RU2643271C1 - Method of purification of ice floes/snow from oil pollution and a heavy-fuel complex for its implementation - Google Patents
Method of purification of ice floes/snow from oil pollution and a heavy-fuel complex for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643271C1 RU2643271C1 RU2017104484A RU2017104484A RU2643271C1 RU 2643271 C1 RU2643271 C1 RU 2643271C1 RU 2017104484 A RU2017104484 A RU 2017104484A RU 2017104484 A RU2017104484 A RU 2017104484A RU 2643271 C1 RU2643271 C1 RU 2643271C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ice
- compartment
- melting
- oil
- steam
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
- E01H5/00—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice
- E01H5/10—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice by application of heat for melting snow or ice, whether cleared or not, combined or not with clearing or removing mud or water, e.g. burners for melting in situ, heated clearing instruments; Cleaning snow by blowing or suction only
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
- E01H5/00—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice
- E01H5/10—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice by application of heat for melting snow or ice, whether cleared or not, combined or not with clearing or removing mud or water, e.g. burners for melting in situ, heated clearing instruments; Cleaning snow by blowing or suction only
- E01H5/106—Clearing snow or ice exclusively by means of rays or streams of gas or steam, or by suction with or without melting
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
- E01H5/00—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice
- E01H5/10—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice by application of heat for melting snow or ice, whether cleared or not, combined or not with clearing or removing mud or water, e.g. burners for melting in situ, heated clearing instruments; Cleaning snow by blowing or suction only
- E01H5/108—Devices for melting snow or ice in situ and removing subsequently for the mud or melting water
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей природной среды, в частности к очистке льдин и снега, покрытых загрязненными нефтепродуктами, и может применяться для оперативной ликвидации последствий техногенных аварий, связанных с разливом нефти на ледовой и снежной поверхности, обеспечения защиты водных и наземных ресурсов от нефтяных загрязнений, предотвращения распространения ареала нефтяного загрязнения и снижения вредного воздействия на окружающую природную среду.The invention relates to the field of environmental protection, in particular to the cleaning of ice and snow covered with contaminated oil products, and can be used to quickly eliminate the effects of industrial accidents associated with oil spills on the ice and snow surface, to protect water and land resources from oil pollution , to prevent the spread of the range of oil pollution and reduce the harmful effects on the environment.
Актуальность решения экологической задачи определяется тем, что одним из источников вредного воздействия на окружающую среду являются аварийные ситуации, связанные с разливом нефтепродуктов на ледовой поверхности. Сбор разлитых нефтепродуктов с поверхности льдин в зимних условиях крайне затруднен.The urgency of solving the environmental problem is determined by the fact that one of the sources of harmful environmental impact is emergency situations associated with the spill of oil products on the ice surface. Collecting spilled oil products from the surface of ice floes in winter conditions is extremely difficult.
Анализ патентных исследований показал, что все известные способы и оборудование для удаления нефтепродуктов в основном предназначены для открытой водной поверхности, и не существует эффективного способа и оборудования для удаления нефти с поверхности льда. Это вызвано тем фактом, что нефтепродукты плотно прилипают к поверхности льдин с проникновением в их объем, что делает удаление загрязнений из кусков льда чрезвычайно трудным технологическим процессом.An analysis of patent studies showed that all known methods and equipment for removing oil products are mainly intended for open water surface, and there is no effective method and equipment for removing oil from the ice surface. This is due to the fact that oil products adhere tightly to the surface of the ice with penetration into their volume, which makes the removal of contaminants from pieces of ice an extremely difficult technological process.
Известна мобильная снегоплавильная установка, предназначенная для утилизации снега и льда. (Патент РФ на полезную модель №134947 «Мобильная снегоплавильная установка»). Установка содержит плавильный бункер с теплообменными трубами и снабжена трубопроводом для сброса растаявшего снега и льда в канализацию. Установка смонтирована на плавучей платформе с возможностью швартовки к набережной в зоне сброса снега и льда и снабжена водогрейным котлом, пар из которого поступает в теплообменные трубы. Сконденсированный в теплообменных трубах пар сбрасывается в сточную городскую канализацию. Недостатком такой установки является невозможность ее использования для очистки льда от нефтяных загрязненийKnown mobile snow melting plant, designed for the disposal of snow and ice. (RF patent for utility model No. 134947 "Mobile snow melting installation"). The installation contains a melting hopper with heat exchange pipes and is equipped with a pipeline for dumping melted snow and ice into the sewer. The installation is mounted on a floating platform with the possibility of mooring to the embankment in the zone of snow and ice discharge and is equipped with a water boiler, the steam from which enters the heat exchange pipes. The steam condensed in the heat exchange pipes is discharged into the municipal sewage system. The disadvantage of this installation is the inability to use it to clean ice from oil pollution
Известен способ и устройство, предназначенные для очистки льдин от нефтепродуктов. (Заявка WO 2012160239, публикация 29.11.2012). Загрязненные нефтепродуктами льдины поднимаются на борт судна и обрабатываются горячим маслом, отделяя находящиеся на льдинах нефтепродукты, которые сбрасываются в специальную сборную емкость, находящуюся на борту судна. Обработанные таким образом льдины сбрасывается в воду вне зоны загрязненного участка с помощью конвейера, а нефтепродукты вместе с маслом откачиваются из емкости. Недостатком данного способа и устройства реализации способа является его низкая эффективность очистки льда от нефтепродуктов, так как поверхностная обработка не позволяет очистить льдины от нефтепродукто, в сорбированных льдом, который в теплое время тает и нефтепродукты вновь попадают в водную среду, снова ее загрязняя.A known method and device for cleaning ice from oil products. (Application WO 2012160239, publication November 29, 2012). Ice floes contaminated with oil products are taken on board the vessel and processed with hot oil, separating the oil products located on the ice that are discharged into a special collection tank located on board the vessel. The ice floes treated in this way are discharged into the water outside the contaminated area using a conveyor, and oil products are pumped out of the tank together with the oil. The disadvantage of this method and device for implementing the method is its low efficiency of ice purification from oil products, since surface treatment does not allow ice to be cleared of oil products, sorbed by ice, which melts in warm time and oil products again fall into the aquatic environment, again polluting it.
