ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Эксперты обсудили вопросы развития электронного машиностроения в России

Эксперты радиоэлектронной отрасли обсудили вопросы развития электронного машиностроения в рамках заседания Экспертного совета по развитию электронной и радиоэлектронной промышленности при Комитете Госдумы по промышленности и торговле под председательством генерального директора Объединенной приборостроительной корпорации (управляющей компании холдинга «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех) Сергея ...

Минпромторг России представил проект Стратегии развития реабилитационной индустрии Российской Федерации на период до 2030 года

В рамках Российской недели здравоохранения состоялась презентация подготовленного Минпромторгом России проекта Стратегии развития реабилитационной индустрии Российской Федерации на период до 2030 года. Результаты полуторагодовой работы над проектом Стратегии представил директор Департамента развития фармацевтической и медицинской промышленности Дмитрий Галкин. Документ разработан с учетом измен...

На Донбассе завершился аудит металлургического комплекса региона

В южном отделении государственного научного центра ЦНИИчермет им. И.П. Бардина прошло совещание, посвященное развитию металлургической промышленности ДНР. На встрече, организованной с участием Ивана Маркова, директора Департамента металлургии и материалов Минпромторга России, и Евгения Солнцева, председателя Правительства ДНР, а также представителей местных промышленных предприятий, обсуждались ре...

Ростех и ГЛИЦ поставили мировой рекорд по дальности полета на парашюте с системой специального назначения «Дальнолет»

Парашютная система специального назначения «Дальнолет», разработанная Госкорпорацией Ростех, успешно прошла испытания, в ходе которых был установлен новый мировой рекорд по дальности полета. В рамках тестов, проводимых специалистами Государственного летно-испытательного центра им. Чкалова Минобороны России, парашютисты совершили прыжок с высоты 10 000 метров, преодолев более 80 км — такого р...

Глава Якутии Айсен Николаев предложил внедрить дополнительные меры поддержки для повышения энергоэффективности

В правительстве России состоялась стратегическая сессия, посвященная повышению энергетической и ресурсной эффективности экономики, на которой глава Якутии Айсен Николаев предложил сохранить механизм выравнивания энерготарифов для потребителей Арктической зоны. Мероприятие, проведенное 26 ноября под председательством Михаила Мишустина, стало важным этапом обсуждения актуальных проблем энергетическо...

22 ноября исполняется 115 лет со дня рождения конструктора Михаила Миля, создателя прославленного семейства вертолетов «Ми»

Он был новатором, способным видеть далеко за пределами горизонта. Вертолеты «Ми» стали символом надежности и эффективности, покорив весь мир. От спасательных операций до военных миссий, от сельскохозяйственных работ до транспортных задач выполняют вертолеты марки «Ми» — наследие Михаила Миля сложно переоценить. Юбилей авиаконструктора — отличный повод вспомнить известные и малоизвес...

24 Августа 2010

Разработка экономичного устройства переработки грунта с учетом безопасности возгораний и охраны труда

Разработка экономичного устройства переработки грунта с учетом безопасности возгораний и охраны труда

Уcтрoйcтвo для перерабoтки грунта, загрязненнoгo нефтью и биoдизельным тoпливoм

Изoбретение oтнocитcя к перерабoтке пoчвы, загрязненнoй нефтепрoдуктами. Уcтрoйcтвo для перерабoтки грунта, загрязненнoгo нефтью и биодизельным топливом, cодержит шнеки для перемещения загрязненного грунта, нагреватель загрязненного грунта, вакуумированные полоcти и короба, конденcатор для газовой фазы и шнековые уcтройcтва, cнабженные плазменными пушками. Шнековые уcтройcтва выполнены герметичными и cодержат конуcный шнек c малой глубиной шнековых канавок и невыcокими лопаcтями шнека, а плазменные пушки уcтановлены в термостатируемом пространстве шнекового устройства. Дозаторы шнековых устройств выполнены по типу червячного конвейера с вертикальной и горизонтальной составляющими. Шнековые устройства соединены трубопроводами с холодильниками, выполненными с возможностью последовательной ступенчатой конденсации разных нефтепродуктов в разных сливных трубах. Изобретение позволяет получить очищенную от нефтепродуктов почву и большое количество легкокипящих углеводородов при обеспечении высокой производительности и безопасности труда. 2 ил.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а также к экологической защите окружающей среды, и может быть применено для очистки почв, загрязненных нефтью и биодизельным топливом.

