Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОЛИЗНОЙ УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕШЛАМОВ

Изобретение относится к устройствам для переработки отходов и может быть использовано при утилизации нефтешламов для получения альтернативного вида топлива.

Известно коалесцирующее устройство, используемое для переработки нефтешламов, которое включает корпус, патрубки ввода и вывода продуктов и коалесцирующий материал. Корпус выполнен в виде цилиндра, с торцов которого размещены патрубки ввода и вывода. Коалесцирующий материал размещен по всему объему корпуса. Вблизи патрубка ввода по оси корпуса размещен патрубок ввода пара, направленный вдоль потока продуктов. В центральной части корпуса по окружности размещены боковые патрубки ввода пара. Вблизи патрубка вывода размещен патрубок ввода воды, направленный навстречу потоку материала. В нижней части корпуса размещен патрубок дренажа (RU 2513624, 20.04.2014).

Известен способ переработки нефтешлама и устройство для его осуществления, в котором нефтешлам со шламонакопителя подают насосом под давлением 1,0 МПа и расходом до 10 м³/ч в трубчатую печь, нагревают до температуры 110-120°C, подают в коалесцирующее устройство, заполненное коалесцирующим материалом в виде гранитного щебня с объемно-насыпным весом 1,36-1,40 т/м³ и размером частиц от 5 до 50 мм, обрабатывают в коалесцирующем устройстве паром по центру и периметру потока и водой на выходе, далее продукт обработки подают в горизонтальную емкость-отстойник, отстаивают в отстойнике и разделяют на нефтяную и водную фазы (RU 2513196, 20.04.2014).

Недостатком вышеприведенных устройств является низкая энергоэффективность переработки, вызванная повышенным расходом пара на обработку нефтешламов вследствие высокой межфазной поверхности коалесцирующего материала и низких коэффициентов тепло- и массопередачи (10-50 Вт/м²⋅К) между твердой фазой коалесцирующего материала и парожидкостным слоем нефтешлама. Кроме того, практическое применение указанных устройств вызывает ряд экологических проблем, связанных с утилизацией водной фазы нефтешлама.

Известна установка для утилизации нефтешламов, содержащая блок предварительной подготовки и блок термического разложения в виде ректификационной колонны, в которой блок предварительной подготовки содержит смеситель, соединенный с емкостью органического растворителя, и центрифугу, а блок термического разложения дополнен печью пиролиза, вход которой соединен с блоком предварительной подготовки, а выход через испаритель - с указанной ректификационной колонной, которая через охладители соединена с емкостями для легкой фракции и тяжелой фракции, выходы которых соединены со смесителем (RU 2502784, 26.10.2012)

Известна установка для переработки нефтешлама, которая содержит насос, паропроводы, трубопроводы, котельную для подготовки пара, амбар, связанный с трубопроводом с узлами накопления и переработки нефтешлама и его компонентов и далее с помощью насосов, емкостей и трубопроводов дискретно с емкостями колесного транспорта. Недостатком данного устройства является незаконченный технологический цикл, так как термоотстоем невозможно освободиться от устойчивых эмульсий, которые содержатся в нефтешламах (RU 2293817, 2007).

Известна установка для термической переработки нефтешламов, которая содержит загрузочный бункер, камеру пиролиза, сообщенную с камерой сгорания, систему подачи воздуха в камеры и патрубки отвода газообразных продуктов горения, вытяжной вентилятор. В процессе работы установки перерабатывается нефтешлам (RU 2229060, 2007).

Недостатком данного устройства является уничтожение углеводородного сырья, т.е. не происходит эффективной утилизации нефтешламов, при этом не обеспечивается безопасность загрязнения атмосферы дымовыми газами из-за использования металлических стружек, которыми заполнен нейтрализатор.

Техническим результатом предложенного изобретения является устранение указанных недостатков, повышение эффективности и экологичности переработки нефтешламов, а также возможность получения альтернативных видов топлива.

Указанный технический результат заключается в том, что устройство для термолизной утилизации нефтешламов содержит топку с газовой горелкой, выполненный с возможностью установки в ней (в топке) и подключения к технологическим магистралям и съема приемный бункер для загружаемых в него нефтешламов для проведения термолиза с образованием парогазовой смеси и твердого углеродистого остатка и имеющий в верхней части патрубок вывода парогазовой смеси, выполненный с возможностью сообщения его через холодильник-конденсатор с емкостью для отделения термолизной жидкости от термолизного газа, которая соединена с магистралью вывода термолизного жидкости и через, по меньшей мере, один каплеотбойник сообщена с осушительной колонной для термолизного газа, выход которой сообщен с топкой.

Изобретение иллюстрируется фиг. 1, где приведена схема установки для термолизной утилизации нефтешламов.

