Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов

Изобретение относится к оборудованию для утилизации отходов, а именно к устройствам дезинтеграции нефтешламов и водонефтяных эмульсий гидродинамическим и кавитационным воздействием, и может быть использовано в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов включает цилиндрический корпус, внутри которого в кольцевой камере установлены соосно друг другу два ротора в виде дисков, закрепленных на полых валах, ударные элементы, закрепленные по концентрическим рядам на дисках, привод, обеспечивающий вращение дисков в противоположные стороны. Ударные элементы выполнены в виде симметричных лопаток, профиль которых ограничен с одной стороны внутренней вогнутой, а с другой наружной выпуклой поверхностями, концы лопаток образуют острую кромку, при этом ударные элементы расположены таким образом, что при вращении роторов внутренняя вогнутая часть лопатки каждого диска ориентирована навстречу вращению с возможностью создания противотоков, вызывающих механические удары и гидравлическую турбулентность в обрабатываемом продукте, разрушения коллоидных веществ, а полости валов служат для подачи нефтесодержащих отходов. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса переработки любого нефтесодержащего шлама независимо от его природы и вязкости и производительность установки. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для утилизации отходов, а именно к устройствам дезинтеграции нефтешламов и водонефтяных эмульсий гидродинамическим и кавитационным воздействием, и может быть использовано в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.

На производственных объектах нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности ежегодно скапливается огромное количество токсичных отходов, в том числе треть из них составляют нефтешламы, представляющие собой многокомпонентные физико-химические системы (смеси), состоящие, главным образом, из нефтепродуктов, воды и минеральных добавок (песок, глина, окислы металлов, которые захоранивают на специальных полигонах или несанкционированно сбрасывают в неположенных местах, при этом они загрязняют почву и грунтовые воды, тем самым нанося огромный ущерб окружающей среде.

Проблема ликвидации нефтесодержащих отходов актуальна как в экологическом плане, так и с точки зрения использования их в качестве вторичного сырья с целью извлечения из них ценных углеводородных компонентов и получения полезных продуктов для использования в различных областях промышленности, в основном в топливной и строительной. На борьбу по ликвидации нефтесодержащих отходов тратятся огромные средства.

Известны различные устройства для переработки нефтесодержащих шламов, позволяющие перерабатывать практически любой вид нефтесодержащих отходов методами диспергирования, флотации, деструкции, стерилизации, экстракции и другими химическими и механическими способами, используемыми в зависимости от решаемой задачи. Дезинтеграция - это распад, разделение на части целостной структуры, ослабление, нарушение связей в единой системе.

Известен дезинтегратор, состоящий из двух роторов, имеющих самостоятельный привод и установленных концентрически для вращения навстречу друг другу, при этом каждый ротор состоит из двух кольцевых дисков, соединенных стальными цилиндрическими пальцами, которые расположены на роторах по концентрическим окружностям, причем каждый ряд пальцев одного ротора входит между двумя рядами пальцев другого (Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии, 4-е издание, М.: "Химия", 1967 г., с.68-69).

Недостатком указанного устройства является сложность конструкции и недостаточный диапазон регулирования процесса.

Известен дезинтегратор, содержащий цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками и верхним и нижним горизонтальными дисками с закрепленными по концентрическим окружностям ударными элементами, каждый из которых расположен между ударными элементами противолежащего диска, на выходе осевого загрузочного патрубка под углом к верхнему горизонтальному диску установлены разбрасывающие патрубки, изогнутые в направлении, противоположном направлению вращения верхнего диска, причем на конце каждого из разбрасывающих патрубков закреплен диффузор, а на нижнем диске под разбрасывающими патрубками установлено устройство для равномерного распределения материала по периметру рабочей камеры (патент России №2291745, МКИ В02С 13/22, опубл. 2007.01.20).

