Универсальная установка для утилизации попутного нефтяного газа и нефтяных отходов бурения


 


Владельцы патента RU 2484374:

Закрытое акционерное общество "Турмалин" (RU)

Изобретение относится к системам сжигания попутных нефтяных газов и термической переработки нефтяных отходов бурения. Изобретение позволит обеспечить повышение экологической чистоты утилизации попутного нефтяного газа за счет более качественного и полного сжигания попутного газа при высоких температурах в турбулентном режиме горения. Универсальная установка для утилизации попутного нефтяного газа и нефтяных отходов бурения, содержащая загрузочное устройство для подачи нефтяных отходов бурения во вращающийся барабан, разгрузочное устройство для удаления отходов переработки нефтешламов из вращающегося барабана, футерованный вращающийся барабан, имеющий перемешивающие элементы и привод, горелочное устройство, вентилятор с дымовой трубой, пульт управления и узел переключения направления движения дымовых газа с заслонкой. Установка снабжена футерованной циклонной камерой сжигания с тангенциально подведенными каналами попутного газа и воздушной рубашкой охлаждения, вентилятором, падающим воздух в рубашку охлаждения, дополнительной дымовой трубой с заслонкой и инжектирующими отверстиями, расположенной между циклонной камерой сжигания и вращающимся барабаном, последовательно расположенными после вращающегося барабана и соединенными между собой воздухозаборником, конденсатором водяных паров и вентилятором с дымовой трубой. Каналы попутного газа в циклонной камере сжигания выполнены с наконечниками в виде форсунок, в которые подается воздух из рубашки охлаждения, горелочное устройство расположено в передней торцевой части циклонной камеры сжигания, конденсатор водяных паров соединен с конденсатосборником. Узел переключения направления движения дымовых газа с заслонкой расположен после дополнительной дымовой трубы и соединяет циклонную камеру сжигания и вращающийся барабан. Циклонная камера сжигания, вентилятор для подачи воздуха в воздушную рубашку охлаждения и дополнительная дымовая труба размещены в отдельном контейнере. 1 ил.

 

Изобретение относится к системам сжигания попутных нефтяных газов и термической переработки нефтяных отходов бурения (нефтешламов) и может найти применение в нефтедобывающей промышленности.

Известно, что основными источниками загрязнения природной среды при добыче нефти являются попутный нефтяной газ и производственно-технологические отходы бурения - нефтешламы, в составе которых присутствуют нефть и нефтепродукты, химические реагенты различной степени токсичности, растворимые минеральные соли и другие опасные вещества. Поэтому особую значимость приобретают вопросы охраны окружающей среды, а именно своевременная качественная утилизация попутного нефтяного газа и нефтешламов (Патент РФ на полезную модель №106339, опубл. 10.07.2011). Однако современное состояние переработки нефтешлама характеризуется рядом показателей, отрицательно влияющих на эффективность работы, например низкая рентабельность, большая энергоемкость и низкие экологические показатели.

Известно устройство факельной установки, предназначенное для полного сжигания углеводородов в атмосфере, которое может быть использовано для безотходной утилизации попутных нефтяных газов на нефтепромыслах и производствах (Патент РФ №2213302, опубл. 27.09.2003 г.). Однако сжигание попутного газа без использования теплоты сгорания газа является достаточно неэффективным способом утилизации попутного газа.

Известно устройство барабанной вращающейся печи для сжигания отходов, содержащей вращающийся вокруг продольной оси цилиндрический корпус, покрытый изнутри огнеупорной футеровкой и имеющий загрузочное устройство для подачи сжигаемых отходов и разгрузочное устройство для удаления золы и шлака, а также лопатки для перемешивания отходов, выполненные из термостойкого материала и размещенные по внутренней поверхности корпуса (Патент РФ на полезную модель №82028, Бюл. №10 от 10.04.2009 г.). Однако данная печь не может применяться для сжигания попутного нефтяного газа.