Известен способ сбора нефти под ледовым покровом, включающий определение ареала нефтяного загрязнения, локализацию загрязненного участка водоема, сооружение окон в ледяном покрове, в которые нагнетается атмосферный воздух для образования направленного движения поверхностных слоев воды к одному из окон, откуда откачивается нефть, а воздух подается через нагнетательные патрубки, вмороженные в ледяные отверстия, нижние концы которых находятся под нефтью (см. заявление для выдачи патента РФ на изобретение "Способ сбора нефти под ледовым покровом", №2001107690/13, 6 Е02В 15/04). Однако такой способ имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что нижняя часть ледового покрова остается нефтезагрязненной до наступления теплого периода. При таянии льда нефть с его загрязненной нижней части попадает в воду, загрязняя ее, и создает неблагоприятные условия для обитания рыб, представителей животного и растительного мира в водоеме.A known method of collecting oil under ice cover, including determining the area of oil pollution, localizing the contaminated part of the reservoir, constructing windows in the ice cover into which atmospheric air is injected to form directed motion of the surface layers of water to one of the windows from where oil is pumped out, and air is supplied through discharge pipes frozen into ice openings, the lower ends of which are under oil (see the application for the grant of a patent of the Russian Federation for the invention "Method for collecting oil under ice ", No. 2001107690/13, 6 ЕОВВ 15/04). However, this method has a significant drawback, namely, that the lower part of the ice cover remains oil-contaminated until the onset of the warm period. When ice melts, oil from its contaminated lower part enters the water, polluting it, and creates unfavorable conditions for the habitat of fish, representatives of the animal and plant world in the reservoir.
Известен поверхностный метод сбора нефти из воды с льдом, когда нефть с поверхности льда смывается водой и затем откачивается (см. УДК 665.6/7 (043), Рабкина Е.В. Поверхностный метод сбора нефти из вод с льдом. М.: Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина. Тезисы докладов на Международной конференции по теме: "Новые технологии для очистки нефтезагрязненных вод, почв, переработки и утилизации нефтешламов", 10-11 декабря 2001, издательский дом "Ноосфера", с. 48). Однако при использовании указанного метода нефть, смываемая со льда, попадает в акваторию, загрязняя ее, и впоследствии затрачивается время на сбор и откачку нефти с обширного по площади водоема из-за растекания нефти. Кроме этого загрязненная нефтепродуктами льдина находится в воде и при смывании с нее нефти одна часть льдины обрабатывается водой, а другая часть льдины загрязняется смытой уже нефтью. Таким образом, процесс смывания нефти с льдины, находящейся в воде, становится малоэффективным.There is a known surface method of collecting oil from water with ice, when oil is washed off the water from the surface of the ice and then pumped out (see UDC 665.6 / 7 (043), Rabkina EV The surface method of collecting oil from water with ice. M .: Russian state Gubkin University of Oil and Gas Abstracts at the International Conference on the topic: "New technologies for the purification of oil-contaminated water, soil, processing and disposal of oil sludge", December 10-11, 2001, publishing house "Noosphere", p. 48). However, when using this method, oil washed off from the ice enters the water area, polluting it, and subsequently it takes time to collect and pump oil from a vast reservoir over the area due to oil spreading. In addition, the ice floe contaminated with oil products is in the water, and when oil is washed off from it, one part of the ice floe is treated with water, and the other part of the ice floe is contaminated with washed oil. Thus, the process of washing off oil from an ice floe in water becomes ineffective.
Известен процесс очистки льдин от нефтепродуктов и устройство для его осуществления, описанное в патенте США (US №2010/0186647 A1, July, 29, 2010). Устройство состоит из модульных блоков дробилки, которые могут быть установлены с возможностью поворота на барже или другом судне. Вращающийся зубчатый барабан измельчает лед, загрязненный нефтепродуктами, смешивают его с подогретой оборотной водой, образуя суспензию из загрязненного нефтепродуктами льда и воды, которая с помощью шнеков передается в плавильные агрегаты, где происходит плавление льда. Образовавшаяся жидкая фаза смеси воды и нефтепродуктов из плавильных агрегатов транспортируется в сепараторный блок (гидроциклон), в котором отделяются нефтепродукты от воды. Нефтепродукты транспортируются в резервуар для хранения с последующей разгрузкой и утилизацией, а вода возвращается в линию смешивания с колотым морским льдом для образования суспензии льда и воды для повторения цикла очистки льдин от нефтепродуктов. Недостатками способа являются высокие эксплуатационные и энергетические затраты на очистку льдин от нефтепродуктов, сложность конструкции и недостаточная универсальность устройства.A known process for cleaning ice from petroleum products and a device for its implementation, described in US patent (US No. 2010/0186647 A1, July, 29, 2010). The device consists of modular crusher blocks that can be mounted rotatably on a barge or other vessel. A rotating toothed drum crushes ice contaminated with oil products, mixes it with heated circulating water, forming a suspension of ice contaminated with oil products and water, which is transferred by means of screws to the melting units, where ice melts. The resulting liquid phase of the mixture of water and oil products from the smelting units is transported to a separator unit (hydrocyclone), in which oil products are separated from the water. Oil products are transported to a storage tank with subsequent unloading and disposal, and water is returned to the mixing line with crushed sea ice to form a suspension of ice and water to repeat the cycle of ice removal from oil products. The disadvantages of the method are the high operational and energy costs for cleaning ice from oil products, the complexity of the design and the lack of versatility of the device.
