УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА И ОЧИСТКИ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к установкам очистки нефтесодержащих сточных вод и может быть использована в машиностроительной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностях, а так же на канализационно-транспортных системах мегаполиса и в других отраслях промышленности, где происходит образование стоков, содержащих нефтепродукты и масла. Полезная модель может быть использована для сбора нефтепродуктов на поверхности воды, в том числе ниже уровня земли, для последующей сдачи обезвоженного нефтепродукта на нефтебазу в качестве вторсырья.
Известна установка для очистки нефтесодержащих сточных вод, содержащая сепарационную емкость с гидрофобным слоем, устройство для ввода нефтесодержащих сточных вод в сепарационную емкость, каналы вывода нефтепродукта и очищенной воды. Сепарационная емкость разделена на сообщающиеся между собой секции. Первая и вторая секции сообщены на уровне верхней границы гидрофобного слоя и у дна сепарационной емкости. Вторая и третья секции сообщены на уровне нижней границы гидрофобного слоя. Третья секция сообщена с каналом вывода нефтепродукта и с каналом вывода очищенной воды. Причем срез сливного отверстия канала вывода нефтепродукта расположен на уровне верхней границы гидрофобного слоя, а срез сливного отверстия канала вывода очищенной воды расположен на уровне ниже среза сливного отверстия канала вывода нефтепродукта (см. патент РФ №2281251 С1, кл. C02F 1/40, В01D 17/028, 2006).
Недостатками известного устройства являются:
- высокая обводненность забираемого нефтепродукта из установки (содержание воды в нефтепродукте 11,5%) вследствие того, что нефтепродукт забирается из третьей секции, более обводненный, а не из второй, где всплывший нефтепродукт более концентрированный;
- невозможность сбора сточной воды различной плотности и уровня загрязнений, то есть установка будет работать именно для заданной концентрации нефтепродуктов, так как высота гидрофобного слоя у сточных вод с различной концентрацией и плотностью нефтепродуктов будет разной;
- не имеет возможности забора сточных вод ниже отметки земли;
- нет возможности удаления высоковязкого нефтепродукта.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является установка для очистки нефтесодержащих сточных вод, содержащая корпус, снабженный патрубками для ввода нефтесодержащих сточных вод и вывода осветленной воды, а также патрубками для удаления нефтепродуктов и сгущенного продукта, причем корпус выполнен в виде двухсекционного отстойника с размещенным в каждой секции тонкослойным модулем, содержащим параллельные коалесцирующие пластины, под которыми образуются зоны сгущения, камеру для осветленной воды. Секции отстойника установлены вертикально и параллельно друг другу, между ними размещен сборник нефтепродуктов, в первой секции отстойника установлена дополнительная вертикальная перегородка, образующая с внешней стенкой корпуса камеру гашения энергии потока, тонкослойные модули выполнены из отдельных вертикальных коалесцирующих пластин, образующих верхними кромками в первой секции отстойника гребенку, распределяющую входной поток по щелям тонкослойного модуля, в первой секции отстойника в зоне накопления отсепарированных нефтепродуктов установлен нефтежироловитель, снабженный приводом, а в нижней части сборника нефтепродуктов установлен нагреватель, причем стенка камеры осветленной воды, смежная со второй секцией отстойника, выполнена с возможностью изменения ее высоты (см. патент РФ №2205797 С1, кл. C02F 1/40, C02F 101: 32, 2003). Данное устройство принято в качестве прототипа.
Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемой полезной моделью, - сепарационная емкость с гидрофобным слоем, разделенная на две секции; карман осветленной воды; патрубок вывода нефтепродукта; патрубок вывода осветленной воды; нагревательный трубопровод; в первой секции образована камера гашения энергии потока и размещен тонкослойный модуль, содержащий параллельные коалесцирующие пластины.
Недостатками известного устройства, принятого за прототип, являются высокая обводненность, обусловленная отсутствием системы обезвоживания уловленного нефтепродукта. Кроме того, недостатком является наличие вращающихся частей и изнашиваемых материалов, что требует постоянного обслуживания установки, складских затрат запасных частей, закупку материала и хранение запасного. В известном устройстве нет возможности отбора воды ниже отметки установки без диспергирования, поступающей на очистку, нефтяной эмульсии.