Известен способ переработки нефтесодержащих отходов (шламов), включающий в себя процесс предварительного обезвоживания шлама с помощью механического измельчителя с последующей термической обработкой при температуре 300-400°С во вращающемся трубчатом смесителе путем смешения обезвоженного "холодного" нефтешлама с щебнем (гравием) в массовом соотношении 1:2 или 1:3, предварительно нагретым во вращающейся барабанной печи, а для поддержания температуры термообработки во вращающемся смесителе в заданных пределах в него на выход подают дымовые газы с печью нагрева щебня (Патент РФ №2156750, опубл. 27.09.2000). Однако данный способ характеризуется сложностью (многостадийностью) процесса переработки нефтешламов, а также необходимостью применения дорогостоящего топлива для нагрева щебня.

Известен способ термопереработки отходов бурения за счет сжигания попутных нефтяных газов (Патент РФ №2242493 от 20.12.2004). Однако данный способ включает в себя многоступенчатую обработку нефтешламов, разделение их на жидкую и твердую фазы со строгим соотношением компонентов, последующую грануляцию сырьевой смеси и ее термическую обработку, что значительно усложняет конструктивное исполнение установки для осуществления данного способа и удорожает процесс переработки нефтешламов.

Известна установка по переработке нефтешламов, содержащая загрузочное устройство для подачи нефтешламов во вращающийся барабан, разгрузочное устройство для удаления отходов переработки нефтешламов из вращающегося барабана, футерованный вращающийся барабан с приводом, снабженный перемешивающими элементами, горелочное устройство, вентилятор с дымовой трубой, пульт управления и узел переключения направления движения газа с заслонками (Патент №2341547, Бюл. №35 от 20.12.2008). Однако данная установка не предназначена для сжигания нефтяного газа, а для термической переработки нефтешламов применяют дорогостоящее традиционное топливо (дизельное или газовое), что значительно удорожает процесс переработки (сжигания) нефтешламов.

Технический результата, который может быть получен при применении данного изобретения, заключается в возможности как отдельного сжигания попутного нефтяного газа, так и одновременного сжигания попутного нефтяного газа и термической переработки нефтяных отходов бурения, а также в повышении экологической чистоты утилизации попутного нефтяного газа за счет более качественного и полного сжигания попутного газа при высоких температурах в турбулентном режиме горения и повышении энергетической и экономической эффективности систем утилизации отходов нефтедобычи за счет использования попутного нефтяного газа в качестве дешевого местного вида топлива для термической переработки нефтяных отходов бурения.

Для достижения данного технического результата универсальная установка для утилизации попутного нефтяного газа и нефтяных отходов бурения, содержащая загрузочное устройство для подачи нефтяных отходов бурения во вращающийся барабан, разгрузочное устройство для удаления отходов переработки нефтешламов из вращающегося барабана, футерованный вращающийся барабан, снабженный перемешивающими элементами и приводом, горелочное устройство, вентилятор с дымовой трубой, пульт управления и узел переключения направления движения газа с заслонкой, снабжена футерованной циклонной камерой сжигания с тангенциально подведенными каналами попутного газа и воздушной рубашкой охлаждения, вентилятором, падающим воздух в рубашку охлаждения, дополнительной дымовой трубой с заслонкой и инжектирующими отверстиями, расположенной между циклонной камерой сжигания и вращающимся барабаном, последовательно расположенными после вращающегося барабана и соединенными между собой воздухозаборником, конденсатором водяных паров и вентилятором с дымовой трубой, при этом каналы попутного газа в циклонной камере сжигания имеют наконечники в виде форсунок, в которые подается воздух из рубашки охлаждения, горелочное устройство расположено в передней торцевой части циклонной камеры сжигания, конденсатор водяных паров соединен с конденсатосборником, а узел переключения направления движения газа с заслонкой расположен после дополнительной дымовой трубы и соединяет циклонную камеру сжигания и вращающийся барабан, причем циклонная камера сжигания, вентилятор для подачи воздуха в воздушную рубашку охлаждения и дополнительная дымовая труба размещены в отдельном контейнере.