Из уровня техники известен способ очистки почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами.

В патенте США 5,514,286 (Grosby, Thermal desorption unit, май, 1996) приведен метод извлечения легкокипящих углеводородов из почвы, которая подвергается непрямому нагреванию с помощью пропановых газовых нагревателей (панелей). Газовая фаза конденсируется при охлаждении, превращается в жидкость и собирается в емкости. Конденсат используется по его пригодности или заново подвергается соответствующей обработке, например перегонке в другом месте. А грунт, освобожденный от нефти, после анализа вывозится для рекультивации или внесения в него бактериальных добавок.

Устройство выполнено на двух прицепах, на одном из которых размещен барабан длиною 4,5 м, диаметром 2,4 м, с частотой вращения 10-18 об/мин, а на другом выполнены конденсаторы. При нагревании летучие органические соединения испаряются и далее сжижаются в конденсаторе. Конденсат после очистки на фильтре пригоден к использованию по целевому назначению. Продолжительность цикла обработки одной загрузки грунта составляет 45 мин.

Недостатком упомянутого прототипа является малая мощность установки по очистке грунта, невысокое качество конденсата и большие энергетические затраты на единицу объема полученного конденсата.

В патенте США 5,836,718 (Price, Method and apparatus for ex situ cleaning of contaminated soil, ноябрь, 1998) осуществлен тот же принцип нагрева почвы и испарения легкокипящей фракции загрязнений. Нагревающим агентом является воздух, проходящий через систему труб.

В патенте США 6,143,170 (Briggs, et al., Oil recovery system, November 7, 2000) для отделения жидкой фазы применена перфорированная корзина центрифуги. Вращение центрифуги отделяет нефть от сорбирующих ее частиц.

В патенте США 6,312,528 (Summerfield, et al., Removal of contaminants from materials, November 6, 2001) для извлечения пропана, бутана, диметилового эфира и других углеводородов применяют высокое давление в камерах.

В патенте США 6,383,394 (Briggs, et al., Recycling process and apparatus, May 7, 2002) тоже использована центрифуга, перерабатывающая полимерные материалы, загрязненные нефтепродуктами или растворителями. Далее полимерные материалы могут быть использованы для вторичной переработки.

В патенте США 6,840,712 (Satchwell, et al., Thermal remediation process, January 11, 2005) используют три червячных конвейера, каждый из которых обеспечивает разные температурные зоны. Температурные зоны определены как зона низких температур, зона высоких температур (температурная десорбция) и зона пиролиза. Каждая температурная зона оборудована вакуумированием. Нагрев загрязненного грунта может быть как прямой, так и непрямой. (Прототип).

Общим недостатком всех перечисленных установок для очистки почвы от нефти является большое количество энергии, необходимое для получения единицы объема, приемлемого для ДВС топлива, а также множество операций (основных и второстепенных), без которых приемлемое топливо вообще не может быть получено. Кроме того, в ряде устройств всегда велика опасность взрывов и большого пожара даже в зонах, обозначенных как зоны низких температур. Большинство описанных устройств убыточны, экономически невыгодны. Эксплуатацию упомянутых установок можно оправдать лишь огромными штрафами за причинение экологического ущерба.

