ЛИНИЯ УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕШЛАМОВ ИЛИ ОТРАБОТАННЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ (ВАРИАНТЫ)

Заявляемое техническое решение позволяет щадящим окружающую среду способом утилизировать нефтешламы и отработанные нефтепродукты, а также насыщенный нефтью нефтяной сорбент, образующийся при ликвидации аварийных разливов нефти и прочих нефтепродуктов, причем, учитывая, что заявляемую установку можно выполнить мобильной, установка может работать в местах аварий. При этом, в результате смешивания с торфом, или с полученным из торфа сорбентом, и дальнейшей переработки, на выходе заявляемой линии получается безопасное, в экологическом отношении, высококалорийное топливо, которое можно сжигать в промышленных котельных, что одновременно позволяет решать и экологическую и энергетическую проблемы.
В настоящее время актуальность задачи утилизации нефти, попавшей в окружающую среду, а также отработанных нефтепродуктов и нефтешламов не вызывает сомнений. Одним из возможных подходов к ее решению является использование отработанных нефтепродуктов в качестве одного из энергетических компонентов твердого топлива. Возможно использование полученных на заявляемой установке торфобрикетов как основного топлива, так и в качестве высококалорийной добавки к основному топливу в котельных небольшой мощности. При этом новое топливо по энергетическим и экологическим характеристикам не должно уступать используемому в настоящее время каменному углю, быть сопоставимо с ним по экономическим показателям и обеспечивать возможность сохранения качества при транспортировке и хранении.
Из известных видов твердого топлива наиболее высокой сорбционной способностью по отношению к нефти является торф, который широко используется в малой энергетике.
Исходя из этого, а также, принимая во внимание значительные запасы торфа в Кировской области, в качестве твердой основы был выбран именно он. В качестве связующего компонента была разработана смесь из строительного битума и смолы - побочного продукта в производстве торфоминерального сорбента производства ЗАО «ЦЭИ» «Пресс-Торф».
Известны установки для утилизации нефтешламов и отработанных нефтепродуктов, например устройство, запатентованное в качестве изобретения РФ под №2117870. Недостатком данного технического решения является высокая энергоемкость предлагаемого оборудования, а также то, что его использование также наносит вред окружающей среде - осуществляется неконтролируемый выброс в атмосферу тепловой энергии и продуктов сгорания нефтешламов и отработанных нефтепродуктов. Также без пользы тратятся накопленные запасы сырья - отработанных нефтепродуктов, которое могло бы быть использовано в качестве компонента для топлива.
Наиболее близким является устройство, приведенное в описании к патенту на изобретение РФ под №2021324 кл. С 10 F 7/04, C 10 L 5/16.
Предметом данного технического решения является утилизация отходов торфа путем прессования их со связующими - отходами обводненных ГСМ. При этом получаются топливные брикеты с высокой теплотворной способностью, а в качестве связующего используются отходы обводненных ГСМ, которые фильтруют через слой торфа или отходов торфопроизводства, после чего производят сушку полученного продукта и его брикетирование.
Недостатком данного устройства является то, что для получения равномерной пропитки торфа, необходимо устройство предварительного орошения торфяной массы разогретым ГСМ. Еще, данное устройство требует дополнительного оборудования для обезвоживания ГСМ и торфа, а также сбора ГСМ, прошедших через слой торфа на
конвейере, также оборудования для сушки и брикетирования. При этом получается грязное, имеющее высокую пожарную опасность производство.
Технический результат заявляемого устройства заключается в создании новой компактной и мобильной линии утилизации нефтешламов и/или отработанных нефтепродуктов. Данная линия имеет возможность перемещаться и работать в любых, в том числе и полевых, условиях, например на разливах нефтепродуктов, при этом одновременно решаются две задачи - очистка загрязненной акватории и утилизация отработанного сорбента с переработкой его в торфобрикеты.
Линия имеет низкую пожарную опасность, высокую экологическую чистоту и безопасность производства торфобрикетов, т.к. в процессе досушивания используется мелкая фракция торфа или сорбента, что обеспечивает утилизацию, несомненно, горючего отхода производства.
Линия позволяет изготовлять торфобрикеты с заданными параметрами:
- размерами (для этого - можно менять фильеры шнекового пресс-формовщика),
- теплотворной способностью - можно менять состав и пропорции компонентов).
Торфобрикеты, изготовленные на этой линии, соответствуют требованиям экологической безопасности по всем параметрам, в том числе и по отсутствию в них бензапирена.
Заявляемая линия имеет два варианта исполнения и состоит из следующих блоков, а ее изображение приведено на Фиг.1 - вариант 1, и Фиг.2 - вариант 2:
Вариант 1.
1. Блок очистки торфа.
2. Блок подготовки нефтепродуктов.
3. Блок подготовки связующего компонента.
4. Блок смешивания.
5. Шнековый пресс-формовщик.
6. Блок досушивания торфобрикетов с дополнительной сорбцией нефтешламов с их поверхности.
7. Отсепарированный мусор.
8. Транспортер.
9. Торф.