Введение в состав универсальной установки для утилизации попутного нефтяного газа и нефтяных отходов бурения, соединенных между собой узлом переключения направления движения газа с заслонкой, футерованной циклонной камеры сжигания с воздушной рубашкой охлаждения и тангенциально подведенными каналами попутного газа, дополнительной дымовой трубой с заслонкой и инжектирующими отверстиями, вентилятора подачи воздуха в воздушную рубашку охлаждения, расположенных в одном контейнере, и вращающегося барабана с загрузочным и разгрузочным устройствами для подачи и извлечения нефтяных отходов бурения, воздухозаборника, конденсатора водяных паров, вентилятора с дымовой трубой и конденсатосборника, расположенных в другом контейнере, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности как отдельного сжигания нефтяного попутного газа за счет перекрытия заслонки в узле переключения направления движения дымовых газов, так и одновременного сжигания нефтяного попутного газа и термической переработки нефтяных отходов бурения за счет перекрытия заслонки в дополнительной дымовой трубе, а также в повышении энергетической и экономической эффективности термической переработки нефтяных отходов бурения за счет использования теплоты дымовых газов от сжигания попутного нефтяного газа как дешевого местного вида топлива и повышении экологической чистоты утилизации попутного газа за счет сжигания попутного нефтяного газа при высоких температурах в турбулентном режиме горения в циклонной камере сжигания.

На чертеже изображена универсальная установка для утилизации попутного нефтяного газа и нефтяных отходов бурения.

Универсальная установка для утилизации попутного нефтяного газа и нефтяных отходов бурения включает в себя футерованную циклонную камеру сжигания 1 с тангенциально подведенными каналами попутного газа, оканчивающимися форсунками 2, воздушной рубашкой охлаждения 3 и горелочным устройством 4, вентилятор 5, подающий воздух в рубашку охлаждения 3, дополнительную дымовую трубу 6 с заслонкой 7 и инжектирующими отверстиями 8, узел переключения направления движения дымовых газов 9 с заслонкой 10, покрытый изнутри огнеупорной футеровкой вращающийся барабан 11 с перемешивающими элементами 12 и приводом 13 (электродвигатель), загрузочное устройство 14 для подачи нефтяных отходов бурения во вращающийся барабан 11, разгрузочное устройство 15 для удаления отходов переработки нефтешламов из вращающегося барабана 11, воздухозаборник 16, конденсатор водяных паров 17, вентилятор 18 с дымовой трубой 19, конденсатосборник 20 и пульт управления 21.

При этом циклонная камера сжигания 1, вентилятор 5 для подачи воздуха в воздушную рубашку охлаждения 3, дополнительная дымовая труба 6 и пульт управления 21 размещены в контейнере 22, а вращающийся барабан 11, загрузочное устройство 14, разгрузочное устройство 15, воздухозаборник 16, конденсатор водяных паров 17, вентилятор 18 с дымовой трубой 19 и конденсатосборник 20 расположены в контейнере 23.

Универсальная установка для утилизации попутного нефтяного газа и нефтяных отходов бурения работает следующим образом.

Установка может работать в двух режимах.