Задачей полезной модели является выделение нефтепродукта, содержащегося в сточных водах и снижение его обводненности до 2-4% (нормы нефтебаз), забор нефтесодержащих сточных вод ниже отметок уровня установки и уровня земли без дополнительного диспергирования поступающей на обезвоживание нефтяной эмульсии.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном устройстве, содержащем сепарационную емкость с гидрофобным слоем, карман осветленной воды, патрубки вывода осветленной воды и нефтепродукта, нагревательный трубопровод, причем сепарационная емкость разделена на две секции, в первой секции образована камера гашения энергии потока и размещен тонкослойный модуль, содержащий параллельные коалесцирующие пластины, секции разделены при помощи наклонной перегородки и сообщены между собой на уровне верхней границы гидрофобного слоя, в первой секции образован дополнительный подводный гидрофобный слой нефтепродукта при помощи козырька и расположены последовательно по движению потока улавливаемых частиц нефтепродукта зоны расслоения, укрупнения частиц нефтепродукта и успокоения, причем в зоне расслоения установлен нагревательный трубопровод, в зоне успокоения размещен тонкослойный модуль, а вторая секция выполнена в виде комплексного ступенчатого отстойника с разделительными вертикальными перегородками, на границе ступеней отстойника расположены переливные элементы с высокоразвитой поверхностью и нижняя ступень отстойника сообщена с патрубком вывода нефтепродукта, расположенным ниже уровня верхней границы гидрофобного слоя, при этом устройство снабжено системами ввода нефтесодержащих сточных вод и вывода осветленной воды, система ввода нефтесодержащих сточных вод включает последовательно соединенные скиммер, всасываемый гибкий трубопровод, общую гребенку, распределительные трубопроводы и диффузоры, а система вывода осветленной воды включает последовательно соединенные патрубок отвода воды, коллектор, вакуумный насос и гибкий шланг, при этом патрубок отвода воды расположен на уровне верхней границы гидрофобного слоя нефтепродукта.
Признаки предлагаемого устройства, отличительные от прототипа -секции разделены при помощи наклонной перегородки и сообщены между собой на уровне верхней границы гидрофобного слоя; в первой секции образован дополнительный подводный гидрофобный слой нефтепродукта при помощи козырька; в первой секции расположены последовательно по движению потока улавливаемых частиц нефтепродукта зоны расслоения, укрупнения частиц нефтепродукта и успокоения; в зоне расслоения установлен нагревательный трубопровод; в зоне успокоения размещен тонкослойный модуль; вторая секция выполнена в виде комплексного ступенчатого отстойника с разделительными вертикальными перегородками; на границе ступеней отстойника расположены переливные элементы с высокоразвитой поверхностью; нижняя ступень отстойника сообщена с патрубком вывода нефтепродукта; патрубок вывода нефтепродукта расположен ниже уровня верхней границы гидрофобного слоя; наличие системы ввода нефтесодержащих сточных вод, включающей последовательно соединенные скиммер, всасываемый гибкий трубопровод, общую гребенку, распределительные трубопроводы и диффузоры; наличие системы вывода осветленной воды, включающей последовательно соединенные патрубок отвода воды, коллектор, вакуумный насос и гибкий шланг; патрубок отвода воды расположен на уровне верхней границы гидрофобного слоя нефтепродукта.
На фиг.1 представлено предлагаемое устройство для сбора и очистки нефтепродуктов (вид сверху).
На фиг.2 - разрез 1-1 устройства.
На фиг.3 - вид А.
На фиг.4 - узел переливных элементов с высокоразвитой поверхностью.
Устройство для сбора и очистки нефтепродуктов (фиг.1) содержит сепарационную емкость 1 с гидрофобным слоем 2 (фиг.2), систему ввода нефтесодержащих сточных вод из накопительной емкости или колодца 3 в сепарационную емкость 1. Система ввода нефтесодержащих сточных вод включает последовательно соединенные скиммер 4 (устройство для поверхностного забора воды), всасываемый гибкий трубопровод 5, общую гребенку 6, распределительные трубопроводы 7 и диффузоры 8 (фиг.2). Сепарационная емкость 1 разделена на две сообщающиеся между собой секции 9 и 10 при помощи разделительной наклонной перегородки 11. Секции 9 и 10 (фиг.2) сообщены на уровне верхней границы гидрофобного слоя 2. В первой секции 9 образованы камера гашения энергии потока 12, дополнительный подводный гидрофобный слой 13 нефтепродукта при помощи козырька 14. В первой секции 9 расположены зона расслоения 15, зона укрупнения 16 частиц нефтепродукта и зона успокоения 17. Зоны 15, 16, 17 расположены последовательно по движению потока улавливаемых частиц нефтепродукта. В зоне расслоения 15 установлен нагревательный трубопровод 18. В зоне успокоения 17 расположен тонкослойный модуль 19, выполненный из отдельных вертикальных коалесцирующих пластин. В нижней части первой секции 9 расположен приямок 20 с выходящим патрубком вывода осадка 21. В первой секции 9 при помощи отбойника 22 образован карман осветленной воды 23 между стенкой сепарационной емкости 1 и стенкой второй секции 10. Вторая секция 10 выполнена в виде комплексного ступенчатого отстойника с разделительными вертикальными перегородками 24 для разделения нефтепродукта с различной концентрацией и обводненностью. На границе ступеней отстойника расположены переливные элементы 25 с высокоразвитой поверхностью для более интенсивного выделения из гидрофобного слоя нефтепродуктов (фиг.2, 4). Нижняя ступень 26 отстойника сообщена с патрубком вывода нефтепродукта 27. Патрубок вывода нефтепродукта 27 расположен ниже уровня верхней границы гидрофобного слоя 2. Устройство снабжено системой вывода осветленной воды, состоящей из последовательно соединенных патрубка отвода воды 28, коллектора 29, вакуумного насоса 30 и гибкого шланга 31 (фиг.3). Патрубок отвода воды 28 расположен на уровне верхней границы гидрофобного слоя 2 нефтепродукта (фиг.2).