Известен дезинтегратор, включающий два расположенных соосно друг другу ротора-диска с установленными по периферии перфорированными в цилиндрической части ободами, пальцы, закрепленные по концентрическим рядам на дисках, и привод, обеспечивающий вращение дисков в противоположные стороны, валы роторов выполнены полыми, диски закреплены на валах роторов под углом для обеспечения возвратно-поступательного перемещения обрабатываемого материала в осевом направлении от диска к диску, сопровождаемого периодическими колебаниями устройства, каждый палец каждого диска имеет начало с одной стороны диска, а продолжение на другой стороне диска, при этом плоскость пальцевых торцов с одной стороны диска параллельна плоскости пальцевых торцов с другой стороны диска; кроме этого, пальцы выполнены съемными в виде конических стержней, имеющих в поперечном сечении остроконечную звезду, уменьшающуюся в размерах от средней части к периферии стержня (патент России №2279316, МКИ В02С 13/22, опубл. 2006.07.10).

Недостатком данных устройств является невозможность достижения степени измельчения, необходимой для обработки вязкой жидкости.

Известен дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов, содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и ротор, включающий вал с диском. При этом в корпусе дезинтегратора выполнен кольцевой паз с радиальными отверстиями, а диск ротора имеет кольцевой выступ с радиальными отверстиями, размещенный внутри кольцевого паза корпуса, кроме того, стенки кольцевого паза корпуса и поверхности входящего в него кольцевого выступа диска ротора выполнены в виде конусов, имеющих общую ось вращения, которая совпадает с осью вращения ротора, а зазор, образованный коническими поверхностями кольцевого паза корпуса и кольцевого выступа диска ротора, выполнен регулируемым за счет осевого смещения ротора относительно корпуса дезинтегратора (патент России №2217470, МКИ С10С 3/14, опубл. 2003.11.27).

Недостатком данной конструкции является недостаточная эффективность процесса измельчения и невысокая производительность.

Задачей изобретения является повышение эффективности процесса переработки любого нефтесодержащего шлама независимо от его природы и вязкости (нефти, масла, мазута, гудрона и т.д.) и повышение производительности установки.

Поставленная задача достигается тем, что в дезинтеграторе для переработки нефтесодержащих отходов, включающем цилиндрический корпус, внутри которого в кольцевой камере установлены соосно друг другу два ротора в виде дисков, закрепленных на полых валах, ударные элементы, закрепленные по концентрическим рядам на дисках, привод, обеспечивающий вращение дисков в противоположные стороны, ударные элементы выполнены в виде симметричных лопаток, профиль которых ограничен с одной стороны внутренней вогнутой, а с другой наружной выпуклой поверхностями, концы лопаток образуют острую кромку, при этом ударные элементы расположены таким образом, что при вращении роторов внутренняя вогнутая часть лопатки каждого диска ориентирована навстречу вращению с возможностью создания противотоков, вызывающих механические удары и гидравлическую турбулентность в обрабатываемом продукте, разрушения коллоидных веществ, а полости валов служат для подачи нефтесодержащих отходов.

Дополнительно радиус r выпуклой поверхности лопаток меньше радиуса R внутренней вогнутой поверхности.

Дополнительно радиальные зазоры δ между острыми кромками лопаток, образующиеся при сближении ударных элементов встречных рядов, составляют примерно 5% ширины лопатки а.

Дополнительно шаг расположения ударных элементов в каждом ряду может быть одинаков.

Дополнительно в корпусе выполнены кольцевые ступенчатые проточки.

Дополнительно диски установлены с зазором в кольцевых ступенчатых проточках корпуса, а образующие дисков выполнены ступенчатыми, состоящими из цилиндрической части, диаметр которой меньше внутреннего диаметра кольцевой ступенчатой проточки корпуса, и конической, образующей острую кромку по периферии диска, при этом рабочие поверхности дисков перпендикулярны оси вращения и расположены параллельно друг другу.

Дополнительно подача нефтесодержащих отходов может осуществляться через обе полости валов.

