способ регенерации донных отложений мазутохранилищ и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ регенерации донных отложений мазутохранилищ, включающий двухстадийное диспергирование высокоскоростными механическими средствами, обеспечивающими развитие процесса кавитации, и с использованием проточного гидродинамического кавитационного активатора, соответственно, отличающийся тем, что предварительно осуществляют двухстадийное сепарирование с введением технологического моющего средства на обоих стадиях сепарирования.

2. Устройство для осуществления способа регенерации донных отложений мазутохранилищ, содержащее последовательно установленные высокоскоростной механический диспергатор и кавитационный активатор, отличающееся тем, что оно снабжено последовательно соединенными первым и вторым сепараторами и дозатором технологического моющего средства, причем выходы дозатора технологического моющего средства подключены к соответствующим входам первого и второго сепаратора, выход второго сепаратора соединен со входом высокоскоростного механического диспергатора, а выходы жидкости первого и второго сепаратора соединены со входом жидкости кавитационного активатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области энергетики и нефтяной промышленности и может быть использовано для утилизации донных отложений мазутохранилищ по замкнутому циклу.

Известен способ регенерации поверхностных углеводородных отложений, включающий удаление эмульсии в емкость с водным раствором технического моющего средства (ТМС) для частичного отделения из эмульсии раствора ТМС и механических частиц, подачу эмульсии на стадию разделения на углеводородные соединения (УВС) и водный раствор ТМС, который возвращают в емкость, подачу УВС с остатками раствора на стадию тонкого разделения и возврат отделенного раствора в емкость (см. патент РФ №2194636, В08В 3/08, 31.05.2002 г.).

Недостатком известного способа является невозможность регенерации высоковязких донных отложений мазутохранилищ, в которых присутствуют парафины, асфальтены и другие, практически твердые включения, а также значительное количество механических примесей. Кроме того, УВС, выделенные с использованием данного способа, непригодны к сжиганию в штатной технологической схеме.

Наиболее близким к предложенному является способ регенерации донных отложений мазутохранилищ, включающий трехстадийное диспергирование и перемешивание регенерируемых отложений с мазутом низкоскоростными механическими средствами, высокоскоростными механическими средствами, обеспечивающими развитие процесса кавитации, и с использованием проточного гидродинамического кавитационного активатора соответственно (см. патент РФ №2139467, F17D 1/16, 24.06.1998 г.).

Устройство для осуществления известного способа содержит последовательно установленные низкоскоростной экструдер, высокоскоростной механический диспергатор и кавитационный активатор.

Недостатком известного технического решения является то, что при перемешивании с мазутом в экструдуре происходит многократное увеличение объема смеси, но из-за высокой зольности эта смесь далеко не всегда может быть утилизирована путем сжигания в штатной технологической схеме. Это ограничивает использование известного способа и устройства для его осуществления низковязкими отложениями.

Техническим результатом, ожидаемым от использования предлагаемого технического решения, является возможность утилизации и регенерации не только низковязких, но и высоковязких донных отложений мазутохранилищ в едином технологическом цикле и с применением штатного котельного оборудования, т.е. расширение функциональных возможностей.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе регенерации донных отложений мазутохранилищ, включающем двухстадийное диспергирование высокоскоростными механическими средствами, обеспечивающими развитие процесса кавитации, и с использованием проточного гидродинамического кавитационного активатора соответственно, предварительно осуществляют двухстадийное сепарирование с введением технологического моющего средства на обоих стадиях сепарирования.

Указанный результат достигается также тем, что устройство для осуществления способа регенерации донных отложений мазутохранилищ, содержащее последовательно установленные высокоскоростной механический диспергатор и кавитационный активатор, снабжено последовательно соединенными первым и вторым сепараторами и дозатором технологического моющего средства, причем выходы дозатора технологического моющего средства подключены к соответствующим входам первого и второго сепаратора, выход второго сепаратора соединен со входом высокоскоростного механического диспергатора, а выходы жидкости первого и второго сепаратора соединены со входом жидкости кавитационного активатора.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для осуществления способа регенерации донных отложений мазутохранилищ.

Устройство содержит последовательно соединенные дозатор 1 шлама, первый сепаратор 2, второй сепаратор 3, высокоскоростной механический диспергатор 4 и кавитационный активатор 5. Выходы дозатора 6 технологического моющего средства подключены к соответствующим входам сепараторов 2, 3. Выходы жидкости сепараторов 2, 3 соединены со входом жидкости активатора 5. Выходы механических примесей сепараторов 2 и 3 соединены с бункером 7. Позицией 8 обозначено мазутохранилище.