Задачей настоящего изобретения является разработка экономически оправданного и мощного (по объему переработки грунта) устройства для очистки почв от загрязнения нефтью с учетом безопасности труда и профилактики пожаров.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит из очищенной от нефтепродуктов почвы и большого количества легкокипящих углеводородов (составляющих часто более 80% от объема жидкой фазы), полученных из нефтяных загрязнений.

Указанный результат достигается тем, что в устройстве для переработки грунта, загрязненного нефтью и биодизельным топливом, имеющем шнеки для перемещения смеси нефти с грунтом, нагреватели смеси, вакуумированные полости и короба, конденсатор для газовой фазы, шнековые устройства выполнены герметичными, коническими с неглубокими канавками между лопастями (ребрами шнека) и снабжены плазменными пушками, причем дозаторы шнековых устройств выполнены по типу червячного конвейера с вертикальной и горизонтальной составляющими для лучшей герметизации пространства до и после дозаторов, плазменные пушки установлены в термостатируемом пространстве шнекового устройства, шнековые устройства соединены трубопроводами с холодильниками, выполненными с возможностью последовательной ступенчатой конденсации разных нефтепродуктов в разных сливных трубах.

Предлагаемое устройство является, в сущности, заводом по переработке загрязненного нефтью и дизельным топливом грунта. В основу устройства положен модифицированный конусный шнек, обладающий свойством сжимать продвигаемый им грунт и выдавливать из него жидкую фазу. В установке используют три шнековых устройства, два из которых оборудованы плазменными пушками и системой подачи горячих газов в короб шнека, а один (третий по технологической цепи) выполняет роль проталкивателя горячего грунта через два теплообменника.

В шнековых устройствах нижняя стенка короба выполнена перфорированной для стекания жидкой фазы в герметизированный конус с последующим сливом в емкости. В первых двух шнеках (с малой глубиной шнековых канавок и невысокими ребрами шнека) выполнены плазменные пушки для быстрого и интенсивного разогрева грунта, что приводит к последующей деструкции (разрыву химических связей) высокомолекулярных компонентов нефти и образованию легкокипящих углеводородов. Пространство, где размещены плазменные пушки, герметически изолировано от полости шнекового устройства и выполнено с возможностью регулировки микроклиматических условий внутри него.

После второго шнекового устройства установлен герметичный рыхлитель с интенсивным вакуумированием полости рыхлителя и отсасыванием газовой фазы углеводородов.

Третье шнековое устройство выполнено без системы подачи горячих газов и без плазменных пушек. Оно герметично соединено с бункером через два теплообменника. Бункер выполнен также с рыхлителем и вибрирующей сеткой, что создает возможности для лучшего охлаждения грунта и внесения в него биологических или химических добавок.

То есть в кратком выражении мы имеем следующее определение изобретения: «Устройство для переработки грунта, загрязненного нефтью и биодизельным топливом, имеющее шнеки для перемещения загрязненного грунта, нагреватель загрязненного грунта, вакуумированные полости и короба, конденсатор для газовой фазы, отличающееся тем, что шнековые устройства выполнены герметичными, содержат конусный шнек с малой глубиной шнековых канавок и невысокими лопастями шнека и снабжены плазменными пушками, установленными в термостатируемом пространстве шнекового устройства, причем дозаторы шнековых устройств выполнены по типу червячного конвейера с вертикальной и горизонтальной составляющими, а шнековые устройства соединены трубопроводами с холодильниками, выполненными с возможностью последовательной ступенчатой конденсации разных нефтепродуктов в разных трубах».

Устройство представлено на фигурах 1 и 2, где на фигуре 1 дано видоизмененное шнековое устройство, а на фигуре 2 представлена схема устройства по переработке загрязненного нефтью грунта.