10. Подготовленные нефтепродукты.
11. Связующий компонент.
12. Смесь
13. Торфобрикеты.
14. Фильеры шнекового пресс-формовщика.
15. Лоток.
16. Аэродинамическая труба.
17. Тепловая пушка.
18. Устройство для нанесения торфа или сорбента на торфобрикеты.
Блок очистки торфа 1 выполнен в виде сепаратора, и предназначен для очистки от крупных механических включений. Блок подготовки нефтепродуктов 2 выполнен в виде емкости, имеющей средства разогрева и приспособление для дозирования, и предназначен для разогрева твердых фракций нефтепродуктов и выгрузки их из ванны. Блок подготовки связующего компонента 3 выполнен в виде емкости, имеющей средства разогрева и приспособление для дозирования, предназначен для разогрева связующего компонента (если в этом есть необходимость). Блок смешивания 4 предназначен для смешивания до получения однородной массы нефтепродуктов, связующего и предварительно подготовленного торфа, имеющего влажность 30÷65%, при объемном соотношении торфа и нефтепродуктов со связующим компонентом в соотношении (10÷16):3. Шнековый пресс-формовщик 5 предназначен для формования под давлением торфобрикетов. Блок досушивания торфобрикетов с дополнительной сорбцией
нефтешламов с их поверхности 6 - предназначен для досушивания торфобрикетов до степени отвердевания.
Между блоком очистки торфа 1 и блоком смешивания 4 имеется транспортер 8. В блок смешивания 4, выполненный в виде емкости с мешалкой, имеется подача торфа 9 и подготовленных нефтепродуктов - жидких компонентов: нефтешлама, или отработанных нефтепродуктов 10 из блока подготовки нефтепродуктов 2 и связующего компонента 11 из блока приготовления связующего компонента 3. Из блока смешивания 4 имеется подача смеси 12 в загрузочное отделение шнекового пресс-формовщика 5. Под фильерами шнекового пресс-формовщика 14 расположены лотки 15 блока досушивания торфобрикетов 6. Блок досушивания торфобрикетов 6 может быть выполнен в виде аэродинамической трубы 16, в которую при помощи тепловой пушки 17 подается горячий воздух. Сорбция нефтепродуктов, выделившихся на поверхности торфобрикетов, может осуществляться при обвалке торфобрикетов при посредстве устройства нанесения торфа или сорбента 18 и выгрузки в лотки 15. Сушка вновь сформованных пластичных торфобрикетов до затвердения может выполняться в течение нескольких суток на складе в естественных условиях, либо в течение нескольких часов в аэродинамической трубе 16, в которую подается горячий воздух при помощи тепловой пушки 17.
Вариант 2.
1. Блок очистки торфа.
2. Блок подготовки торфяного сорбента, насыщенного нефтепродуктами.
3. Блок приготовления связующего компонента.
4. Блок смешивания.
5. Шнековый пресс-формовщик.
6. Блок досушивания торфобрикетов с дополнительной сорбцией.
7. Отсепарированный мусор.
8. Транспортер для подачи торфа.
9. Торф.
10. Сорбент, насыщенный нефтепродуктами.
11. Связующий компонент.
19. Транспортер для подачи торфяного сорбента, насыщенного нефтепродуктами.
12. Смесь.
13. Торфобрикеты.
14. Фильеры шнекового пресс-формовщика.
15. Лоток.
16. Аэродинамическая труба.
17. Тепловая пушка.
18. Устройство для нанесения торфа или сорбента.
Блок очистки торфа 1 выполнен в виде сепаратора и предназначен для очистки торфа от крупных механических включений.
Блок подготовки торфяного сорбента, насыщенного нефтепродуктами 2, имеет приспособление для дозирования, предназначен для разделения на порции этого сорбента и выполнен в виде бункера-дозатора.
Блок приготовления связующего компонента 3 предназначен для приготовления веществ, обеспечивающих связывание торфа, торфяного сорбента, насыщенного нефтепродуктами, и может быть выполнен в виде ванны с подогревом.
Блок смешивания 4 предназначен для смешивания до получения однородной массы торфа 9, торфяного сорбента, насыщенного нефтепродуктами 10, и связующего компонента 11, при объемном соотношении торфа и торфяного сорбента к связующему компоненту в соотношении (4÷10):1. Блок смешивания 4, выполненный в виде емкости с мешалкой, соединен посредством транспортера для подачи торфа 19 и транспортера для подачи торфяного сорбента, насыщенного нефтепродуктами 10 соответственно с
блоком очистки торфа 1 и с блоком подготовки торфяного сорбента, насыщенного нефтепродуктами 2. Также в этот блок смешивания 4 осуществляется подача связующего компонента 11 из блока приготовления связующего компонента 3.