Первый режим осуществляется в отсутствие нефтяных отходов бурения, когда необходима только утилизация попутного нефтяного газа. Для осуществления этого режима заслонка 10 в узле переключения направления движения дымовых газов 9 закрывается, а заслонка 7 в дополнительной дымовой трубе 6 открывается. В циклонную камеру сжигания 1 по тангенциально присоединенным каналам попутного газа, оканчивающимися форсунками 2, подают попутный газ и одновременно запускают в работу горелочное устройство 4 для розжига и поддержания горения в камере 1. Попутные нефтяные газы в циклонной камере сжигания 1 за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока и начинают сгорать в турбулентном режиме при высоких температурах. Это обеспечивает качественное и полное сгорание попутных газов, уменьшает концентрацию вредных компонентов в отработанных газах и повышает экологическую чистоту сжигания попутного газа. Для эффективного охлаждения циклонной камеры сжигания 1 предусмотрена воздушная рубашка охлаждения 3. В рубашку охлаждения 3 воздух подается с помощью вентилятора 5, где он нагревается, а затем нагретый воздух поступает в форсунки 2 для обеспечения полного сгорания попутного нефтяного газа. Из циклонной камеры сжигания 1 дымовые газы от сжигания попутно нефтяного газа через открытую заслонку 7 поступают в дополнительную дымовую трубу 6, где к дымовым газам через инжектирующие отверстия 8 интенсивно подсасывается атмосферный воздух. За счет этого температура дымовых газов значительно снижается, и они удаляются в атмосферу.

Второй режим осуществляется при наличии нефтяных отходов бурения, когда происходит одновременное сжигание попутного нефтяного газа и термическая переработка нефтяных отходов бурения.

Для осуществления этого режима заслонка 10 в узле переключения направления движения дымовых газов 9 открывается, а заслонка 7 в дополнительной дымовой трубе 6 закрывается. Подача и сжигание попутного газа в циклонной камере сжигания осуществляется аналогично, как и в первом режиме. Но в этом режиме дымовые газы от сжигания попутного газа, при закрытой заслонке 7, поступают через заслонку 10 в узле переключения направления движения дымовых газов 9 в покрытый изнутри огнеупорной футеровкой барабан 11, который за счет привода (электродвигатель) 13 вращается относительно своей продольной оси. Одновременно в барабан 11 через загрузочное устройство 14 подаются нефтяные отходы бурения (нефтешламы). За счет перемешивающих элементов 12, размещенных на внутренней поверхности барабана 11, отходы бурения активно перемешиваются и через них проходят дымовые газы от сжигания попутного газа. Поскольку дымовые газы имеют температуру около 1000°С, из отходов бурения испаряются легкие фракции нефти и начинают гореть внутри барабана 11. В результате горения легких фракций нефтесодержащих отходов бурения и дымовых газов от сжигания попутного газа происходит термическая переработка отходов бурения и термически переработанные отходы бурения ссыпаются в разгрузочное устройство 15 для их дальнейшего удаления.

За счет разряжения, создаваемого вентилятором 18, дымовые газы из барабана 11 поступают в конденсатор 17, а через воздухозаборник 16 одновременно в конденсатор 17 засасывается атмосферный воздух в количестве, значительно большем объема дымовых газов из барабана 11. При смешивании дымовых газов и большого количества атмосферного воздуха разбавленные дымовые газы быстро охлаждаются и из них конденсируются водяные пары, которые осаждаются в виде конденсата в конденсаторе 17. Охлажденные дымовые газы за счет работы вентилятора 18 удаляются в окружающую среду через дымовую трубу 19. Из конденсатора 17 конденсат периодически перекачивают в конденсатосборник 20, откуда конденсат используется на технологические нужды.

Запуск, остановка, а также управление работой установки производится пультом управления 21.

Для удобства осуществления различных режимов работы циклонная камера сжигания 1, вентилятор 5 для подачи воздуха в воздушную рубашку охлаждения 3, дополнительная дымовая труба 6 и пульт управления 21 размещены в контейнере 22, а вращающийся барабан 11, загрузочное устройство 14, разгрузочное устройство 15, воздухозаборник 16, конденсатор водяных паров 17, вентилятор 18 с дымовой трубой 19 и конденсатосборник 20 расположены в контейнере 23.

Источники информации

1. Патент на полезную модель №106339, опубл. 10.07.2011 г.

2. Патент РФ №2213302, опубл. 27.09.2003 г.

3. Патент РФ на полезную модель №82028, Бюл. №10 от 10.04.2009 г.

4. Патент РФ №2156750, опубл. 27.09.2000 г.