Шнековое устройство имеет короб 1, донная часть 2 которого перфорирована для стока жидкой фазы. Собственно шнек 3 выполнен коническим с сужением диаметра по мере продвижения грунта. Лопасти шнека выполнены невысокими (канавки мелкие), чтобы перемещаемая по шнеку масса грунта не была толстой и хорошо прогревалась в полном объеме. Внутренняя часть шнека выполнена полой с возможностью подогрева горячими газами или другими средствами. Шнек укреплен на оси, вращаемой мотором 4. Рубашка 5 шнека (или полость, ограничивающая пространство вокруг шнека) выполнена перфорированной почти на всем протяжении. Поддерживающие рубашку крепежные элементы 6 также перфорированы для прохода жидкой фазы. Донная часть короба шнека герметизирована от внешней среды конусом 7, выполненным с краном 8 и патрубком 9 для подачи горячего газа. Такой же патрубок выполнен и на коробе шнека.

В верхней части короб снабжен патрубком 10 для активного отсоса (вакуумирования) горячего газа и газовой фракции нефти и нефтепродуктов из полости короба.

На рубашке шнека выполнено термостатируемое (то есть с управляемыми микроклиматическими условиями и теплозащитными стенками) пространство 11, в котором размещены плазменные пушки 12.

Для подачи загрязненного нефтью грунта в шнековое пространство устроен дозатор 13, имеющий вертикальную и горизонтальную составляющие, выполненные как простые и относительно герметизированные червячные конвейеры (рубашка конвейеров почти равна диаметру самого шнека). Пустоты и пространства дозаторных шнеков герметизированы перемещаемым по ним грунтом.

В системе завода выполнено три шнековых устройства и три дозатора подобного типа (фиг.2). Далее следует разбиватель 14 (рыхлитель) грунта, установленный на входе третьего герметичного шнекового устройства 15, задача которого продавливать грунт через патрубок 16 в теплообменник 17 и 18 и отжимать остатки жидкой фракции. В третьем шнековом устройстве лопасти более мощные, а канавки между лопастями более глубокие.

Теплообменник 18 герметично соединен с бункером 19, выполненным с вакуумирующим отсосом и рыхлителем (разбивателем комков), а также вибрирующей сеткой 20 и затворным механизмом 21.

Вибрирующая сетка выполнена с возможностью распыления в грунт бактериологического или другого (химического) препарата (устройство не показано) для дальнейшей утилизации почвы и нейтрализации ее загрязнений в естественных природных условиях.

Для утилизации газообразной фазы нефтепродуктов устроены холодильники 22 (А и Б), выполненные с возможностью последовательной ступенчатой конденсации разных нефтепродуктов в разные сливные трубы 23.

Работает описанное устройство следующим образом.

Загрязненный нефтью грунт загружают в воронку дозатора 13 (первого, негерметичного, дозатора, который имеет сообщение с внешней средой). Дозатор подает грунт в первое шнековое устройство на шнек 3, который перемещает грунт вдоль оси с постепенным сжатием и отжимом жидкой фазы. Перфорированная рубашка 5 шнека 3 пропускает жидкую фазу в конус 7 для накопления.

По мере передвижения вдоль оси шнека, грунт нагревают горячими газами, поступающими в короб 1 и конус 7 через патрубки 9, а также - плазмой из плазменных пушек 12. Легкоиспаряющиеся углеводороды удаляют с горячими газами через патрубки 10 и направляют в холодильники 22, где они конденсируются и стекают через трубы 23 в емкости сбора.

Во втором шнековом устройстве проводят те же самые операции в той же последовательности, после чего грунт подают на рыхлитель 14, а затем - на шнек 15, который проталкивает грунт через патрубок 16 в теплообменники 17 и 18, а затем - на второй рыхлитель 14, расположенный в бункере 19.

Разрыхленный грунт падает на сетку 20, где в него добавляют биопрепараты или химические добавки для ускорения естественной регенерации в природных условиях. Готовый грунт через затворное устройство 21 дозируют в транспортные средства и вывозят на место использования.

Кол-во просмотров: 14415
Яндекс.Метрика