Результат интеллектуальной деятельности: НЕФТЕОТДЕЛИТЕЛЬ-ОТСТОЙНИК

Изобретение относится к области очистки сточных вод, содержащих взвешенные загрязнения, в том числе масла, нефтепродукты и другие мелко- и крупнодисперсные взвеси, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, нефтехимической, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности.

В индустриально развитых странах главным потребителем воды и самым крупным источником стоков является промышленность. Промышленные стоки в реки по объему в три раза превышают коммунально-бытовые.

Более половины стоков, поступающих в водоемы, дают четыре основные отрасли промышленности: целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, промышленность органического синтеза и черная металлургия (доменное и сталелитейное производства).

В процессе добычи и переработки нефти значительное количество воды выбрасывается в виде эмульсии, что наносит серьезный ущерб окружающей среде. С другой стороны, за счет неполного разделения эмульсий большие количества нефти закачиваются обратно в пласт. Из-за растущего объема промышленных отходов нарушается экологическое равновесие многих озер и рек. Повышение уровня добычи и переработки нефти требует значительного увеличения потребления воды, тем самым увеличиваются объемы сточных вод предприятий, усложняются схемы водоснабжения и канализации. На нефтеперерабатывающих заводах во время хранения и переработки нефти и нефтепродуктов, промежуточных и побочных продуктов происходит неизбежное загрязнение используемой воды углеводородами и твердыми частицами.

Таким образом, одной из проблем, возникающих при очистке сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, является большое количество образующихся сточных вод, что вызывает потребность в аппаратах большой производительности.

Известен нефтеотделитель, содержащий прямоугольный корпус с наклонным днищем, тонкослойным модулем с пластинами, установленными вдоль направления движения жидкости, узлы ввода и распределения жидкости и вывода разделенных фаз (RU 2206369).

Недостатком этого устройства является ограниченная производительность. Возможное увеличение производительности за счет длины аппарата приводит к увеличению скорости движения нефтесодержащей воды в тонкослойном модуле, что влечет за собой снижение эффективности очистки.

Наиболее близким к предложенному является нефтеотделитель-отстойник, включающий цилиндрический корпус, установленный в корпусе блок тонкослойных модулей, выполненный из продольных пластин, устройства для подачи исходной нефтесодержащей воды и отвода очищенной воды и узлы отвода нефти и шлама (RU 2145513).

Основным недостатком аппарата является низкая эффективность его работы при больших производительностях, что требуется при больших объемах сточных вод. Для повышения эффективности необходимо снижать производительность аппарата, что влечет за собой увеличение количества аппаратов и занимаемых ими площадей.

Обычно выделение загрязнений из нефтесодержащей воды в тонкослойном модуле происходит под действием силы тяжести, что требует определенного времени, которое зависит от гидравлической крупности частиц загрязнений. Для интенсификации процесса выделения загрязнений предпочтительно создать условия, способствующие столкновению и укрупнению диспергированных в воде частиц загрязнений, и выделению последних из очищаемой воды. Поэтому для ускорения процесса очистки целесообразно подвергать исходную сточную воду воздействию, направленному на укрупнение частиц загрязнений.

Таким образом, большие объемы водонефтяных сточных вод заставляют создавать аппараты большой производительности, однако диаметр таких аппаратов ограничен условиями транспортировки, а увеличение длины аппарата - увеличивает скорость движения потока воды в нем, что приводит к снижению эффективности его работы.

С другой стороны, конструкция нефтеотделителя-отстойника должна создавать оптимальные условия для эффективного выделения загрязнений из воды, наиболее полного использования его полезного объема, создания соответствующих условий осаждения взвешенных частиц, ввода и вывода потоков.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение производительности нефтеотделителя-отстойника при одновременном повышении эффективности его работы.

Целью изобретения является создание конструкции аппарата с особым режимом в зонах ввода нефтесодержащей воды и отвода очищенной воды, которые дадут возможность осуществить предварительное воздействие на исходную жидкость с целью агломерации содержащихся в ней загрязнений и подготовки к их выделению в блоке тонкослойных модулей. И при этом обеспечить равномерное распределение по объему аппарата исходной и очищенной воды.