Осуществление способа рассмотрим на примере работы устройства для его осуществления.

Регенерируемые донные отложения (мазутный шлам) подаются из дозатора 1 в сепаратор 2. Его назначением является предварительная, грубая сепарация крупных механических примесей и легко удаляемых фракций нефтепродуктов. Туда же из дозатора 6 подается технологическое моющее средство (ТМС).

В сепараторе 2 мазутный шлам смешивается с ТМС и разделяется на три фракции: крупные механические примеси поступают в бункер 7, ТМС и легко удаляемые фракции нефтепродуктов подаются на вход активатора 5, а промежуточная фракция, содержащая трудно удаляемые фракции нефтепродуктов, мелкие фракции механических примесей и остатки ТМС поступают на сепаратор 3. Последний предназначен для окончательного отделения механических примесей, которые также поступают в бункер 7.

Фракция ТМС с остатками растворенных нефтепродуктов поступает на вход активатора 5, а фракция, содержащая шлам и остатки ТМС - на вход диспергатора 4, в котором смесь гомогенизаруется и происходит предварительное измельчение агломератов донного осадка. Гомогенизированная смесь с выхода диспергатора 4 подается на вход активатора 5, на выходе которого образуется высокодисперсная смесь активированных нефтепродуктов, ТМС и остаточных примесей, содержание которых ниже допускаемой зольности мазутного топлива. Эта смесь может подаваться на форсунки котла или, как это показано на чертеже, в мазутохранилище 8.

Кроме того, мазутное топливо из мазутохранилища 8 может дополнительно подаваться на соответствующие входы активатора 5 и диспергатора 4 в количестве до 40% от суммарного потока на всех входах диспергатора 4 и 32% - активатора 5.

Выполнение диспергатора 4 и активатора 5 такое же, как в известном техническом решении. Для подачи на их входы нескольких потоков может использоваться отрезок трубопровода с отводами для ввода отдельных компонентов.

В качестве сепаратора 2 целесообразно применить последовательно установленные смеситель (в нем ТМС перемешивается с донным осадком) и гравитационный (например, по патенту 2193452, В03В 5/38, 2000.10.26) или центробежно-гравитационный сепаратор, в котором происходит разделение тяжелых механических примесей, ТМС и шлама, поступающего на вход сепаратора 4.

В качестве сепаратора 3 может быть использована как вышеописанная конструкция, так и установленные последовательно смеситель и бак-отстойник, оборудованный донным толкателем или скребком для удаления механических примесей, а также средствами отвода шлама и ТМС, размещенными на соответствующих уровнях бака-отстойника и выполненные, например, в виде патрубка, подключенного через насос к соответствующему выходу сепаратора 3.

В качестве сепараторов 2 и 3 могут быть также использованы отстойники периодического действия, представляющие собой бак-отстойник, оборудованный донной мешалкой. В соответствии с алгоритмом работы такого отстойника, после поступления в него всех компонентов включается донная мешалка и в течение заданного интервала происходит обработка донного осадка ТМС. Затем мешалку выключают и происходит осаждение механических примесей и расслоение жидкой фракции на ТМС и нефтепродукты (шлам), которые соответствующими средствами отвода шлама и ТМС, например, описанными выше, подаются на выход сепаратора.

Таким образом, сепараторы 2, 3 в предлагаемом устройстве выполняют роль реактора-смесителя (в нем происходит обработка шлама ТМС) и собственно сепаратора, разделяющего механические примеси, ТМС и нефтепродукты (шлам).

Шлам подается на сжигание, ТМС - на сжигание или в соответствующий приемник для повторно использования (в этом случае жидкостные выходы сепараторов 2, 3 подключают не к входу активатора 5, а к входу приемника ТМС), а очищенные механические примеси, не представляющие экологической опасности, - на утилизацию.

Возможен вариант устройства, в котором выход жидкости сепаратора 2 соединен не со входом активатора 5, а с соответствующим входом сепаратора 3.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство для его осуществления обеспечивают безотходную регенерацию донных отложений. При этом процесс регенерации протекает с использованием штатных средств и применим для утилизации шлама любого состава.