Потокова лінія для підготування кислих гудронів до утилізації
Номер патенту: 20883
Опубліковано: 15.02.2007
Автори: Шилюк Сергій Володимирович, Мирошниченко Віталій Іванович
Формула / Реферат
1. Потокова лінія для підготування кислих гудронів до утилізації, що має послідовно включені бункер для приготування розплаву кислого гудрону, який оснащений герметичною кришкою і нагрівачем, апарат для відмивання розплаву гудрону від вільної сірчаної кислоти рідким промивним агентом на водній основі, апарат з механічною мішалкою для нейтралізації відмитого гудрону лужними реагентами, щонайменше одну сушарку для остаточного зневоднення нейтралізованого гудрону і щонайменше один фільтр для очищення висушеного розплаву гудрону від негорючих твердих механічних домішок, яка відрізняється тим, що зазначений апарат для відмивання розплаву гудрону оснащений барботером, що підключений до джерела стисненого газу, і з'єднаний щонайменше з двома джерелами рідких промивних агентів на водній основі, одне з яких є джерелом слабокислої води, а зазначений апарат з механічною мішалкою для нейтралізації відмитого гудрону підключений до джерел стисненого газу і гострої водної пари й оснащений теплообмінником для відбору тепла, що виділяється під час реакції нейтралізації.
2. Потокова лінія за п. 1, яка відрізняється тим, що джерелом слабокислої води служить або сукупність поверхневих вод у сховищі кислого гудрону і/або не показаний окремо збірник промивних вод після заключних промивок.
3. Потокова лінія за п. 1, яка відрізняється тим, що лінія оснащена абсорбером токсичних речовин, до якого підключені верхні частини бункера, апарат для відмивання й апарата нейтралізації кислого гудрону і який має газовий вихід в атмосферу і вихід рідини під шар поверхневих вод у сховищі гудрону.
Текст
1. Потокова лінія для підготування кислих гудронів до утилізації, що має послідовно включені бункер для приготування розплаву кислого гудрону, який оснащений герметичною кришкою і нагрівачем, апарат для відмивання розплаву гудрону від вільної сірчаної кислоти рідким промивним агентом на водній основі, апарат з механічною мішалкою для нейтралізації відмитого гудрону лужними реагентами, щонайменше одну сушарку для остаточного зневоднення нейтралізованого гудрону і щонайменше один фільтр для очищення висушеного розплаву гудрону від негорючих твердих механічних домішок, яка відрізняється тим, що зазначений апарат для відмивання розплаву U 1 3 20883 ції, яка має послідовно включені: бункер для приготування розплаву кислого гудрону, який оснащений герметичною кришкою і нагрівачем (зокрема у вигляді парової сорочки або змійовика), апарат з механічною мішалкою для відмивання розплаву гудрону від вільної сірчаної кислоти (зокрема, таким рідким промивним агентом на водяній основі, як технічна вода), апарат з механічною мішалкою для нейтралізації відмитого гудрону лужними реагентами, а саме концентрованими їдкими лугами типу гідроксиду натрію або гідроксиду калію, щонайменше один пристрій для сушки нейтралізованого гудрону і щонайменше один фільтр для очищення висушеного розплаву гудрону від негорючих твердих механічних домішок. Ця потокова лінія досить ефективна при підготуванні до утилізації таких кислих гудронів, які зберігалися менше року і не встигли придбати густину на рівні 1,2-1,3г/см 3 і, відповідно, високу в'язкість навіть у високотемпературних (до 100°С й вище) розплавах. На жаль, в сучасних умовах дефіциту дешеви х реагентів і енергоносіїв описана лінія тим менш ефективна, чим старіші кислі гудрони треба готувати до утилізації. Дійсно, витрати води на відмивання та їдких лужних реагентів типу концентрованих водяних розчинів гідроксиду натрію (NaOH) або гідроксиду калію (КОН) на нейтралізацію й енергії на суто механічне перемішування в'язких розплавів лежаних гудронів, які підняті зі сховищ після багаторічного