Дополнительно подача нефтесодержащих отходов может осуществляться через одну полость, при этом другая полость перекрывается заглушкой.

Дополнительно встречное вращение роторов обеспечивается отдельными приводами с регулируемой угловой скоростью.

Изобретение поясняется чертежами.

Фиг.1 - продольный разрез дезинтегратора.

Фиг.2 - сечение А-А, взаимное расположение лопаток

Фиг.3 - вид Б, расположение диска в корпусе.

Фиг.4 - вид В, параметры лопатки.

Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого в кольцевой камере 2 установлены соосно друг другу с возможностью встречного вращения вокруг общей оси два ротора 3, состоящие из дисков 4, жестко соединенных, например, с помощью сварки с соответствующими полыми валами 5, полости 6 которых служат для подачи исходного продукта (нефтесодержащих отходов), который может подаваться как через обе полости 6 валов 5, так и через одну полость, при этом другая полость перекрывается заглушкой (не показана). Полые валы 5 установлены в подшипниках 7. Встречное вращение роторов 3 обеспечивается отдельными приводами с регулируемой угловой скоростью (приводы не показаны) посредством, например, шкивов 8, закрепленных на полых валах 5.

В корпусе 1 выполнены кольцевые ступенчатые проточки 9. Образующая диска 4 выполнена ступенчатой, состоящей из цилиндрической части 10, диаметр которой меньше внутреннего диаметра кольцевой ступенчатой проточки 9 корпуса 1, и конической 11, образующей острую кромку по периферии диска 4.

Диски 4 установлены с зазором в кольцевых ступенчатых проточках 9 корпуса 1

Рабочие поверхности 12 дисков 4 перпендикулярны оси вращения и расположены параллельно друг другу, на них неподвижно закреплены, например запрессованы в отверстия дисков и зафиксированы с тыльной стороны диска, ударные элементы 13, расположенные рядами по концентрическим окружностям с разным радиусом и общим центром, совпадающим с осью вала, причем ряды ударных элементов, закрепленных на одном диске, чередуются с рядами ударных элементов другого диска. Шаг расположения ударных элементов в каждом ряду может быть одинаков. Ударные элементы 13 представляют собой симметричные лопатки 14, профиль которых ограничен с одной стороны внутренней вогнутой, а с другой наружной выпуклой поверхностями, концы лопаток образуют острую кромку, при этом радиус r выпуклой поверхности меньше радиуса R внутренней вогнутой поверхности. Ударные элементы 13 расположены таким образом, что при вращении роторов 3 внутренняя вогнутая часть лопатки 14 каждого диска 4 ориентирована навстречу вращению с возможностью создания противотоков, вызывающих механические удары и гидравлическую турбулентность в обрабатываемом продукте, разрушения коллоидных веществ и выполнения автофильтрации обрабатываемого продукта, при этом радиальные зазоры δ между острыми кромками лопаток 14, образующиеся при сближении ударных элементов встречных рядов, составляют примерно 5% ширины лопатки а.

Для выхода готового продукта к корпусу 1 присоединен патрубок 15.

Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов работает следующим образом.

Жидкость, подлежащая обработке, в виде нефтесодержащих отходов через полости 6 полых валов 5 поступает в зону встречного вращения ударных элементов 13, равномерно распределяется по окружности первого ряда, затем через зазоры между лопатками распределяется дальше по рядам, вогнутые поверхности лопаток перемещаются навстречу друг другу, при этом при сближении ударных элементов встречных рядов на величину радиального зазора δ происходит ударное повышение давления и скорости жидкости в зазоре, затем в области внутренней вогнутой поверхности лопатки следующего ряда давление и скорость резко снижаются. При этом жидкость многократно подвергается механическому воздействию острых кромок лопаток 14 и кавитационному действию высокой скорости встречного движения лопаток. По мере удаления ряда от центра к периферии в связи с увеличением окружной скорости процесс измельчения последовательно интенсифицируется, происходит активация нефтяного сырья за счет периодического ударного и кавитационного воздействия в высокочастотном пульсирующем режиме, в результате чего происходит более глубокое структурное изменение углеводородной системы и повышается степень его механической обработки. Затем под действием центробежной силы и дополнительного давления, создаваемого лопатками 14, жидкость радиально вытесняется в кольцевую камеру 2 корпуса 1, при этом острые кромки дисков 4 препятствуют попаданию жидкости в зону, расположенную между дисками 4 и кольцевыми ступенчатыми проточками 9 корпуса 1, и продукт через патрубок 15 удаляется из корпуса 1.