5. Патент РФ №2242493 от 20.12.2004 г.

6. Патент №2341547, Бюл. №35 от 20.12.2008 - прототип.

Универсальная установка для утилизации попутного нефтяного газа и нефтяных отходов бурения, содержащая загрузочное устройство для подачи нефтяных отходов бурения во вращающийся барабан, разгрузочное устройство для удаления отходов переработки нефтешламов из вращающегося барабана, футерованный вращающийся барабан, снабженный перемешивающими элементами и приводом, горелочное устройство, вентилятор с дымовой трубой, пульт управления и узел переключения направления движения дымовых газа с заслонкой, отличающаяся тем, что снабжена футерованной циклонной камерой сжигания с тангенциально подведенными каналами попутного газа и воздушной рубашкой охлаждения, вентилятором, подающим воздух в рубашку охлаждения, дополнительной дымовой трубой с заслонкой и инжектирующими отверстиями, расположенной между циклонной камерой сжигания и вращающимся барабаном, последовательно расположенными после вращающегося барабана и соединенными между собой воздухозаборником, конденсатором водяных паров и вентилятором с дымовой трубой, при этом каналы попутного газа в циклонной камере сжигания имеют наконечники в виде форсунок, в которые подается воздух из рубашки охлаждения, горелочное устройство расположено в передней торцевой части циклонной камеры сжигания, конденсатор водяных паров соединен с конденсатосборником, а узел переключения направления движения дымовых газов с заслонкой расположен после дополнительной дымовой трубы и соединяет циклонную камеру сжигания и вращающийся барабан, причем циклонная камера сжигания, вентилятор для подачи воздуха в воздушную рубашку охлаждения и дополнительная дымовая труба размещены в отдельном контейнере.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам термической переработки твердых отходов, а именно к конструкциям для сжигания железнодорожных деревянных шпал. .

Изобретение относится к области переработки отходов, а именно к конструкциям устройств термической переработки отходов. .

Изобретение относится к области переработки твердых отходов, и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.

Изобретение относится к области переработки твердых отходов, и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.

Изобретение относится к установкам для сжигания и утилизации различных видов отходов, например органических отходов, на местах их непосредственного нахождения или сбора.

Изобретение относится к технике мусоросжигания, в частности к высокотемпературному сжиганию влажных медицинских отходов. .

Изобретение относится к строительству, а именно к технологиям сжигания твердых бытовых отходов, и может быть использовано во всех отраслях, в том числе и на железнодорожном транспорте.

Изобретение относится к технологии утилизации опасных токсичных органических отходов, содержащих полихлорированные бифенилы, или непригодных пестицидов. .

Изобретение относится к способам и устройствам для сжигания твердых органических отходов и может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве при сжигании отходов с гарантированным подавлением процессов, приводящих к образованию в вытекающих газах таких ядовитых веществ, как диоксины и фураны.

Изобретение относится к установкам для сжигания органических отходов и предназначено для дожигания и очистки от пыли дымовых газов. .

Изобретение относится к автономной водородной энергетике

Изобретение относится к конструкциям печек для сжигания мусора и может быть использовано для оперативного сжигания мусора без нарушения экологической безопасности в централизованных мусоросжигающих службах, выполняющих в первую очередь заказы больниц, поликлиник и предприятий с небольшим количеством отходов

Изобретение относится к печкам для сжигания мусора и может быть использовано для оперативного сжигания мусора без нарушения экологической безопасности