зберігання, нерідко вважаються надмірними і невиправданими. Тому в основу корисної моделі покладена задача вдосконаленням конструкції окремих апаратів і їх взаємозв'язку створити таку потокову лінію для підготування лежаних кислих гудронів до утилізації, експлуатація якої суттєво скорочувала би матеріальні та енергетичні витрати. Поставлена задача вирішена тим, що в потоковій лінії для підготування кислих гудронів до утилізації, яка має послідовно включені: бункер для приготування розплаву кислого гудрону, який оснащений герметичною кришкою і нагрівачем, апарат для відмивання розплаву гудрону від вільної сірчаної кислоти рідким промивним агентом на водяній основі, апарат з механічною мішалкою для нейтралізації відмитого гудрону лужними реагентами, щонайменше одну сушарку для остаточного зневоднення нейтралізованого гудрону і щонайменше один фільтр для очищення висушеного розплаву гудрону від негорючих твердих механічних домішок, згідно з винахідницьким задумом зазначений апарат для відмивання розплаву гудрону оснащений барботером, що підключений до джерела стисненого газу, і з'єднаний щонайменше з двома джерелами рідких промивних агентів на водяній основі, одне з яких є джерелом слабокислої води, а зазначений апарат з механічною мішалкою 4 для нейтралізації відмитого гудрону підключений до джерел стисненого газу і гострої водяної пари й оснащений теплообмінником для відбору тепла, що виділяється під час реакції нейтралізації. Ця сукупність суттєвих ознак забезпечує помітне зменшення витрат води, дороги х реагентівнейтралізаторів і енергії від зовнішніх джерел на підготування кислих гудронів до утилізації. Дійсно, інтенсивний барботаж дає змогу ефективно відмивати і нейтралізувати кислі гудрони з використанням навіть слабо-кислої води і таких лужних матеріалів, які обрані із групи, що складається з сульфатного мила, крейдової муки, доломітової муки, гашеного вапна, довільних сумішей зазначених реагентів, до яких їдкі луги треба додавати лише іноді. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що джерелом слабо-кислої води служить або сукупність поверхневих вод у сховищі кислого гудрону і/або не показаний окремо збірник промивних вод після заключних промивок. Це додатково скорочує витрати води на підготування кислих гудронів до утилізації (особливо при відмиванні таких кислих гудронів, які відібрані з середніх і, особливо, з нижніх шарів гудронної маси, що знаходиться у ґр унтови х схови щах, і тому мають кислотне число більше 100). Друга додаткова відмінність полягає в тому, що лінія оснащена абсорбером токсичних речовин, до якого підключені верхні частини бункеру, апараті для відмивання й апарату нейтралізації кислого гудрону і який має газовий вихід в атмосферу і вихід рідини під шар поверхневих вод у схови щі гудрону. Це сприяє охороні довкілля від токсичних відходів. Фахівцю зрозуміло, що зазначені додаткові відмінності можуть бути використані в різних комбінаціях з основним винахідницьким задумом і що обсяг прав патентовласника визначається лише формулою корисної моделі. Далі його суть пояснюється докладним описом потокової лінії і її роботи з посиланнями на додане креслення, де зображена базова апаратурна схема. Зі схеми фахівцю зрозуміло, що основою потокової лінії для підготування кислих гудронів до утилізації служать такі послідовно включені по потоку гудрону пристрої, як: бункер 1 для приготування розплаву кислого гудрону, оснащений герметичною кришкою й не показаним окремо нагрівачем (переважно у вигляді змійовика, вмонтованого в порожнині бункера 1 "на шляху" завантажуваних брил або шматків гудрону); апарат 2 для відмивання розплаву гудрону від вільної сірчаної кислоти рідким промивним агентом на водяній основі, який оснащений не позначеним окремо барботером і підключений до нижньої частини бункеру 1, до не показаного окремо джерела