ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Данная разработка является результатом выполнения научно-исследовательских работ.

В Калининградском Государственном Техническом Университете разработано устройство для очистки нефтесодержащих вод, представляющие собой, по - существу, нефтеводяной сепаратор статического типа.

Нефтесодержащие воды (НСВ) являются одним из главных видов нефтесодержащих отходов.

В особенной степени это относится к портовым городам: льяльные воды судов и кораблей, балластные воды танкеров, поверхностные воды портов и гаваней, промывочные и промышленные воды береговых предприятий, содержимое отстойников и нефтяных ловушек.

В среднем они содержат до 10-12% нефти.

При больших объёмах и хорошей организации сбора это весомый резерв углеводородного сырья.

Опыт и специальные исследования показывают, что средневзвешенный уровень качества нефтяной части НСВ Калининградского морского региона соответствует уровню качества лучших котельных топлив-флотских мазутов, а иногда и превышает его.

Однако главным в утилизации НСВ остаётся очистка самой воды.

При существующих жёстких требованиях к степени очистки (содержание нефти в воде не должно превышать 0,05 мг/л при её возврате в рыбохозяйственные водоёмы и 0,1 мг/л - в воде нехозяйственного назначения) - это очень сложная техническая задача.

В предлагаемом устройстве реализовано несколько способов отделения нефтяной части от воды: коалесценция, фильтрация через слой нефти, флотация и оно содержит: корпус, нефтесборник, коалесцирующие фильтры и запорные устройства. Ннфтесборник вынесен за пределы корпуса, снабжён флотатором, размещённым в нижней её части, и устройством для регулирования процесса эвакуации нефти из сборника. Корпус с фильтрами установлен горизонтально, в верхней части выполнен сужающимся и снабжён крышкой в виде наклонной трубы для эвакуации нефти. Данное выполнение сепоратора позволяет повысить эффективность очистки нефтесодержащих вод за счёт абсолютного разделение потоков загрязнённой и очищенной воды.

Рисунок принципиальной схемы сепоратора

1-корпус, 2-наклонные стенки, 3-вертикальные стенки, 4-узкость, 5-соединительный патрубок (отверстие), 6-труба, 7-сборник нефти, 8 и 9-отверстия для эвакуации нефти, 10-поплавок-клапан, 11-отверстие для эвакуации воды, 12- коалесцирующие фильтры, 15-запорное устройство, 16-устройство для подачи воздуха, 17-входное запорное устройство, 18-выходное запорное устройство.

Сепаратор содержит корпус 1 с наклонными 2 и вертикальными 3 стенками, сужающимися в верхней части и образующими узкость 4 с соединительным патрубком 5 и крышкой 6, которая служит для эвакуации нефти из нефтесборника 7. Последний вынесен за пределы корпуса 1, а эвакуация нефти осуществляется через отверстия 8 и 9.

Нефтесборник 7 снабжён устройством 10 для регулирования процесса эвакуации, которое выполнено в виде поплавкового клапана, размещённого в месте соединения нефтесборника 7 с сужающейся частью корпуса 1, открывающего и закрывающего отверстия 8 и 11.

Внутри корпуса 1, расположенного горизонтально, размещён пакет коалесцирующих фильтров 12 с отверстиями 13, коалесцирующим материалом 14 и запорным устройством 15, размещёнными за пределами корпуса 1.

Нефтесборник 7 снабжён также флотатором 16, размещённым в нижней его части.

Сепаратор имеет патрубки для входа и выхода воды с запорными устройствами 17 и 18.

Известен нефтеводяной сепаратор по А.С. СССР № 1480845, близкий по технической сущности и достигаемому эффекту. Он содержит корпус, в котором размещены камера-нефтесборник и камера с очищенной водой, коалесцирующие фильтры и запорные устройства. Однако у данной конструкции имеется ряд недостатков, а именно:

низкая эффективность очистки из-за неполного разделения потоков загрязнённой и очищенной воды;

конструктивная и технологическая сложность;

отсутствие возможности автономного использования сепаратора.

Устранение указанных недостатков стало целью предлагаемой разработки, которая была достигнута благодаря ряду преимуществ заявляемого сепаратора перед известным.

Предлагаемый сепаратор работает следующим образом.

Нефтесодержащая (грязная) вода при помощи насоса или самотёком подаётся через патрубок 17 и распределяется через запорные устройства 15 по корпусам фильтров 12, где в результате прохождения через коалесцирующий материал 14 капельки нефти укрупняются и через отверстия 13 вместе с основной массой воды поступает в узкость 4 и через патрубок 5 - в сборник 7, в котором всплывают, растворяются в образовавшемся ранее слое нефти, а отделённая от нефти вода движется через отверстие 11 к патрубку 18 для вывода из сепаратора.

При этом вода подвергается воздействию встречным потоком воздуха из устройства 16, в результате чего самые мелкие частицы нефти, увлекаемые пузырьками воздуха (т.е. в результате флотации), также оказываются в сборнике 7.По достижении определённого слоя нефти в сборнике 7, поплавковый клапан 10 тонет в нём, закрывая проток воды в отверстие 11 и, открывая проток нефти через открывающееся отверстие 8, в результате чего под действием продолжающегося напора она через отверстие 9 и трубу 6 эвакуируется из сборника. При уменьшении слоя нефти в сборнике 7 поплавковый клапан 10 всплывает, открывает доступ воде для выхода из сепаратора до очередного погружения поплавка в результате накопления достаточного для этого слоя нефти.

Оптимальные гидродинамические условия протока очищенной воды в сепараторе и как следствие производительность очистки обеспечиваются при прочих равных условиях регулировкой проходного сечения выходного запорного устройства 18.

Вынос нефтесборника 7 за пределы основного корпуса 1 сепаратора обеспечивает абсолютную изоляцию друг от друга массопотоков очищенной и грязной воды, позволяет организовать дополнительную очистку воды методами флотации и фильтрации через слой нефти и более просто решать задачу её эвакуации.

Применение в качестве крышки узкости 4 наклонной трубы 6 позволяет использовать её для эвакуации и временного хранения нефти, что важно при изготовлении передвижных сепараторов.

Поплавковый клапан 10 выполнен тяжелее нефти и легче воды, что позволяет эвакуировать нефть из сборника 7 при достижении ею уровня определённой отметки. Такое решение задачи эвакуации нефти из сепаратора делает её автономным, независимым от источников энергии, если подача НСВ в сепаратор осуществляется самотёком, например из резервуара-накопителя НСВ.

Перевод корпусов коалсцирующих фильтров 12 в горизонтальное положение позволяет более полно использовать соответствующие свойства помещённых в них коалесцирующих материалов 14, а основного корпуса 1 - применять для его изготовления стандартные, серийно выпускаемые горизонтальные резервуары.

При необходимости ремонта, промывки или замены коалесцирующего материала, корпуса фильтров 12 изолируются перекрытием соответствующих запорных устройств 15, что обеспечивает проведение этих работ без остановки сепаратора в целом.

На предлагаемое устройство получен патент РФ № 2150986.

Проведены лабораторные исследования нефтесодержащих вод Калининградского морского региона на предмет очистки воды от нефтяной части с последующим применением её в качестве котельного топлива, представляющих собой в целом концепцию утилизации НСВ Калининградского морского региона.