Выбор оптимальной угловой скорости вращения дисков для переработки каждого вида нефтесодержащих отходов позволяет повысить производительность процесса и повысить качество продукта.

Описанная конструкция ударных элементов создает дополнительный эффект повышения давления в потоке жидкости, а механическое воздействие острых кромок соседних лопаток при малом радиальном зазоре между ними и кавитационное действие высокой скорости встречного движения лопаток повышают эффективность дезинтеграции.

1. Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов, включающий цилиндрический корпус, внутри которого в кольцевой камере установлены соосно друг другу два ротора в виде дисков, закрепленных на полых валах, ударные элементы, закрепленные по концентрическим рядам на дисках, привод, обеспечивающий вращение дисков в противоположные стороны, отличающийся тем, что ударные элементы выполнены в виде симметричных лопаток, профиль которых ограничен с одной стороны внутренней вогнутой, а с другой наружной выпуклой поверхностями, концы лопаток образуют острую кромку, при этом ударные элементы расположены таким образом, что при вращении роторов внутренняя вогнутая часть лопатки каждого диска ориентирована навстречу вращению с возможностью создания противотоков, вызывающих механические удары и гидравлическую турбулентность в обрабатываемом продукте, разрушение коллоидных веществ, а полости валов служат для подачи нефтесодержащих отходов.

2. Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов по п.1, отличающийся тем, что радиус r выпуклой поверхности лопаток меньше радиуса R внутренней вогнутой поверхности.

3. Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов по п.1, отличающийся тем, что радиальные зазоры δ между острыми кромками лопаток, образующиеся при сближении ударных элементов встречных рядов, составляют примерно 5% ширины лопатки а.

4. Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов по п.1, отличающийся тем, что шаг расположения ударных элементов в каждом ряду может быть одинаков.

5. Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов по п.1, отличающийся тем, что в корпусе выполнены кольцевые ступенчатые проточки.

6. Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов по п.1, отличающийся тем, что диски установлены с зазором в кольцевых ступенчатых проточках корпуса, а образующие дисков выполнены ступенчатыми, состоящими из цилиндрической части, диаметр которой меньше внутреннего диаметра кольцевой ступенчатой проточки корпуса, и конической, образующей острую кромку по периферии диска, при этом рабочие поверхности дисков перпендикулярны оси вращения и расположены параллельно друг другу.

7. Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов по п.1, отличающийся тем, что подача нефтесодержащих отходов осуществляется через обе полости валов.

8. Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов по п.1, отличающийся тем, что подача нефтесодержащих отходов осуществляется через одну полость, при этом другая полость перекрывается заглушкой.

9. Дезинтегратор для переработки нефтесодержащих отходов по п.1, отличающийся тем, что встречное вращение роторов обеспечивается отдельными приводами с регулируемой угловой скоростью.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, в частности к устройствам для механического и пневмомеханического диспергирования материалов средней и малой прочности с невысокой абразивностью, твердо-жидких суспензий, а также для измельчения зерновых культур и волокнистых материалов с возможностью получения гомогенного тонкодисперсного продукта из мелкокускового сырья.

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов, в частности минерально-органического сырья, отходов производства и потребления, и может найти применение на предприятиях комбикормового производства, предприятиях по переработке бытовых и промышленных отходов.