стисненого газу (зазвичай повітря), що складається з придатного компресора і буферного ресивера, і до джерел рідких промивних агентів, зокрема до не показаного окремо водопроводу для постачання технічної води і щонайменше до одного 5 20883 джерела слабо-кислої води, яким може служити або сукупність поверхневих вод у схови щі кислого гудрону і/або не показаний окремо збірник промивних вод після заключних промивок; апарат 3 для нейтралізації відмитого гудрону лужними реагентами, який оснащений не позначеними окремо механічною мішалкою і теплообмінником (наприклад, у вигляді водяної сорочки) і підключений до нижньої частини апарату 2 для відмивання розплаву гудрону, до не показаного окремо джерела щонайменше одного нейтралізуючого реагенту (зокрема до апарату для приготування водяних розчинів і/або суспензій переважно таких лужних матеріалів, які обрані із групи, що складається з сульфатного мила, крейдової муки, доломітової муки, гашеного вапна, довільних сумішей зазначених реагентів або сумішей зазначених реагентів з гідроксидом натрію і/або гідроксидом калію), до не показаного окремо джерела стисненого газу (зазвичай повітря), що може бути застосоване для додаткового перемішування відмитого кислого гудрону нейтралізуючими реагентами шляхом барботажу, і до не показаного окремо джерела гострої водяної пари, що потрібна для розігріву апарату 3 під час запуску процесу і для корекції температури всередині цього апарату на початковому етапі кожного циклу нейтралізації; щонайменше одну сушарку 4 для остаточного зневоднення нейтралізованого гудрону (зокрема, у вигляді вакуумного випарного апарату, оснащеного переважно водокільцевим вакуум-насосом) і щонайменше один фільтр 5 (а переважно декілька паралельно включених фільтрів 5) для очищення висушеного розплаву гудрону від негорючих твердих механічних домішок. Шлях гудрону крізь зазначені пристрої 1-5 позначений жирними лініями зі стрілками. Фахівцю зрозуміло, що лише для спрощення схеми на ній не показані і не позначені: загальновідомі засоби теплоізоляції окремих апаратів і трубопроводів, такі загальновідомі засоби подачі "свіжого" гудрону у бункер 1, як грейферний навантажувач або роторний екскаватор і стрічковий або лотковий транспортер, такі засоби міжопераційного транспорту, як насоси, а також необхідна запірна або запірнорегулююча арматура. Невід'ємною частиною потокової лінії є абсорбер 6 токсичних речовин (зокрема таких газів, як SO2 та SО3 , кислотних випаровувань тощо), які можуть виділятися з маси оброблюваного кислого гудрону в бункері 1, апараті 2 для відмивання й апараті 3 нейтралізації. Тому ці пристрої підключені до абсорберу 6 так, як показують тонкі штрихпунктирні лінії зі стрілками. Фахівцю зрозуміло, що в складі газової магістралі, що веде до абсорбера 6, в реальній потоковій лінії обов'язково є щонайменше один вентилятор. Крім того, на схемі показані: подвійними тонкими лініями - шляхи подачі стисненого газу або гострої водяної пари до апаратів 2 і 3, 6 подвійними штриховими лініями зі стрілками напрямки подачі рідких промивних агентів до апарату 2, тонкою пунктирною лінією зі стрілкою - шлях викиду очищених газів з абсорбера 6, тонкими суцільними лініями зі стрілками - напрямки видалення лужних рідких відходів (відпрацьованих абсорбентів) з абсорбера 6 та рідких побічних продуктів нейтралізації з апарату 3 до, як правило, сховища кислого гудрону, товстою штрих-п унктирною лінією зі стрілкою напрямок подачі нейтралізуючих агентів до апарату 3 нейтралізації. Описана потокова лінія працює таким чином. Під час її запуску: частково заповнюють абсорбер 6 лужним абсорбентом (наприклад, водяним розчином каустичної соди і/або гашеного вапна), підключають бункер 1 до обраного джерела теплоносія і прогрівають його зсередини, завалюють у бункер 1 першу порцію піднятого зі сховища кислого гудрону і розплавляють