Установка для очистки поверхностей от углеводородных загрязнений

Изобретение относится к устройствам очистки путем отмыва поверхностей, загрязненных углеводородными остатками, и может быть использовано для очистки различных поверхностей, таких как внутренняя и наружная поверхность различных емкостей и резервуаров, в том числе железнодорожных цистерн, загрязненных жирами, органическими и минеральными маслами и нефтепродуктами, такими как нефть, парафин, смолы, асфальтены, керосин, бензин и т.п. Установку также можно использовать для очистки донных отложений в нефтяных резервуарах, а также нефтяных остатков, получаемых в результате ликвидации шламовых амбаров. Установка содержит емкость для моющего раствора, нагреватель моющего раствора, насосы для подачи моющего раствора в зону отмывки и откачивания смеси моющего раствора и продуктов отмывки, устройство струйной отмывки в виде моющей головки, емкость для сбора смытых нефтяных остатков, систему трубопроводов, запорную арматуру, контрольно-измерительную и регулирующую аппаратуру. В установке дополнительно установлены компенсационный узел уровня моющего раствора, выполненный в виде емкости, соединенной с емкостью для моющего раствора, сепаратор-сборник центробежного типа для первичной очистки моющего раствора от продуктов отмывки, соединенный с емкостью для моющего раствора с зоной отмывки через отделитель твердой фазы и емкостью для сбора смытых нефтяных остатков, снабженной низкочастотным вибратором. Емкость для моющего раствора выполнена с коалесцирующим отделителем в виде кассет с наполнителем, закрепленных с возможностью автономного подогрева и вибрирования для принудительной очистки и делящих емкость на секции вторичной очистки моющего раствора от продуктов отмывки, а емкость моющего раствора соединена замкнутым контуром с нагревателем для обеспечения регулирования температуры. Изобретение дает возможность получить готовые к утилизации смытые нефтяные остатки и чистый регенерированный моющий раствор, идущий на повторное использование. Кроме того, оно позволяет повысить качество очистки поверхностей, в том числе загрязненных вредными веществами или большим количеством углеводородных загрязнений, независимо от теплого или холодного времени года и при соблюдении норм чистоты поверхности, а также позволяет соблюсти нормы пожарной и экологической безопасности. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам очистки поверхностей от углеводородных загрязнений и может быть использовано для очистки емкостей и резервуаров, в том числе железнодорожных цистерн, от жиров, органических и минеральных масел и нефтепродуктов, а также для очистки нефтяных резервуаров от донных отложений и нефтяных остатков, при ликвидации шламовых амбаров.

Известна установка для отмывки поверхностей от жидких углеводородов, выбранная в качестве прототипа, содержащая емкость для моющего раствора, резервуар для сбора жидких углеводородов, нагреватель моющего раствора, насосы для подачи моющего раствора в зону отмывки и откачивания смеси моющего раствора и продуктов отмывки в емкость для моющего раствора, устройство струйной отмывки в виде моющей головки, устройство для слива продуктов отмывки в резервуар для сбора жидких углеводородов, а также систему трубопроводов, запорную арматуру, контрольно-измерительную и регулирующую аппаратуру (см. описание к полезной модели РФ №13333, МПК В 08 В 3/02, 3/08, 7/04 от 06.12.1999).

Известная установка имеет ряд существенных недостатков.

Основным недостатком является нарушение процесса разделения моющего раствора, которое вызвано колебанием уровня смеси, в результате цикличной подачи моющего раствора на моющую машинку и откачивания смеси моющего раствора и продуктов отмывки, например смытых нефтяных остатков (СНО) и за счет обрастания парафино-смолистыми отложениями стенок емкости и устройства для разделения продуктов отмывки, возникающего в результате падения температуры моющего раствора, не обеспечивающей их растворение. Так как этот процесс повторяют многократно, то происходит многократное «размазывание» и нарастание слоя парафина на стенках. В результате обрастания стенок парафинистыми отложениями уменьшается рабочий объем емкости, падает уровень моющего раствора, в результате чего устройство для разделения продуктов отмывки со временем вообще не выполняет свои функции, так как оказывается выше уровня раствора. При цикличном нагреве моющего раствора парафинистые отложения кристаллизуются, а температура плавления их увеличивается.

Стенки емкости и устройства для слива продуктов отмывки необходимо периодически очищать.

При насыщении моющего раствора смытой твердой фазой (ил, песок, окалина, ржавчина) ухудшаются моющие качества моющего раствора, и сокращается срок службы оборудования.

Из-за неэффективной сепарации подлежащие утилизации СНО содержат значительное количество моющего раствора и твердой фазы (до 70% от объема СНО), а дополнительная переработка СНО требует дополнительных расходов.