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов, в частности минерально-органического сырья, отходов производства и потребления, и может найти применение на предприятиях комбикормового производства по переработке бытовых и промышленным отходов.

Изобретение относится к устройствам для дробления материалов и может быть использовано в строительстве, пищевой промышленности и других отраслях, связанных с измельчением материалов.

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для измельчения различных материалов и может быть использовано для переработки цементов и других компонентов тампонажных смесей, используемых при цементировании нефтяных скважин, а также в строительной, химической, горнорудной и других отраслях промышленности для получения активированных материалов.

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано в строительной, химической и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к устройствам для помола (измельчения), смешивания, увлажнения и активации материалов и может быть использовано в химической, стекольной, строительной промышленности, где применяется дезинтеграторная технология.

Изобретение относится к области строительства, в частности к дорожному строительству, и может быть использовано при производстве строительного минерального порошка, применяемого в качестве важного компонента асфальтобетона.

Изобретение относится к средствам измельчения и калибровки различных материалов

Дробилка // 2406569
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для измельчения плодового, фруктового и другого пищевого растительного и животного сырья

Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения, смешивания и механической активации материалов, в том числе с наноструктурой, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где применяется дезинтеграторная технология

Изобретение относится к области ультрадисперсного измельчения сыпучих материалов

Изобретение относится к устройствам для измельчения малоабразивных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов. Дезинтегратор содержит роторы, разгрузочное устройство и приводы. Все роторы симметрично расположены в спиральном корпусе в одной плоскости и выполнены с возможностью вращения внешних рядов ударных элементов в направлении разгрузочного устройства. Спиральный корпус имеет прямолинейную стенку, а разгрузочное устройство равноудалено от осей вращения роторов и расположено напротив прямолинейной стенки. К корпусу примыкают два загрузочных устройства для подачи измельчаемых материалов в центры вращения роторов. Дезинтегратор обеспечивает повышение степени измельчения за счет многократного соударения частиц материала, направляемых с внешних рядов ударных элементов к разгрузочному устройству. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Дезинтегратор предназначен для измельчения материалов, в частности минерально-органического сырья, и может быть использован в промышленности строительных материалов, горном деле, химической и медицинской промышленности, при переработке отходов, особенно содержащих упруго-пластические компоненты. Дезинтегратор содержит цилиндрическую помольную камеру с крышками и окнами для загрузки и выгрузки материала. В помольной камере эксцентрично расположены ведущий и ведомый диски. Измельчающие элементы на торцевой поверхности дисков образуют зубчатую передачу. Полый вал ведомого диска, выполненный с внутренним зубчатым венцом, кинематически соединен с валом ведущего диска зубчатым колесом с внешними зубьями. Замыкающее зубчатое колесо жестко соединено с нагрузочным устройством, а нагрузочное устройство - с валом ведущего диска. Передаточное число замыкающей передачи равно передаточному числу передачи измельчающих элементов. Создание и удержание кинематической связью предварительного напряжения между измельчающими элементами ведущего и ведомого диска обеспечивает снижение энергоемкости процесса измельчения и повышение его эффективности. 2 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для помола угля в установках глубокой переработки угля в другие виды топлива. Дезинтегратор для помола угля содержит корпус 1, два вращающихся в противоположных направлениях и жестко закрепленных на полых горизонтальных валах 4 и 5 диска 2 и 3 с ударными элементами 6, помольную камеру 18, патрубки 7 и 8 для ввода и вывода угля соответственно. Внутри корпуса установлен сепаратор 9 для улавливания мелкодисперсной составляющей помольного угля, при этом предусмотрен дополнительный патрубок 11 для вывода мелкодисперсной составляющей помольного угля из дезинтегратора. Сепаратор 9 выполнен в виде вращающейся сетки 10. На боковых поверхностях вращающихся дисков 2 и 3 с противоположных сторон относительно помольной камеры 18 установлены закручивающиеся направляющие лопатки 19, под которыми во вращающихся дисках 2 и 3 выполнены сквозные отверстия 20. Дезинтегратор обеспечивает помол угля с большей эффективностью и надежностью за счет отсутствия накапливания внутри него помольного материала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для измельчения малоабразивных материалов. Дезинтегратор включает роторы, разгрузочное устройство и привод. Роторы выполнены симметрично с возможностью вращения внешних рядов ударных элементов в направлении разгрузочного устройства. Корпус имеет прямолинейную стенку, а разгрузочное устройство равноудалено от осей вращения роторов и расположено напротив прямолинейной стенки. К корпусу примыкают два загрузочных устройства для подачи измельчаемых материалов в центры вращения роторов. Разгрузочное устройство снабжено прутковой решеткой, состоящей из двух секторов, сходящихся в точке на оси симметрии дезинтегратора и представляющих дуги окружностей с центрами на осях вращения роторов. Размеры зазоров между внутренним радиусом секторов решетки и наружным радиусом внешних рядов ударных элементов, а также между смежными прутками решетки определены как зависимость от средневзвешенных размеров исходного материала и готового продукта, соответственно. Изобретение обеспечивает повышение степени измельчения. 2 ил.