Известен способ и устройство очистки ледового покрова реки от нефтяного загрязнения (Патент РФ №2220253, опубл.: 27.12.2003), заключающийся в локализации загрязненного участка, разрушении ледового покрова, смыве нефти с льдин паром или водой. Поставленная цель достигается тем, что каждая льдина извлекается из воды, нижняя загрязненная поверхность льдины обрабатывается паром над емкостью, а затем обеззараженная льдина сбрасывается опять в реку. Предлагаемое изобретение реализуется следующим образом. При аварийном разливе нефти на поверхности реки, покрытой льдом, определяется известным способом ареал нефтяного загрязнения, локализуется место загрязнения и известными способами собирают с поверхности водоема разлитую нефть. После сбора нефти с поверхности воды к месту загрязнения доставляются паропередвижная установка, грузоподъемный механизм и емкость для сбора нефти. Известными способами разрушают ледовый покров и когтями грузоподъемного механизма приподнимают льдины, удерживая их на весу над емкостью. Паром или теплой водой обрабатывают нефтезагрязненные части льдин. Нефть смывается теплой водой и попадает в емкость, откуда она подается в нефтяной коллектор системы сбора. Очищенные льдины опускаются обратно в воду, а когтями грузоподъемного механизма подбираются очередные нефтезагрязненные льдины.A known method and device for cleaning the ice cover of the river from oil pollution (RF Patent No. 2220253, publ.: 12/27/2003), which consists in the localization of the contaminated area, the destruction of the ice cover, flushing oil from ice with steam or water. This goal is achieved by the fact that each ice floe is removed from the water, the lower contaminated surface of the ice floe is treated with steam above the tank, and then the disinfected ice floe is discharged again into the river. The invention is implemented as follows. In case of an emergency oil spill on the surface of the river covered with ice, the area of oil pollution is determined in a known manner, the place of pollution is localized, and spilled oil is collected from the surface of the reservoir by known methods. After collecting oil from the surface of the water, a steam-moving unit, a lifting mechanism and a tank for collecting oil are delivered to the place of pollution. Known methods destroy the ice cover and claws of the lifting mechanism lift the ice, keeping them weighted above the tank. Oil-contaminated parts of ice floes are treated with steam or warm water. Oil is washed off with warm water and enters the tank, from where it is supplied to the oil collector of the collection system. The cleared ice floes fall back into the water, and the next oil-contaminated ice floes are selected with the claws of the lifting mechanism.
Технической проблемой данного способа является невозможность извлечения сорбированных льдиной нефтепродуктов, находящихся внутри льдины, и, как следствие, невысокая эффективность процесса очистки. Кроме того, известный способ и устройство имеют ограниченное применение, так как могут функционировать только в водоемах с направленным течением воды, например на замерзших реках, в противном случае очищенные льдины будут перемешиваться с загрязненными и процесс очистки станет малоэффективным.The technical problem of this method is the impossibility of extracting oil products sorbed by the ice that are inside the ice, and, as a result, the low efficiency of the cleaning process. In addition, the known method and device have limited use, since they can only function in bodies of water with a directed flow of water, for example, on frozen rivers, otherwise the cleaned ice will mix with contaminated and the cleaning process will become ineffective.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ очистки льда/снега от нефтяных загрязнений (см. SU 1006599 А1, кл. Е02В 15/04, опубл. 23.03.1983), заключающийся в обработке поверхности льдин теплоносителем с заданной температурой, при этом подлежащие очистке льдины помещают в бункер ледоплавильного отсека, обрабатывают теплоносителем, расплавляют их до образования водонефтяной эмульсии, которую направляют в сепараторный отсек, где отделяют воду от нефтяных фракций и очищают ее до требуемого уровня.The closest analogue of the claimed invention is a method for cleaning ice / snow from oil pollution (see SU 1006599 A1, CL EB 15/04, publ. 23.03.1983), which consists in treating the surface of the ice with a coolant with a given temperature, while the ice to be cleaned placed in the hopper of the ice melting compartment, treated with a coolant, melt them to form a water-oil emulsion, which is sent to a separator compartment, where water is separated from the oil fractions and purified to the required level.
Технической проблемой известного способа очистки льда от нефтяных загрязнений является то, что он носит локальный характер и не позволяет эффективно очищать льдины от загрязнений, т.к. процесс очистки происходит только, как отмечено, с ледового покрова, не разрушая саму льдину. Абсорбированные нефтепродукты при такой тепловой обработке остаются в объеме льдины.The technical problem of the known method of cleaning ice from oil pollution is that it is local in nature and does not allow you to effectively clean the ice from pollution, because the cleaning process occurs only, as noted, from the ice cover, without destroying the ice itself. Absorbed oil products during such heat treatment remain in the volume of the ice.
Кроме того, использование известного способа практически невозможно на больших акваториях, в которых отсутствует направленное течение воды, т.к. обработанные паром льдины должны уноситься по течению, освобождая место для следующих загрязненных льдин.In addition, the use of the known method is practically impossible in large areas in which there is no directed flow of water, because steamed ice floes must be carried away with the flow, making room for the next contaminated ice floes.
Отличия заявленного изобретения от прототипа заключаются в том, что теплоноситель используют в виде пара, при этом температура теплоносителя составляет 100-200°C, а сепараторный отсек выполнен снабженным фильтром. Отсутствие крышки приводит к образованию наледи на оборудовании и окружающем пространстве, что связано с дополнительными затратами по ее уборке после окончания работы установки.The differences between the claimed invention and the prototype are that the heat carrier is used in the form of steam, while the temperature of the heat carrier is 100-200 ° C, and the separator compartment is made with a filter. The absence of a cover leads to the formation of ice on the equipment and the surrounding area, which is associated with additional costs for cleaning it after the installation is completed.