Изобретение относится к области химии

Изобретение относится к системам утилизации лома электропроводов

Изобретение относится к области переработки твердых бытовых отходов

Изобретение относится к области термической переработки углеродсодержащих материалов с образованием топочного газа. Устройство для газификации сыпучего мелкодисперсного углеродсодержащего сырья и гранулированных биошламов содержит вихревую топку с камерой сгорания, устройство для нагрева камеры сгорания, загрузочное устройство, первую и вторую магистрали подачи газового потока в тангенциальном направлении в камеру сгорания, первый и второй нагнетатели. В нем выполнены устройство для создания постоянного магнитного поля, магистраль рециркуляции смеси окислителя, водяного пара, водорода и пылевидных фракций, введена магистраль рециркуляции смеси окислителя, водяного пара и водорода, образована камера розжига и стабилизации поджига, в качестве устройства для нагрева камеры сгорания в камере сгорания выполнены внешний и внутренний индукционные нагреватели, на внутреннем индукционном нагревателе образованы первая и вторая крыльчатки. Изобретение позволяет повысить эффективность и степень экологичности процесса газификации, повысить качество топочного газа. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретения относятся к промышленной переработке горючих углерод- и углеводородсодержащих продуктов. Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов реализуют в реакторах, оснащенных температурными датчиками (18, 20). Шихту разогревают (13), подвергают пиролизу и коксованию (12), горению (11) с образованием твердого остатка (4). Пылевидные частицы и сконденсированные капли жидкостей из зоны горения (11) сорбируются жидкими углеводородными продуктами путем орошения верхней части шихты через распределительное устройство или добавлением в шихту твердых углеводородсодержащих продуктов с температурой размягчения выше 60°C и температурой вскипания выше 300°C. Установка включает реактор для переработки углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов, узел очистки от твердых и жидких углеродсодержащих частиц циклонного типа (29) для грубой очистки, узел конденсации жидких продуктов (30), сборники-флорентины конденсатов (31) и сборник жидких углеводородсодержащих отходов (32). Между узлом очистки от твердых и жидких углеродсодержащих частиц циклонного типа (29) и узлом конденсации жидких продуктов (30) располагают дополнительный узел очистки парогазовой смеси (33), состоящий из центробежного сепаратора тонкой очистки (34) и одного циклона селективного типа (35). Сборник жидких углеводородсодержащих отходов (32) включает устройство их подачи (36) в распределительное устройство (22) верхней крышки реактора (3). Изобретения позволяют повысить качество очистки парогазовой смеси от твердых и жидкокапельных примесей до 95%, увеличить производительность процесса и упростить аппаратурное оформление. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к устройствам для газификации твердых органических топлив и может быть использовано для производства горючего генераторного газа из отходов предприятий лесного и агропромышленного комплексов. Газогенератор содержит корпус (2), газификационную камеру (1), установленную соосно корпусу с возможностью вращения относительно него, внутри газификационной камеры расположены последовательно зоны сушки, пиролиза, горения, восстановления твердого топлива, содержит патрубки для подачи сырья (4) и газифицирующего агента, установленные в торце газификационной камеры, патрубки для сбора газа (7) и золы. Внутри газификационной камеры зоны сушки, пиролиза, горения, восстановления твердого топлива расположены последовательно от центра к периферии, боковая стенка (3) газификационной камеры, расположенная в зоне восстановления, выполнена перфорированной, а полость между стенками корпуса и газификационной камеры сообщена с патрубками для сбора газа и золы. Изобретение позволяет повысить эффективность газогенератора твердого топлива и упростить его конструкцию. 3 ил.

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Мусоросжигательный завод состоит из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла, блока утилизации золы, который содержит плавильный реактор, футерованный изнутри; плазмотрон; бункер золы с механизмом ввода золы; систему слива расплава и грануляции шлака, источник электропитания, систему очистки дымовых газов. Плавильный реактор блока утилизации золы имеет металлический водоохлаждаемый кожух, блок утилизации золы содержит воздушный компрессор и водяной насос для охлаждения электродов плазмотрона и кожуха реактора, система очистки дымовых газов блока утилизации золы содержит дожигатель, вихревой скруббер (центробежно-барботажный аппарат) с щелочным раствором, рукавный фильтр для очистки от твердых примесей и приемник зольного остатка (вторичной золы). Изобретение позволяет повысить экологичность сжигания ТБО и снизить загрязнение окружающей среды. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх