигниты - это обуглившаяся в земле допотопная древесина, образовавшая род каменного угля. Лигниты - разновидность бурого угля - сопутствующее ископаемое при технологии добычи янтаря в Калининградской области.
Конкретный пример применения предлагаемого устройства.
Был произведен разлив нефтепродуктов в испытательном бассейне, а затем установлено искусственное течение. Затем было опущено в воду боновое устройство для сбора нефти в испытательном бассейне. Использовалось последовательное соединение бонового устройства в один ряд, скрепленное по краям металлическим тросом. Результат испытания бонового устройства показал следующие результаты: процент фильтрации после разлива нефтепродуктов составил 95%, устройство не подвержено коррозии, скорость течения не влияет на эффективность, возможно применение при любой скорости течения. Использованный при испытании сорбент - лигнит, может быть хорошим сырьем для технологии получения экоугля. Сорбент после использования не требует дополнительных трудозатрат по его сушке, прессовке, так как его можно использовать как во влажном, так и сухом виде.
При использовании бонового устройства для длительной фильтрации на его секциях появляются водоросли, которые при получении топливных элементов экоугля, являются функционально гидрофобным лигнитом (сорбентом) углеводородных фракций (высокомолекулярных, полимерных - термопластичный полимер; средней молекулярной массы алифатических углеводородов – минеральные масла, каменноугольная или древесная смола), фиксирующим на своей поверхности отдельные молекулы перечисленных выше видов углеводородов, как продуктов растворения и разрушения надмолекулярных образований. При сжигании по теплотворной способности такие топливные элементы близки к каменному углю, однако их преимуществом является отсутствие сернистых примесей, характерных для природного каменного угля, что позволяет отнести это топливо к категории экоугля. На фигуре 4 видно, что процесс горения лигнита (экоугля) происходит без дыма.
Расчетными методами были определены следующие физико-химические показатели
теплотворная способность аналога природного угля - 2400кКал/кг;
3
насыпная плотность - 250-350 кг/м
золосодержание - 0,5%
Состав химических выбросов в атмосферу при сжигании угля практически соответствует сжиганию древесного топлива. Сравнение удельного образования газообразных веществ и твердых отходов при сжигании 1 кг каменного угля и 1 кг экоугля представлено в таблице.
Таким образом, предлагаемое боновое устройство по сравнению с ближайшим аналогом дешевле в создании, из-за применения дешевых материалов, и использования природного материала - лигнита, не требующего дополнительной обработки в качестве сорбента. Устройство проще и дешевле в обслуживании, а также позволяет использовать отработанный сорбент для получения экоугля, что снижает общую стоимость технологии по локализации и сбору нефти с водной поверхности после аварийного загрязнения.