Техническим результатом заявляемого изобретения является удаление нефтепродуктов с ледовых участков аварийного разлива нефтепродуктов на любой акватории и суше, сокращение времени очистки с одновременным повышением эффективности процесса очистки загрязненных льдин нефтепродуктами.The technical result of the claimed invention is the removal of oil from the ice sections of the emergency oil spill in any water area and land, reducing the cleaning time while increasing the efficiency of the process for cleaning contaminated ice with oil products.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявленный способ очистки льдин/снега от нефтяных загрязнений, заключающийся в обработке поверхности льдин паром, а подлежащие очистке льдины помещают в бункер ледоплавильного отсека, обрабатывают паром при температуре 100-200°С, расплавляют их до образования водонефтяной эмульсии, которую направляют в фильтросепараторный отсек, где отделяют воду от нефтяных фракций и очищают ее до экологически требуемого уровня, процесс очистки льдин от нефтепродуктов осуществляют в автономном технологическом ледоплавильном комплексе в контейнерном исполнении, включающем парогенераторный, ледоплавильный и фильтросепараторный отсеки, разделенные между собой перегородками, где парогенераторный отсек используют для производства пара и обеспечения эффективного плавления льда в бункере ледоплавильного отсека, причем парогенераторный отсек выполняют состоящим из парогенератора и системы паропроводов, которые функционально связывают с ледоплавильным отсеком, в бункере которого плавят лед паром с образованием жидкой фазы водонефтяной эмульсии, при этом пар от парогенератора направляют в ледоплавильный отсек через теплообменники в виде перфорированных труб, расположенные по днищу и всем стенкам отсека, причем днище защищают от загружаемых в ледоплавильный отсек льдин решеткой, а между днищем и решеткой выполняют патрубок для перекачки эмульсии в фильтросепараторный отсек, состоящий из насосного агрегата и фильтросепаратора, функционально связанных между собой, при этом посредством насосного агрегата подают эмульсию в фильтросеператор, где отделяют воду от нефтепродуктов, очищают ее до требований санитарных норм с последующим отводом воды и нефтепродуктов по патрубкам в соответствующие сборные танки.The specified technical result is achieved due to the fact that the claimed method of cleaning ice / snow from oil pollution, which consists in treating the surface of ice with steam, and the ice to be cleaned is placed in the hopper of the ice-melting compartment, treated with steam at a temperature of 100-200 ° C, and melted to form oil-water emulsion, which is sent to the filter separator compartment, where water is separated from oil fractions and purified to an ecologically required level, the process of cleaning ice from oil products is carried out independently The industrial technological ice-melting complex in container design, including a steam generator, ice melting and filter separator compartments separated by partitions, where the steam generator compartment is used to produce steam and ensure effective melting of ice in the ice-melting compartment hopper, the steam generator compartment being made up of a steam generator and steam piping systems functionally connected with the ice-melting compartment, in the hopper of which ice is melted with steam to form a liquid phase water-oil emulsion, while the steam from the steam generator is sent to the ice melting compartment through heat exchangers in the form of perforated pipes located on the bottom and all walls of the compartment, the bottom being protected from ice loaded into the ice melting compartment by a grate, and a pipe is made between the bottom and grating to transfer the emulsion to the filter separator a compartment consisting of a pump unit and a filter separator, functionally interconnected, while the emulsion is fed through a pump unit to a filter separator, where it is separated into ode from petroleum products, clean it to the requirements of sanitary standards with the subsequent drainage of water and petroleum products through pipes to the appropriate prefabricated tanks.
Предпочтительно, для исключения тепловых потерь, бункер ледоплавильного отсека оборудуют крышкой, которую открывают при загрузке загрязненного льда и закрывают в процессе интенсивного его плавления.Preferably, to eliminate heat loss, the ice melting hopper is equipped with a lid that is opened when loading contaminated ice and closed during intensive melting.
Предпочтительно, все наружные и внутренние элементы ледоплавильного комплекса выполняют из материалов, стойких к химически агрессивным средам, повышенной влажности и колебаниям температур, а также к высоким ударным нагрузкам.Preferably, all the external and internal elements of the ice melting complex are made of materials resistant to chemically aggressive environments, high humidity and temperature fluctuations, as well as high impact loads.
Также заявлен ледоплавильный комплекс для очистки льдин/снега от нефтяных загрязнений, содержащий средство обработки льда/снега паром, отличающийся тем, что выполнен в виде контейнера, внутри которого расположены парогенераторный, ледоплавильный и фильтросепараторный отсеки, разделенные между собой перегородками, где парогенераторный отсек состоит из парогенератора и системы паропроводов, которые функционально связаны с ледоплавильным отсеком, при этом парогенератор соединен с ледоплавильным отсеком теплообменниками в виде перфорированных труб, расположенными по днищу и всем стенкам отсека, причем днище защищено от загружаемых в ледоплавильный отсек льдин решеткой, а между днищем и решеткой выполнен патрубок для перекачки эмульсии, выведенный в фильтросепараторный отсек, состоящий из насосного агрегата и фильтросепаратора, функционально связанных между собой, при этом выходной патрубок насосного агрегата соединен с фильтросепаратором, отводы от которого соединены с соответствующими сборными танками.Also declared is an ice melting complex for cleaning ice / snow from oil pollution, containing means for treating ice / snow with steam, characterized in that it is made in the form of a container, inside of which there are steam generating, ice melting and filter separating compartments separated by partitions, where the steam generating compartment consists of a steam generator and steam piping systems that are operatively connected to the ice melting compartment, wherein the steam generator is connected to the ice melting compartment by heat exchangers in the form of perforations pipes located on the bottom and all the walls of the compartment, the bottom being protected from ice loaded into the ice melting compartment by a grill, and between the bottom and the grill there is a pipe for emulsion transfer, brought into the filter separator compartment, consisting of a pump unit and a filter separator functionally interconnected, while the outlet pipe of the pumping unit is connected to a filter separator, the outlets from which are connected to the corresponding prefabricated tanks.