С этой целью в известном нефтеотделителе-отстойнике, включающем цилиндрический корпус, установленный в корпусе блок тонкослойных модулей, выполненный из продольных пластин, устройства для подачи исходной нефтесодержащей воды и отвода очищенной воды и узлы отвода нефти и шлама, блок тонкослойных модулей установлен наклонно к боковой стенке корпуса с образованием вместе с ней флокуляционной расширяющейся кверху камеры для ввода исходной нефтесодержащей воды и сужающейся кверху камеры для отвода очищенной воды, при этом устройства для подачи исходной нефтесодержащей и отвода очищенной воды размещены во флокуляционной камере и камере для отвода очищенной воды соответственно и выполнены в виде продольных труб с отверстиями, направленными вверх вдоль боковой стенки корпуса и вдоль поверхности блока тонкослойных модулей - во флокуляционной камере, и вниз вдоль боковой стенки корпуса и вдоль поверхности блока тонкослойных модулей - в камере для отвода очищенной воды.

При этом предпочтительно отверстия в продольных трубах, направленные вдоль боковой стенки корпуса и вдоль поверхности блока тонкослойных модулей, размещать рядами и в шахматном порядке.

Предлагаемый аппарат представлен на чертежах, где на фиг.1 схематично показан общий вид аппарата с боковым подводом и отводом воды, на фиг.2 - аппарат в поперечном разрезе.

На фиг.3 показан вариант аппарата с торцевым подводом и отводом воды, а на фиг.4 - аппарат в поперечном разрезе.

Нефтеотделитель-отстойник содержит цилиндрический корпус 1, установленный в корпусе блок тонкослойных модулей 2, выполненный из продольных пластин 3, устройства для подачи исходной нефтесодержащей воды 4 и отвода очищенной воды 5 и узлы отвода нефти 6 и шлама 7. При этом блок тонкослойных модулей 2 установлен наклонно к боковой стенке отстойника с образованием вместе с ней флокуляционной, расширяющейся кверху камеры для ввода исходной нефтесодержащей воды 8 и сужающейся кверху камеры для отвода очищенной воды 9, а устройства для подачи исходной нефтесодержащей 4 и отвода очищенной воды 5 размещены во флокуляционной камере 8 и камере для отвода очищенной воды 9, соответственно. Устройство для подачи исходной нефтесодержащей воды 4 выполнено в виде продольной трубы 10 с отверстиями 11, направленными вверх вдоль боковой стенки корпуса, и - 12, направленными вдоль поверхности блока тонкослойных модулей 2. Устройство для отвода очищенной воды 5 выполнено в виде продольной трубы 13 с отверстиями 14, направленными вниз вдоль боковой стенки корпуса, и - 15, направленными вдоль поверхности блока тонкослойных модулей 2. Подача исходной нефтесодержащей воды в продольную трубу 10 осуществляется через патрубки 16. Отвод очищенной воды из продольной трубы 13 осуществляется через патрубки 17.

На фиг.3 и 4 схематично показан вариант аппарата с торцевым подводом воды через патрубок 18 и отвода воды 19.

Нефтеотделитель-отстойник работает следующим образом.

Исходная нефтесодержащая вода подается в нефтеотделитель-отстойник через патрубки 16 и продольную трубу 10 с отверстиями 11 и 12 в флокуляционную камеру 8. Во флокуляционной камере 8, расширяющейся кверху, возникают слабые вихревые потоки, способствующие агломерации загрязнений, содержащихся в исходной воде перед ее поступлением в блок тонкослойных модулей 2. Далее, восходящим потоком, нефтесодержащая вода поступает к верхней части тонкослойного модуля 2. В тонкослойном модуле 2, при нисходящем потоке воды, происходит отделение от воды всплывающих и оседающих загрязнений. Всплывающие загрязнения собираются в верхней части нефтеотделителя-отстойника, а оседающие - в нижней. Очищенная вода после тонкослойного модуля 2 восходящим потоком через камеру для отвода очищенной воды 9 поступает в продольную трубу 13 через отверстия 14 и 15 и далее через патрубки 17 отводится из нефтеотделителя-отстойника. Отвод всплывших и осевших загрязнений производится по мере их накопления через устройства 6 и 7 соответственно. При использовании в процессе очистки воды реагентов флокуляционная камера 8 играет роль камеры хлопьеобразования. В зависимости от преобладания в очищаемой воде всплывающих или оседающих загрязнений направление движения очищаемой воды в нефтеотделителе-отстойнике может меняться на обратное. Подача исходной нефтесодержащей воды в нефтеотделитель-отстойник и отвод очищенной воды может производится как через патрубки 16 и 17 соответственно, расположенные в боковой стенке корпуса (фиг.1 и фиг.2), так и через патрубки 18 и 19 соответственно, расположенные в торце корпуса (фиг.3 и фиг.4).