Устройство для термолизной утилизации нефтешламов содержит топку 3 с газовой горелкой 12 для ее подогрева, выполненную с возможностью установки в ней и подключения к технологическим магистралям и съема приемного бункера 1 для нефтешламов. Приемный бункер 1 имеет в верхней части крышку 2 и патрубок 4 вывода парогазовой смеси, связанный через холодильник-конденсатор 5 с емкостью 6 для отделения термолизной жидкости от термолизного газа. Емкость 6 соединена с магистралью 7 вывода термолизной жидкости и через каплеотбойники 9 сообщена с осушительной колонной 10 для термолизного газа, выход которой сообщен с газовой горелкой 12 для подогрева топки 3.

Емкость 6 имеет патрубок 8 для вывода из нее термолизного газа, который связан с каплеотбойниками 9, соединенными, в свою очередь, с осушительной камерой 10 для термолизного газа. Осушительная камера 10 через магистраль 11 соединена с газовой горелкой 12 для подогрева топки 3. Посредством магистрали 13 осуществляется вывод термолизной жидкости из каплеотбойников 9. Магистраль 13 соединена с магистралью 7 вывода термолизной жидкости.

Холодильник-конденсатор 5 имеет водяную рубашку для охлаждения, в которую вода подается через патрубок 14 и выводится через патрубок 15.

Для вывода дымовых газов из топки 3 в ее верхней части предусмотрена труба 16. Патрубок 4 вывода парогазовой смеси оснащен электронным датчиком давления 17. На патрубке 8 вывода газа из емкости 6 в каплеотбойники 9 установлен клапан 18 аварийного сброса термолизного газа.

Для контроля поступающего в горелку 12 газа установлен перепускной клапан 19 и механический манометр 20. На магистрали 11 подачи термолизного газа в горелку 12 для безопасности также установлен гидрозатвор 21.

Кроме того, подача газа на горелку 12 регулируется регулировочным клапаном 22, а для поддува воздуха в горелку установлен вентилятор 23.

Для наблюдения за процессом горения в нижней части топки 3 выполнено смотровое окно 24.

В крышке бункера установлен взрывозащитный клапан 25.

Вывод парогазовой смеси из холодильника-конденсатора 5 осуществляется с помощью магистрали 26.

Избыток газа из осушительной камеры 10 отводится чере патрубок 27 с клапаном 28.

Устройство работает следующим образом.

Нефтешламы загружают в приемный бункер 1 (емкость из жаростойкого материала), закрывают крышкой 2, оборудованной взрывозащитным клапаном 25, и помещают в топку 3. Топка 3 нагревается с помощью горелки 12. Нефтешламы нагреваеюся посредством теплопередачи через стенки приемного бункера 1 и подвергаются термическому разложению (термолизу) с образованием парогазовой смеси и твердого углеродистого остатка. Дымовые газы из топки удаляются через трубу 16. Парогазовая смесь выводится из приемного бункера 1 по патрубку 4 с электронным датчиком давления. Далее парогазовая смесь охлаждается в холодильнике-конденсаторе 5. Газожидкостная смесь направляется в емкость 6 сбора термолизной жидкости. Пары конденсируются и полученная жидкость отделяется от неконденсирующихся газов. Термолизная жидкость накапливается в емкости 6. Газ из емкости 6 пропускается через каплеотбойники 9 и направляется на сушку в осушительную колонну 11. Далее осушенный газ используется для поддержания процесса (сжигается в топке 3). По окончании процесса термолиза приемный бункер 1 с твердым углеродистым остатком извлекают из топки 3 и устанавливают в топку 3 следующий приемный бункер 1 с загруженными нефтешламами.

Изобретение обеспечивает экологичность процесса за счет того, что термолизный газ, проходя каплеотбойник и осушительную камеру, очищается от вредных примесей и влаги, возвращается на подогрев топки 3, что помимо повышения экологичности процесса повышает его эффективность и обеспечивает экономию энергозатрат на проведение процесса термолиза, а также позволяет получить альтернативные виды топлива.

Кроме того, изобретение обеспечивает получение качественного жидкого топлива и углеродистого остатка.

Изобретение позволяет получать термическую сажу, которая может без ограничений использоваться как топливо для промышленных печей, котлов, теплогенераторов, оснащенных распыляющими горелками.

Термолизная жидкость, получаемая при реализации изобретения, является более качественным аналогом мазута М100, превосходит его по своим характеристикам и свойствам. Термолизная жидкость может использоваться в котельных установках без дополнительной переработки и переоборудования самих установок, а также может перерабатываться на ректификационной колонне для получения бензиновой и дизельной фракций и мазута.