Предпочтительно, бункер ледоплавильного отсека оборудован крышкой, выполненной с возможностью открываться при загрузке загрязненного льда и закрываться в процессе его интенсивного плавления.Preferably, the ice melting hopper is equipped with a lid configured to open when loading contaminated ice and to close during intensive melting.
Предпочтительно, все наружные и внутренние элементы ледоплавильного комплекса выполнены из материалов, стойких к химически агрессивным средам, и предназначены для эксплуатации в условиях повышенной влажности и температур, высоких ударных нагрузок.Preferably, all the external and internal elements of the ice-melting complex are made of materials resistant to chemically aggressive environments, and are intended for use in conditions of high humidity and temperatures, high shock loads.
В заявляемом изобретении льдины, помещенные в ледоплавильный отсек, функционально связаннй с парогенераторным отсеком, интенсивно расплавляются под действием пара с образованием водонефтяной эмульсии, что принципиально отличается от простой обработки поверхности льдин паром. В заявляемом способе льдины плавятся, и абсорбированные нефтепродукты, находящееся в объеме льдин извлекаются, перемешиваются с водой под действием струй пара с образованием водонефтяной эмульсии с дальнейшим эффективным разделением воды от нефти в сепараторном отсеке.In the claimed invention, the ice floes placed in the ice melting compartment, functionally connected with the steam generating compartment, are intensively melted by the action of steam to form a water-oil emulsion, which is fundamentally different from simple surface treatment of ice floes with steam. In the inventive method, the ice floes are melted, and the absorbed oil products located in the volume of ice floes are removed, mixed with water under the action of steam jets with the formation of a water-oil emulsion with further effective separation of water from oil in the separator compartment.
Кроме того, контейнерная (мобильная) компоновка позволяет работать на открытых акваториях вдали от берега. Наличие защитной решетки в ледоплавильном отсеке защищает перфорированные трубы (теплообменник), расположенные над днищем ледоплавильного отсека, от ударов при загрузке загрязненных льдин. Наличие крышки над ледоплавильным отсеком исключает испарение воды из отсека при работе комплекса.In addition, the container (mobile) layout allows you to work in open waters away from the coast. The presence of a protective grill in the ice-melting compartment protects the perforated pipes (heat exchanger) located above the bottom of the ice-melting compartment from shock when loading contaminated ice. The presence of a cover above the ice-melting compartment eliminates the evaporation of water from the compartment during operation of the complex.
Таким образом, эффект очистки воды от нефтепродуктов в заявляемом способе, состоит в полном (объемном) извлечении нефти с ледяной поверхности независимо от наличия или отсутствия течения водной поверхности.Thus, the effect of water purification from petroleum products in the present method consists in the complete (volumetric) extraction of oil from the ice surface, regardless of the presence or absence of the flow of the water surface.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показан ледоплавильный комплекс для очистки льдин от нефтяных загрязнений (вид сверху), где: 1 - контейнер, 2 - разделительные перегородки, 3 - парогенераторный отсек, 4 - ледоплавильный отсек, 5 - фильтросепараторный отсек, 6 - парогенератор, 7 - паропровод, 8 - коллектор, 9 - теплообменники, 10 - решетка, 11 - патрубок, 12 - насосный агрегат, 13 - фильтроэлементы, 14, 15 - грузовые шланги, 16 - крышка (на чертеже показана только часть элемента крышки).The invention is illustrated by the drawing, which shows an ice-melting complex for cleaning ice from oil pollution (top view), where: 1 - a container, 2 - dividing walls, 3 - a steam generator compartment, 4 - an ice melting compartment, 5 - a filter separator compartment, 6 - a steam generator, 7 - steam pipe, 8 - collector, 9 - heat exchangers, 10 - grille, 11 - pipe, 12 - pump unit, 13 - filter elements, 14, 15 - cargo hoses, 16 - cover (only part of the cover element is shown in the drawing).
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Технический результат достигается за счет обработки загрязненных льдин паром с температурой 100-200°С, плавления льда с извлечением нефтепродуктов из всего объема загрязненных льдин и образования жидкой фазы водонефтяной эмульсии с последующим отделением нефтепродуктов от воды со степенью очистки воды до требований санитарных норм.The technical result is achieved by treating contaminated ice with steam at a temperature of 100-200 ° C, melting ice to extract oil from the entire volume of contaminated ice and forming a liquid phase of oil-water emulsion, followed by separation of oil from water with a degree of water purification to the requirements of sanitary standards.
Данный процесс быстр и эффективен, позволяет очистить от нефтяных загрязнений любые ледовые участки на воде и суше благодаря тому, что процесс очистки льдин от нефтепродуктов осуществляется в автоматизированном технологическом ледоплавильном комплексе контейнерного исполнения, включающем функционально связанные отсеки - парогенераторный, ледоплавильный и фильтросепараторный, где парогенераторный отсек состоит из парогенератора и предназначен для производства пара температурой 100-200°С для обеспечения эффективного плавления загрязненного льда в бункере ледоплавильного отсека, представляющем собой емкость, связанную с парогенераторным отсеком паропроводом через коллектор с теплообменниками, выполненными в виде перфорированных труб, расположенных по всем плоскостям ледоплавильного отсека - бортов и днища, причем последнее защищено от загружаемых в бункер льдин решеткой и имеет патрубок, расположенный между днищем и решеткой, функционально связанный с насосным агрегатом, расположенным в фильтросепараторном отсеке, для подачи жидкой фазы водонефтяной эмульсии, образующейся при интенсивном плавлении загрязненного льда под действием пара из бункера ледоплавильного отсека в фильтросепараторный отсек, где происходит эффективное разделения нефтепродуктов и воды со степенью очистки последней до требований санитарных норм, после чего отделенные нефтепродукты и очищенная от загрязнений вода из фильтросепараторного отсека по грузовым шлангам отводится в соответствующие сборные танки.This process is quick and effective, allows you to clean any ice areas on water and on land from oil pollution due to the fact that the process of cleaning ice from oil products is carried out in an automated technological ice-melting complex of container design, which includes functionally connected compartments - steam, ice melting and filter separator, where the steam-generating compartment consists of a steam generator and is designed to produce steam at a temperature of 100-200 ° C to ensure efficient melting of contaminants ice in the hopper of the ice melting compartment, which is a container connected to the steam generator compartment by a steam line through a collector with heat exchangers made in the form of perforated pipes located on all planes of the ice melting compartment - the sides and bottom, the latter being protected from the ice floes loaded into the hopper and has a nozzle located between the bottom and the grill, functionally connected with the pump unit located in the filter separator compartment, for supplying the liquid phase of the oil-water emulsion, o which is formed during intensive melting of contaminated ice under the action of steam from the hopper of the ice-melting compartment into the filter separator compartment, where there is an effective separation of oil products and water with the degree of purification of the latter to the requirements of sanitary standards, after which the separated oil products and purified water from the pollution from the filter separator compartment are discharged through cargo hoses to relevant prefabricated tanks.