Устройство для сбора и очистки нефтесодержащих сточных вод работает следующим образом.
Устройство помещено и смонтировано на автомобильное шасси для забора сточной воды из накопительных емкостей или колодцев 3 (фиг.2), расположенных ниже уровня земли и устройства.
При включении вакуумного насоса 30 из сепарационной емкости 1 (фиг.1, 3) откачивается осветленная сточная вода через патрубок отвода воды 28, коллектор 29, гибкий шланг 31 в накопительную емкость или колодец 3 (фиг.3) для слива осветленной воды. В результате откачки вакуумным насосом 30 воды и воздуха, в сепарационной емкости 1 образуется разряжение или отрицательное давление. Вследствие этого сточная вода с содержанием нефтепродуктов, находящаяся в накопительной емкости или колодце 3, с помощью скиммера 4 поступает по всасываемому гибкому трубопроводу 5, через общую гребенку 6, распределительные трубопроводы 7 и диффузоры 8 в камеру гашения энергии потока 12 и в дополнительный подводный гидрофобный слой 13 с высокой концентрацией нефтепродукта (фиг.2). Дополнительный подводный гидрофобный слой нефтепродукта 13, образованный козырьком 14 в первой секции 9 сепарационной емкости 1, служит для укрупнения мелких частиц нефтепродукта. Проходя через него, мелкие частицы нефтепродукта прилипают к крупным частицам нефтепродукта. Далее обводненный нефтепродукт проходит через нагревательный трубопровод 18, происходит интенсификация процесса расслоения воды и нефтепродукта. В качестве нагревательного трубопровода 18 используют выхлопную трубу автомобиля, на котором расположено устройство. Нагретый обводненный нефтепродукт поступает в зону расслоения 15, где разделяется на два потока:
Первый - осветленная сточная вода, которая проходит через отбойник 22 кармана осветленной сточной воды и поступает в карман осветленной воды 23 и далее удаляется через патрубок отвода воды 28, коллектор 29, вакуумный насос 30, гибкий шланг 31 в накопительную емкость или колодец 3. При этом патрубок отвода воды 28 расположен на уровне верхней границы гидрофобного слоя 2 нефтепродукта (фиг.2).
Второй - идентифицированный из сточной воды нефтепродукт (рабочая среда установки), который поднимается по разделительной наклонной перегородке 11 через зону укрупнения 16 в зону успокоения 17. При прохождении через тонкослойный модуль 19, содержащий параллельные коалесцирующие пластины, образуется из обводненного нефтепродукта более концентрированный нефтепродукт, который затем переходит в гидрофобный слой нефтепродукта 2 (фиг.2). Далее гидрофобный слой нефтепродукта 2 через разделительную наклонную перегородку 11 поступает во вторую секцию 10, выполненную в виде комплексного ступенчатого отстойника. Проходит через переливные элементы 25 (фиг.2, 4) с высокоразвитой поверхностью для выделения из гидрофобного слоя 2 его составляющих с разной плотностью, и поступает на первую и последующие ступени обезвоживания ступенчатого отстойника. После прохождения всех ступеней отстойника второй секции 10 сепарационной емкости 1 получается обезвоженный до 2-4% нефтепродукт, который удаляется по мере необходимости по патрубку вывода нефтепродукта 27, сообщенному с нижней ступенью 26 отстойника и расположенному ниже уровня верхней границы гидрофобного слоя 2 (фиг.2).
Полученная, в результате расслоения и отстаивания в ступенчатом отстойнике, сточная вода 32 (фиг.2) по мере необходимости удаляется по коллектору 29 (фиг.3), то есть является возвратной в колодец 3. Таким образом, вакуумный насос 30 сепарационной емкости 1 никак не влияет на диспергирование обводненного нефтепродукта, загрязняющего сточные воды. Причем обводненный нефтепродукт, забираемый устройством, находится ниже отметки устройства и уровня земли, то есть в различных подземных накопителях сточной воды, загрязненной нефтепродуктом. В нижней части первой секции 10 выполнен приямок 20 с выходящим патрубком вывода осадка 21 для удаления выпавшего на дно осадка и высоковязкого нефтепродукта.
Перетекание нефти и осветленной сточной воды в зонах сепарационной емкости 1 происходит под действием гидростатических сил.
Замкнутый цикл обезвоживания нефтепродуктов предлагаемым устройством позволяет производить операцию многократно.
Преимущество предлагаемой полезной модели состоит в том, что она позволяет более эффективно разделять сточные воды, загрязненные нефтепродуктом, на нефть, газ и воду; доводить обезвоженность выделяемого нефтепродукта из сточных вод до требований нефтебаз для дальнейшей утилизации или регенерации; забирать загрязненные нефтепродуктом сточные воды без дополнительного диспергирования нефтепродукта в сточной воде.