В таблице приведены данные по стоимости процесса очистки одной цистерны и утилизации отсепарированных СНО (по состоянию на июль 2004 г.).

Стоимость очистки одной цистерны, тыс. руб.	Стоимость утилизации СНО за 1 тонну, тыс. руб.	Стоимость утилизации СНО с одной цистерны, тыс. руб.
1,8-2	4	6÷8

В известной установке отсутствует контроль степени чистоты отмытой поверхности, что отрицательно сказывается на дальнейшем использовании отмытых цистерн, так как чистота поверхности под разные нефтепродукты требуется разной: для мазута - одна, для реактивного топлива - другая.

Отсутствие системы отвода паров и газов, образующихся при очистке, не позволяет производить очистку цистерн из под вредных веществ, так как не соблюдаются нормы пожарной и экологической безопасности.

Из-за отсутствия системы предварительной подготовки поверхности невыгодно обрабатывать поверхности с большим количеством нефтяных остатков (иногда до 2 тонн), в частности резервуаров от донных отложений, так как потребуется длительное время для их смыва и большой расход моющего раствора, что значительно повысит стоимость очистки.

Размещение единиц оборудования известной установки на автономных фундаментах усложняют монтаж и время пусконаладочных работ.

Технической задачей предлагаемой установки является снижение затрат на проведение работ по очистке емкостей от углеводородных загрязнений путем повышения качества разделения смеси на фракции в виде моющего раствора, пригодного для повторного использования, и СНО, готовых к утилизации.

Техническая задача решается тем, что установка для очистки поверхностей от углеводородных загрязнений, содержащая емкость для моющего раствора, резервуар для сбора жидких углеводородов, нагреватель моющего раствора, насосы для подачи моющего раствора в зону отмывки и откачивания смеси моющего раствора и продуктов отмывки, устройство струйной отмывки в виде моющей головки, устройство для слива продуктов отмывки в резервуар для сбора жидких углеводородов, а также систему трубопроводов, запорную арматуру, контрольно-измерительную и регулирующую аппаратуру, отличается тем, то она дополнительно содержит компенсационный узел уровня моющего раствора, выполненный в виде емкости, соединенной с емкостью для моющего раствора двумя трубопроводами, один из которых с принудительной подачей снабжен отделителем твердой фазы, сепаратор-сборник центробежного типа для первичной очистки моющего раствора от продуктов отмывки, соединенного с резервуаром для моющего раствора, с зоной отмывки через отделитель твердой фазы и резервуаром для сбора углеводородных загрязнений, снабженную низкочастотным вибратором, при этом емкость для моющего раствора выполнена с коалесцирующим отделителем в виде кассет с наполнителем, закрепленных с возможностью автономного подогрева и вибрирования для принудительной очистки и делящих емкость на секции вторичной очистки моющего раствора от продуктов отмывки, а емкость моющего раствора соединена замкнутым контуром с нагревателем для обеспечения автоматического регулирования температуры.

Кассеты снабжены вибраторами и нагревателями для очистки наполнителя в виде металлической стружки.

Установка имеет систему отвода паров и газов, образующихся при очистке обрабатываемой поверхности и в емкостях, выполненных герметичными.

Сепаратор центробежного типа представляет собой гидроциклон.

Отделитель твердой фазы (пескоотделитель) выполнен гидроциклонного типа.

Контрольно-измерительная аппаратура дополнительно содержит прибор контроля чистоты очищаемой поверхности, установленный на линии откачивания смеси моющего раствора и продуктов отмывки.

Установка содержит контур предварительной подготовки поверхности к мойке.

Установка содержит систему просушки и проветривания отмытой поверхности.

Установка выполнена блочно-модульной, где все насосы смонтированы на одной раме, а емкость для моющего раствора, компенсационный узел уровня моющего раствора, сепаратор-сборник и резервуар для сбора СНО - на другой раме.

Предлагаемая установка благодаря компенсационному узлу уровня устраняет колебания уровня моющего раствора в емкости.

Предлагаемая установка осуществляет предварительную очистку моющего раствора от СНО в сепараторе-сборнике центробежного типа и окончательную очистку в емкости, снабженной коалесцирующим отделителем. Наличие в емкости с моющим раствором и СНО коалесцирующего отделителя, выполненного в виде кассет с наполнителем, делящих емкость на секции, повышает степень очистки и позволяет использовать очищенный моющий раствор повторно, а СНО подвергать утилизации без дополнительной обработки, что снижает стоимость очистки почти в 1,5 раза.