Для уменьшения тепловых потерь бункер ледоплавильного отсека оборудован крышкой, которая открывается при загрузке загрязненного льда и закрывается в процессе плавления. Конструктивно все наружные и внутренние элементы ледоплавильного комплекса выполнены из материалов, стойких к химически агрессивным средам, и предназначены для эксплуатации в условиях повышенной влажности и температур, высоких ударных нагрузок.To reduce heat loss, the ice melting hopper is equipped with a lid that opens when loading contaminated ice and closes during the melting process. Structurally, all the external and internal elements of the ice melting complex are made of materials resistant to chemically aggressive environments, and are designed for operation in conditions of high humidity and temperatures, high shock loads.
Таким образом, новизна способа и технического решения очистки льдин от нефтяных загрязнений состоит в том, что загрязненные льдины загружаются в ледоплавильный отсек и обрабатываются паром температурой 100-200°С с образованием жидкой фазы водонефтяной эмульсии, которая подается в фильтросепараторный отсек, где происходит эффективное отделение воды от нефтяных фракций и очищение ее до требований санитарных норм.Thus, the novelty of the method and technical solution for cleaning ice from oil pollution is that contaminated ice is loaded into the ice melting compartment and treated with steam at a temperature of 100-200 ° C with the formation of the liquid phase of the oil-water emulsion, which is fed to the filter separator compartment, where there is an effective separation water from oil fractions and its purification to the requirements of sanitary standards.
Проведенные патентные исследования показали, что совокупность отличительных признаков, характеризующих заявляемый способ и техническое решение, неизвестны, что позволяет сделать вывод о соответствии их критерию "существенные отличия», которыми в заявляемом ледоплавильном комплексе для очистки льдин от нефтяных загрязнений являются:The patent studies showed that the set of distinctive features characterizing the claimed method and technical solution is unknown, which allows us to conclude that they meet the criterion of "significant differences", which in the inventive ice-melting complex for cleaning ice from oil pollution are:
- интенсификатором таяния льда является пар температурой 100-200°С, вырабатываемый парогенератором, установленным в парогенераторном отсеке, и подаваемый в бункер ледоплавильного отсека через перфорированные трубы, расположенные по боковым стенкам и днищу, причем последнее защищено от ударных нагрузок загружаемых льдин решеткой;- the intensifier of melting ice is steam at a temperature of 100-200 ° C, produced by a steam generator installed in the steam generator compartment and fed into the ice melting compartment hopper through perforated pipes located along the side walls and bottom, the latter being protected from shock loads of the loaded ice floes;
- ввод пара температурой 100-200°С через перфорированные трубы в бункер ледоплавильного отсека и передача тепла к загрязненной ледяной массе приводит к интенсивному плавлению всего объема льда с образованием жидкой фазы водонефтяной эмульсии;- introduction of steam at a temperature of 100-200 ° C through perforated pipes into the hopper of the ice melting compartment and heat transfer to the contaminated ice mass leads to intensive melting of the entire volume of ice with the formation of a liquid phase of an oil-water emulsion;
- жидкая фаза водонефтяной эмульсии подается через патрубок, расположенный между днищем и решеткой бункера ледоплавильного отсека, в фильтросепараторный отсек в составе насосного агрегата и фильтросепаратора, с помощью которых происходит эффективное разделение нефтепродуктов и воды со степенью очистки воды до требований санитарных норм, с последующим отводом очищенной воды и нефтепродуктов в соответствующие сборные танки;- the liquid phase of the oil-water emulsion is fed through a pipe located between the bottom and the grate of the ice-melting compartment hopper to the filter separator compartment of the pump unit and filter separator, with the help of which there is an effective separation of oil products and water with a degree of water purification to the requirements of sanitary standards, with subsequent removal of purified water and petroleum products to the appropriate collection tanks;
- для уменьшения тепловых потерь при плавлении льда бункер ледоплавильного отсека оборудован крышкой, которая открывается при загрузке загрязненного люда и закрывается в процессе его плавления;- to reduce heat loss during ice melting, the hopper of the ice melting compartment is equipped with a lid that opens when loading contaminated people and closes during its melting;
- все наружные и внутренние элементы ледоплавильного комплекса выполнены из материалов, стойких к химически агрессивным средам, и предназначены для эксплуатации в условиях повышенной влажности и температур, высоких ударных нагрузок;- all external and internal elements of the ice-melting complex are made of materials resistant to chemically aggressive environments, and are intended for operation in conditions of high humidity and temperatures, high shock loads;
- контейнерное исполнение ледоплавильного комплекса в составе трех функциональных отсеков обеспечивает высокую готовность и технологическую эффективность объемной очистки льда и снега от разлитых нефтепродуктов на водной поверхности и суше со степенью очистки воды до требований санитарных норм.- the container design of the ice-melting complex consisting of three functional compartments ensures high availability and technological efficiency of volumetric cleaning of ice and snow from spilled oil products on the water surface and land with a degree of water purification to the requirements of sanitary standards.