Из блока смешивания 4 имеется подача смеси 12 в загрузочное отделение шнекового пресс-формовщика 5. Под фильерами шнекового пресс-формовщика 14 расположены лотки 15 блока досушивания торфобрикетов 6. Блок досушивания торфобрикетов 6 может быть выполнен в виде аэродинамической трубы 16, в которую при помощи тепловой пушки 17 подается горячий воздух. Сорбция нефтепродуктов, выделившихся на поверхности торфобрикетов, может осуществляться при обвалке торфобрикетов при посредстве устройства нанесения торфа или сорбента 18 и выгрузки в лотки 15. Сушка вновь сформованных пластичных торфобрикетов до затвердения может выполняться в течение нескольких суток на складе в естественных условиях, либо в течение нескольких часов в аэродинамической трубе 16, в которую подается горячий воздух при помощи тепловой пушки 17.
Торфобрикеты и на первом и на втором вариантах исполнения линии формуются в виде цилиндров диаметром 40-60 мм, длина 100-200 мм, теплотворная способность до 4800 ккал/кг - первый вариант исполнения, или 6500-7000 ккал/кг - второй вариант исполнения; зольность до 5%.
Пример выполнения линии (вариант 1):
Для реализации линии утилизации нефтешламов и отработанных нефтепродуктов использовали: сепаратор, две ванны с подогревом для разогрева связующего компонента и нефтепродуктов, мешалку и поршневой шнековый агрегат.
Для получения торфобрикетов использовали верховой торф со средней степенью разложения, с зольностью в сухом состоянии не более 15%, влажностью до 50%.
Торф перемешивали с 22% связующего компонента и нефтешлама, находящихся в жидком состоянии.
Для получения торфобрикетов был выбран оптимальный режим работы агрегата: скорость вращения шнека 180 об/мин; расположение шнека от крайне выпущенного положения - 50-70 мм; нагрев корпуса шнека - 65-80°С; диаметр сопла патрубка - 60 мм; равномерная подача торфа на шнек.
Блок досушивания торфобрикетов выполнен в виде аэродинамической трубы, в которую при помощи тепловой пушки подается горячий воздух. В блоке досушивания торфобрикетов над лотками с торфобрикетами имеется распылитель торфа, подготовленного в виде порошка, или гидрофобного сорбента, полученного из торфа - для сорбции нефтепродуктов, выделившихся на поверхности торфобрикетов.
Далее готовые брикеты досушивали в местах, закрытых от попадания на брикеты внешних осадков (снега, дождя), с дополнительной сорбции нефтешламов с их поверхности.
Теплотворная способность брикетов сопоставима с теплотворной способностью кузбасского каменного угля.
Торфобрикеты производятся влажными и пластичными, но благодаря предшествующей термомеханической и термохимической переработке смеси торфа с нефтешламами в агрегате, они уже в течение нескольких часов заметно твердеют и частично теряют влагу, а дополнительная сорбция значительно ускоряет процесс отвердевания.
Пример выполнения линии (вариант 2):
Для реализации линии утилизации отработанных нефтесорбентов (сорбентов, насыщенных нефтью): сепаратор-очиститель торфа, транспортер, бункер-дозатор, ванну с подогревом для разогрева связующего компонента, мешалку и поршневой шнековый агрегат.
При получении торфобрикетов использовали торфяной сорбент, изготовленный на базе ЗАО «ЦЭИ» «Пресс-Торф».
Торфяной сорбент, насыщенный нефтепродуктами (насыщение - 1 часть торфяного сорбента: 5 частей нефти) перемешивали с 20 частями торфа и 1 частью связующего компонента, находящегося в жидком состоянии.
Для получения торфобрикетов был выбран оптимальный режим работы агрегата:
скорость вращения шнека 180 об/мин; расположение шнека от крайне выпущенного положения - 50-70 мм; нагрев корпуса шнека - 65-80°С; диаметр сопла патрубка - 60 мм; равномерная подача торфа на шнек.
Готовые брикеты сушили в местах, закрытых от попадания на брикеты внешних осадков (снега, дождя), с дополнительной сорбцией нефтешламов с их поверхности путем обвалки в торфяной пыли.
Теплотворная способность брикетов сопоставима с теплотворной способностью кузбасского каменного угля.
Торфобрикеты производятся влажными и пластичными, но благодаря предшествующей термомеханической и термохимической переработке смеси торфа с нефтешламами в агрегате, они уже в течение нескольких часов заметно твердеют и частично теряют влагу, а дополнительная сорбция значительно ускоряет процесс отвердевания.
В Таблице приведены сравнительные характеристики различных видов топлива - топлива, полученных на патентуемой линии и традиционного топлива.
Таблица
Наименование показателя, единицы измерения
Твердая основа
Торф
Торф с добавкой нефтепродукта
Сорбент с добавкой нефтепродукта
Бурый уголь
Каменный уголь
Антрацит
Влага рабочая, %
50
35-45
16-17,2
35-40
20
20
Зольность рабочая, %
2,5-6,0
1,3-4,9
4,5-5,0
35-40
18-28
18-25
Летучие горючие, %
-
86
70
40
35
35
Сера аналитическая, %
-
0,2-03
03-0,5
2,8-4,5
0,4-0,5
0,5
Теплота сгорания, ккал/кг
1500-2000
4315-4500
6500-7000
3000
4500
6000