Нагреватель, соединенный с емкостью моющего раствора замкнутым контуром, обеспечивает нагрев моющего раствора на температуру, требуемую для расплавления СНО в зависимости от их состава.

Предлагаемая установка позволяет очищать моющий раствор от твердой фазы, определять качество очистки, отводить пары и газы, образуемые при очистке поверхностей, и производить очистку поверхности независимо от времени года.

На чертеже изображен общий вид установки.

Установка для очистки поверхностей от углеводородных загрязнений содержит емкость 1 для моющего раствора, резервуар 2 для сбора жидких углеводородов, компенсационный узел 3 уровня моющего раствора и сепаратор-сборник 4 центробежного типа, представляющий собой гидроциклон.

Емкость 1 для моющего раствора снабжена коалесцирующим отделителем, выполненным в виде кассет 5 с наполнителем, делящих емкость 1 на секции вторичной очистки моющего раствора от продуктов отмывки. Каждая из кассет снабжена вибратором 6 и нагревателем 7 для обеспечения принудительной очистки развитой рабочей поверхности наполнителя. Наполнителем является, например, металлическая стружка.

Емкость 1 для моющего раствора соединена с компенсационным узлом 3 уровня моющего раствора двумя трубопроводами 8 и 9. Трубопровод 8 с принудительной подачей раствора через отделитель 10 твердой фазы посредством насоса 11, а трубопровод 9 для подачи раствора самотеком.

Емкость 1 для моющего раствора соединена трубопроводом 12 через блок насосов 13 для подачи моющего раствора с зоной отмывки, например цистерной 14, на горловине которой крепят устройство 15 струйной отмывки в виде моющей головки.

Емкость 1 для моющего раствора соединена трубопроводом 16 с сепаратором-сборником 4 центробежного типа и трубопроводом 17, выполненным в виде замкнутого контура, с нагревателем 18, имеющим возможность в автоматическом режиме поддерживать температуру, необходимую для расплавления моющим раствором парафинистых отложений.

Емкость 1 для моющего раствора соединена с резервуаром 2 для сбора жидких углеводородов трубопроводом 19 для слива самотеком СНО.

Сепаратор-сборник 4 центробежного типа трубопроводом 20 соединен с резервуаром 2 для сбора жидких углеводородов, снабженным низкочастотным вибратором 21 для разделения СНО и остатков моющего раствора, удаляемых через кран 22. Излучатель колебаний низкочастотного вибратора 21 размещен внутри резервуара 2 для сбора жидких углеводородов.

Сепаратор-сборник 4 центробежного типа соединен трубопроводом 23 с цистерной 14 через блок насосов 24 для откачивания смеси моющего раствора и продуктов отмывки через отделитель твердой фазы 25, например пескоотделитель гидроциклонного типа и определитель степени чистоты очистки 26, например серийно выпускаемый прибор марка ПКЖ 904 для контроля наличия твердых частиц, находящихся в смываемой смеси моющего раствора и СНО.

Емкость 1 для моющего раствора, резервуар 2 для сбора жидких углеводородов, компенсационный узел 3 уровня моющего раствора и сепаратор-сборник 4 центробежного типа, в том числе и отмываемая, выполнены с герметичными крышками, снабженными паро- и газоуловителями, которые соединены со сборниками пара и газа (на чертеже условно не показаны).

Установка выполнена блочно-модульной, насосы смонтированы на одной раме 27, а резервуар для моющего раствора, компенсационный узел уровня моющего раствора, сепаратор-сборник и емкость для сбора СНО - на другой раме 28, что облегчает монтаж и ускоряет пусконаладочные работы.

Установка содержит контур предварительной подготовки поверхности к мойке, например, в виде пропарочных или вибрационных узлов, и систему просушки и проветривания отмытой поверхности, например, воздухом, как холодным, так и подогретым (на чертеже условно не показаны).

Запорная арматура, контрольно-измерительная, например, для контроля уровня жидкости уровнемерами разного типа и регулирующая аппаратура, система отвода паров и газов, образующихся при очистке обрабатываемой поверхности на схеме на чертеже условно не показаны.

Установка для очистки поверхностей от углеводородных загрязнений работает следующим образом.

Вначале готовят моющий раствор, смешивая моющее средство, способное эмульгировать углеводородные загрязнения, с водой. Для приготовления моющего раствора используют емкость 1 и компенсационный узел 3 уровня моющего раствора.

Моющую машинку 15 со струйной головкой закрепляют на горловине очищаемой емкости, например, железнодорожной цистерны 14 или у очищаемой поверхности.