Ледоплавильный комплекс для очистки льдин от нефтяных загрязнений представлен на чертеже и включает контейнер 1, разделенный перегородками 2 на три отсека: парогенераторный 3, ледоплавильный 4 и фильтросепараторный 5. Парогенераторный отсек 3 предназначен для производства пара и состоит из парогенератора 6, паропровода 7, причем последний сообщен через коллектор 8 с теплообменниками 9 для подачи пара в бункер ледоплавильного отсека 4, выполненными в виде перфорированных труб и расположенными по всем плоскостям бункера - бортов и днища, причем последнее защищено от загружаемых в бункер ледоплавильного отсека льдин решеткой 10, и имеет патрубок 11, расположенный между днищем и решеткой и функционально сообщенный с насосным агрегатом 12, расположенным в фильтросепараторном отсеке 5, для подачи жидкой водонефтяной эмульсии, образовавшейся при плавлении загрязненных льдин в бункере ледоплавильного отсека 4, в фильтросепараторный отсек 5, где на фильтроэлементах 13 происходит эффективное разделения нефтепродуктов и воды со степенью очистки воды до требований санитарных норм, после чегь отделенные нефтепродукты и очищенная от загрязнений вода по грузовым шлангам 14, 15 отводится в соответствующие сборные танки. Для уменьшения тепловых потерь бункер ледоплавильного отсека 4 снаряжен подвижной крышкой 16, которая открывается при загрузке загрязненного люда и закрывается в процессе интенсивного его плавления.An ice melting complex for cleaning oil ice from oil pollution is shown in the drawing and includes a
Все наружные и внутренние элементы ледоплавильного комплекса выполнены из материалов, стойких к химически агрессивным средам, и предназначены для эксплуатации в условиях повышенной влажности и температур, высоких ударных нагрузок.All external and internal elements of the ice-melting complex are made of materials resistant to chemically aggressive environments, and are designed for operation in conditions of high humidity and temperatures, high shock loads.
Ледоплавильный комплекс для очистки льдин от нефтяных загрязнений работает следующим образом. Загрязненные нефтепродуктами льдины на водной поверхности или суше загружаются в ледоплавильный отсек 4 независимым грузоподъемным механизмом (не показан). После полной загрузки емкости ледоплавильного отсека 4 загрязненными льдинами емкость автоматически закрывается крышкой 16. Теплоноситель температурой 100-200°С от парогенератора 4 через перфорированные трубы 9 подается в емкость ледоплавильного отсека, где под воздействием температуры происходит интенсивный процесс плавления загрязненного льда с образованием жидкой фазы водонефтяной эмульсии.Ice melting complex for cleaning ice from oil pollution works as follows. Ice floes contaminated with oil products on a water surface or land are loaded into the ice-
В процессе таяния льда уровень жидкой фазы водонефтяной эмульсии поднимается выше уровня патрубка 11, функционально связанного с фильтросепараторным отсеком 5 через насосный агрегат 12, который приводится в действие и подает водонефтяную эмульсию на фильтроэлементы 13, где происходит разделение нефтепродуктов и воды со степенью очистки воды до требований санитарных норм. Очищенная вода и нефтепродукты отводятся по грузовым шлангам 14 и 15 в соответствующие сборные танки (не показаны). После полного плавления льдин в емкости ледоплавильного отсека крышка 16 автоматически открывается и цикл очистки льдин от нефтяных загрязнений повторяется.In the process of ice melting, the level of the liquid phase of the oil-water emulsion rises above the level of the
Предлагаемое изобретение реализуется следующим образом. При аварийном разливе нефти, которая попала на покрытую льдом водную поверхность или сушу известным грузоподъемным механизмом, например грейфером, поднимают загрязненные нефтепродуктами льдины и загружают в бункер ледоплавильного отсека. После загрузки бункера крышка 16 закрывается и включается парогенератор 6, который вырабатывает теплоноситель пар - с температурой 100-200°С. Последний по паропроводу 7 через коллектор 8 и теплообменники 9 направляется в бункер ледоплавильного отсека. Под действием теплоносителя загрязненные льдины плавятся с образованием водонефтяной эмульсии. При этом происходит интенсивное перемешивание нефтяного слоя и образовавшейся воды, что позволяет получить в зоне плавления загрязненных льдин гомогенную водонефтяную эмульсию. По окончании плавления всей массы загруженного льда включается насосный агрегат 12, который через патрубок 11 перекачивает водонефтяную эмульсию в фильтросепараторный отсек 5 на фильтроэлементы 13, на которых происходит разделение нефтепродуктов от воды, и разделенные компоненты по соответствующим грузовым шлангам 14 и 15 отводятся в сборные танки. Крышка 16 открывается, и процесс загрузки нефтезагрязненных льдин повторяется до тех пор, пока не будет очищен весь загрязненный участок акватории. Анализ воды после разделения водонефтяной эмульсии в фильтросепараторе показал снижение концентрации нефтепродуктов в воде с 2562 мг/дм3 до 1,29 мг/дм3, что соответствует требованиям к подпиточной воде предприятий нефтеперерабатывающей промышленности - не более 1,5 мг/дм3 и требованиям к технической воде, сливаемой в городскую канализацию - не более 5 мг/дм3. Контейнерное исполнение ледоплавильного комплекса обеспечивает мобильность его применения и позволяет использовать заявляемую технологию очистки льдов от нефтяных загрязнений на водных поверхностях, например устанавливать на морских и речных судах, а также для очистки снежных загрязненных участков на суше. Отличительным признаком заявляемого изобретения от известных технических решений является объединение в одном мобильном комплексе технологических процессов получения пара, плавления загрязненных нефтепродуктами ледяного или снегового участков покрова с образованием жидкой фазы водонефтяной эмульсии и очистки воды от нефтепродуктов до требований санитарных норм. Обработка загрязненного нефтепродуктами льда (или снега) паром температурой в пределах 100-200°С обусловлена тем, что при более низких температурах интенсивность плавления загрязненного льда резко падает, что снижает производительность ледоплавильного комплекса. Применение для плавления загрязненного льда (или снега) температур более высоких, чем 200°С, приводит к необходимости применения специальных жаропрочных материалов паропроводов, теплообменников и соответствующей запорной арматуры, а также к перерасходу топлива для получения теплоносителя, что экономически нецелесообразно.The invention is implemented as follows. In the event of an emergency oil spill that has hit an ice-covered water surface or land by a known lifting device, for example, a grab, ice floes contaminated with oil products are lifted and loaded into the bunker of the ice melting compartment. After loading the hopper, the