Дезинтегратор предназначен для измельчения различных материалов при производстве строительных материалов и в других отраслях промышленности. Дезинтегратор содержит цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным (2) патрубками. В корпусе с возможностью встречного вращения размещены верхний и нижний горизонтальные диски. На дисках концентрически закреплены ударные элементы (5, 10, 11), расположенные между ударными элементами противолежащего диска. На выходе загрузочного патрубка под углом к верхнему диску установлены разбрасывающие патрубки (6) с диффузором на конце каждого. Патрубки (6) изогнуты в направлении, противоположном направлению вращения верхнего диска. Угол наклона патрубков (6) к верхнему диску больше угла естественного откоса измельчаемого материала. На нижнем диске под разбрасывающими патрубками установлено устройство (13) для равномерного распределения материала по периметру рабочей камеры. На патрубках (6) жестко закреплен вертикальный цилиндр с отбойными плитами (8), установленными спиралевидно в четырех секторах окружности. Наружный радиус кривизны плит в поперечном сечении увеличивается в каждом секторе от минимального до максимального обратно вращению цилиндра. Минимальное расстояние между отбойными плитами и ударными элементами первого внутреннего ряда, а также расстояние между торцами диффузоров и ударными элементами превышает максимальный размер измельчаемых частиц. Первый внутренний ряд ударных элементов частично отражает материал в центр камеры помола, что повышает эффективность процесса измельчения. 2 ил.

Изобретение предназначено для измельчения различных материалов. Дезинтегратор содержит цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками. В корпусе друг над другом с возможностью встречного вращения соосно размещены горизонтальные диски с рядами ударных элементов. Каждый ударный элемент расположен между соседними ударными элементами противолежащего диска. На вертикальном стакане, принадлежащем нижнему горизонтальному диску, жестко закреплен конический лопастной разбрасыватель, расположенный на одной оси с осевым загрузочным патрубком и имеющий диаметр основания конуса, равный диаметру отверстия осевого загрузочного патрубка. К осевому загрузочному патрубку жестко прикреплен отбойный усеченный конус. Основания конического лопастного разбрасывателя и отбойного усеченного конуса направлены навстречу друг другу, а образующие пересекаются под углом 90° в точках, принадлежащих диаметру основания отбойного усеченного конуса. На вертикальном стакане жестко закреплены вертикальные разбрасывающие лопатки, диаметр описываемой окружности которых меньше внутреннего диаметра первого ряда ударных элементов на 2dmax, где dmax - максимальный размер частиц материала. В дезинтеграторе обеспечивается повышение эффективности процесса измельчения материала. 2 ил.
Наверх