Моющий раствор предварительно прогревают в емкости 1 до температуры, необходимой дли расплавления СНО, в зависимости от их состава, прогоняя его по замкнутому контуру через нагреватель 18, и затем насосом 13 по трубопроводу 12 подают в цистерну 14. Падение уровня в емкости 1 регистрируют контрольно-измерительной аппаратурой и уровень в емкости 1 вновь выравнивают за счет поступления моющего раствора по трубопроводу 9 самотеком из компенсационного узла 3 уровня При этом снизившаяся в емкости 1 температура моющего раствора за счет поступления моющего раствора из компенсационного узла 3 уровня вновь выравнивается до необходимой температуры, циркулируя по замкнутому контуру через нагреватель 18.

После отмывки цистерны 14 смесь моющею раствора и СНО проходит через отделитель 24 твердых частиц и по трубопроводу 23 поступает в сепаратор-сборник 4 центробежного типа, где за счет центробежных сил происходит первичное разделение смеси на две фракции СНО и взвесь из СНО и моющего раствора. При этом СНО переливом по трубопроводу 20 поступает в резервуар для сбора СНО 2, а взвесь из СНО и моющего раствора по трубопроводу 16 поступает в емкость 1.

Моющий раствор, перетекая в емкости 1 из секции в секцию, образованные кассетами 5, ускоряющих процесс сепарации, и дополнительно очищается, проходя несколько ступеней очистки и разделяясь на три фракции: СНО, моющий раствор и мелкодисперсная твердая фаза, например ил. Моющий раствор поступает на вторичное использование, а СНО оседают на наполнителе кассет 5 и, скапливаясь в достаточном для перелива количестве, поступают по трубопроводу 19 в резервуар 2 для сбора СНО. Мелкодисперсная твердая фаза оседает в нижнюю часть емкости 1.

Периодически включают насос 11 и закачивают моющий раствор из емкости 1 в компенсационный узел 3 уровня моющего раствора через отделитель 10 твердой фазы, откуда очищенный от твердой фазы моющий раствор самотеком поступает обратно в емкость 1.

С течением времени происходит отложение нефтепродуктов с высокой температурой плавления на поверхности наполнителя кассет 5, что требует периодической их очистки с помощью нагревателей 7 и/или вибраторов 6. При этом кассеты 13 не вынимают из емкости 1 и не сливают из нее моющий раствор.

В резервуар 2 для сбора СНО поступает вместе с СНО связанная вода из моющего раствора. Для ускоренного отделения связанной воды периодически включают вибратор 20, отделившуюся воду сливают через кран 21, а СНО утилизируют.

1. Установка для очистки поверхностей от углеводородных загрязнений, содержащая емкость для моющего раствора, нагреватель моющего раствора, насосы для подачи моющего раствора в зону отмывки и откачивания смеси моющего раствора и продуктов отмывки, устройство струйной отмывки в виде моющей головки, емкость для сбора смытых нефтяных остатков, систему трубопроводов, запорную арматуру, контрольно-измерительную и регулирующую аппаратуру, отличающаяся тем, что в ней дополнительно установлены компенсационный узел уровня моющего раствора, выполненный в виде емкости, соединенной с емкостью для моющего раствора, сепаратор-сборник центробежного типа для первичной очистки моющего раствора от продуктов отмывки, соединенный с емкостью для моющего раствора с зоной отмывки через отделитель твердой фазы и емкостью для сбора смытых нефтяных остатков, снабженной низкочастотным вибратором, при этом емкость для моющего раствора выполнена с коалесцирующим отделителем в виде кассет с наполнителем, закрепленных с возможностью автономного подогрева и вибрирования для принудительной очистки и делящих емкость на секции вторичной очистки моющего раствора от продуктов отмывки, а емкость моющего раствора соединена замкнутым контуром с нагревателем для обеспечения регулирования температуры.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что кассеты снабжены вибраторами и нагревателями для очистки наполнителя в виде металлической стружки.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она имеет систему отвода паров и газа, образующихся при очистке обрабатываемой поверхности и в емкостях, выполненных герметичными.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сепаратор центробежного типа представляет собой гидроциклон.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отделитель твердой фазы (пескоотделитель) выполнен гидроциклонного типа.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что контрольно-измерительная аппаратура дополнительно содержит прибор контроля степени чистоты очищаемой поверхности, установленный на линии откачивания смеси моющего раствора и продуктов отмывки.

7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит контур предварительной подготовки поверхности к мойке.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит систему просушки и проветривания отмытой поверхности.

9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена блочно-модульной, где все насосы смонтированы на одной раме, а емкость для моющего раствора, сепаратор-сборник и емкость для сбора смытых нефтяных остатков - на другой раме.