Claims (6)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017104484A RU2643271C1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Method of purification of ice floes/snow from oil pollution and a heavy-fuel complex for its implementation |
| PCT/RU2018/000057 WO2018147767A1 (en) | 2017-02-13 | 2018-02-02 | Method of cleaning ice/snow of petroleum contaminants and an ice-melting complex for carrying out said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017104484A RU2643271C1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Method of purification of ice floes/snow from oil pollution and a heavy-fuel complex for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2643271C1 true RU2643271C1 (en) | 2018-01-31 |
Family
ID=61173557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017104484A RU2643271C1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Method of purification of ice floes/snow from oil pollution and a heavy-fuel complex for its implementation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2643271C1 (en) |
| WO (1) | WO2018147767A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806169C1 (en) * | 2023-07-20 | 2023-10-27 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") | Mechanical stern oil skimmer |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1006599A1 (en) * | 1981-05-29 | 1983-03-23 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Arrangement for cleaning open water reservoirs covered with oil-contaminated ice |
| SU1574718A1 (en) * | 1989-01-19 | 1990-06-30 | Управление Дорожного Хозяйства И Благоустройства Свердловского Райисполкома Г.Москвы | Snow melter |
| RU2220253C2 (en) * | 2002-02-04 | 2003-12-27 | Федорив Любомир Васильевич | Process of ice cleaning from oil |
| WO2010084195A1 (en) * | 2009-01-26 | 2010-07-29 | Ncc Construction As | Plant and method for melting and cleaning of snow and ice |
-
2017
- 2017-02-13 RU RU2017104484A patent/RU2643271C1/en active
-
2018
- 2018-02-02 WO PCT/RU2018/000057 patent/WO2018147767A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1006599A1 (en) * | 1981-05-29 | 1983-03-23 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Arrangement for cleaning open water reservoirs covered with oil-contaminated ice |
| SU1574718A1 (en) * | 1989-01-19 | 1990-06-30 | Управление Дорожного Хозяйства И Благоустройства Свердловского Райисполкома Г.Москвы | Snow melter |
| RU2220253C2 (en) * | 2002-02-04 | 2003-12-27 | Федорив Любомир Васильевич | Process of ice cleaning from oil |
| WO2010084195A1 (en) * | 2009-01-26 | 2010-07-29 | Ncc Construction As | Plant and method for melting and cleaning of snow and ice |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806169C1 (en) * | 2023-07-20 | 2023-10-27 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") | Mechanical stern oil skimmer |
| RU2820822C1 (en) * | 2023-07-20 | 2024-06-10 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") | Ice-melting installation in container design |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018147767A1 (en) | 2018-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4362628A (en) | Method and apparatus for cleaning basins | |
| CN101090867A (en) | Movable or fixed modular independent type dehydration toilet, dehydrator and ash water recovery system | |
| US8343310B2 (en) | Wastewater treatment system and method | |
| RU2103605C1 (en) | Method of treatment of solid residuals after burning and device for realization of this method | |
| RU2643271C1 (en) | Method of purification of ice floes/snow from oil pollution and a heavy-fuel complex for its implementation | |
| CN207142874U (en) | A kind of compound dipping cavitation turbulent flow purging system | |
| RU2335597C1 (en) | Snow melting device | |
| KR100915004B1 (en) | Transfer conveyor for loss in sludge quantity | |
| CN205516813U (en) | Filtering and separating device | |
| CN107030056A (en) | The turbulent cleaning technique of the compound dipping cavitation of one kind | |
| CN106378253A (en) | Oil-based rock waste processing device and cycle processing system | |
| KR101929272B1 (en) | Remediation of complex contaminated soils | |
| CN207391218U (en) | A kind of Sewage from Ships processing equipment | |
| KR20110004139U (en) | Auto grease trap | |
| US3156646A (en) | Apparatus for digestion of waste removed from septic tanks | |
| JP2014073819A (en) | Ship engine room bilge processing system | |
| RU2119005C1 (en) | Device for utilization of masut-fouled snow mass and oil slime | |
| RU2220253C2 (en) | Process of ice cleaning from oil | |
| RU2412911C2 (en) | Device to wash tank cars | |
| RU2223832C2 (en) | Method of utilization of industrial wastes | |
| CN104649516A (en) | Wastewater and thermal energy recovering and utilizing device | |
| CN207469343U (en) | Large reservoir, lake environment-protective desilting system | |
| CN202624623U (en) | Novel marine sewage treatment device | |
| CN215430574U (en) | Ultrasonic cleaning device for oil-containing silt in oil field | |
| KR20130105585A (en) | Nature friendly eco-friendly method to completely collect all kinds of pollutant molecules and wastes into rivers, lakes or rivers and clean them into clean river water and remove point and nonpoint sources |