її, одночасно відсмоктуючи летючі інгредієнти (тобто водяну пару, сірковмісні гази й краплі кислої води) у абсорбер 6, заливають в апарат 2 першу порцію гарячого рідкого промивного агента (переважно слабокислої води, узятої зі сховища кислого гудрону) з температурою, що близька до 100°С, перекачують розплав гудрону з бункера 1 до апарату 2, де в умовах інтенсивного барботажу, як правило, дво- або трикратно при температурі 6080°С обробляють цей розплав промивним агентом, контролюючи кислотне число гудрону і рН промивного агенту до початку, у перебігу і після закінчення кожної чергової промивки (при цьому щонайменше для заключної промивки використовують практично нейтральну технічну воду, а використані слабо-кислі промивні агенти зливають у проміжний збірник-накопичувач), завантажують в бункер 1 другу порцію кислого гудрону і розплавляють його, а відмитий гарячий гудрон з апарату 2 перекачують у апарат 3 нейтралізації, в цьому апараті 3 відмитий гудрон при інтенсивному перемішуванні й температурі в діапазоні переважно 50-60°С обробляють щонайменше одним нейтралізуючим агентом до досягнення рН в інтервалі 7,0-7,1 (і в цей же час завантажують апарат 2 черговою порцією розплавленого гудрону з бункеру 1), після досягнення зазначеного нейтрального або слабо-лужного рН нейтралізований гудрон деякий час витримують в апараті 3 в спокійному стані для його відділення від водяної фази, яку зливають (як правило, до схови ща гудрону під шар поверхневих вод), і частково зневоднений гудрон передають у сушарку 4, практично висушений нейтралізований гудрон продавлюють крізь щонайменше один фільтр 5 і далі використовують як самостійне паливо, або додаток до токового мазуту, або як в'яжуче для виробництва паливних брикетів з вугільної або торф'яної крихти, деревинної стружки або тирси тощо. 7 20883 Летючі інгредієнти з апаратів 2 і 3 практично безперервно відсмоктують у абсорбер 3, де сірковмісні гази утворюють солі з лужними катіонами, накопичуються й надалі вивантажуються (як правило у схови ще гудрону), а очи щені гази виходять у атмосферу. У перебігу процесу абсорбент в абсорбері 6 замінюють у міру вичерпання його поглинальної здатності. Тривалість кожної окремої промивки може коливатися в інтервалі від 10 хв. до 3,5 годин залежно від густини і в'язкості розплаву гудрону і вихідного кислотного числа (яке показує, скільки міліграмів гідроксиду калію КОН треба витратити на нейтралізацію 1 грама будь-якого кислого матеріалу). Тепло, що виділяється в апараті 3 в екзотермічній реакції нейтралізації відмитого гудрону, Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 8 утилізують, як правило, на підігрів промивних вод. Показник рН контролюють загальновідомими засобами (наприклад: індикаторним папером, титруванням проб в лабораторії тощо). Сушка гудрону - залежно від конструкції сушарки 4 - може бути проведена: або під атмосферним тиском, коли гудрон тече тонким шаром по поверхні, яка нагріта до температури більш 100°С (але переважно нижче 110°С і, найбажаніше, близько 105°С), або під вакуумом (з остаточним тиском переважно в інтервалі 20-50мм рт.ст.) при температурі переважно 75-80°С. Далі процес ведуть, як описано вище, до вичерпання запасу кислого гудрону (з зупинками обладнання на технічне обслуговування або ремонт). Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюProcessing line for preparation of acid goudrons for utilization
Назва патенту російськоюПоточная линия для подготовки кислых гудронов к утилизации
МПК / Мітки
МПК: C10C 3/00
Мітки: кислих, потокова, лінія, гудронів, утилізації, підготування
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-20883-potokova-liniya-dlya-pidgotuvannya-kislikh-gudroniv-do-utilizaci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Потокова лінія для підготування кислих гудронів до утилізації</a>
Попередній патент: Фільтрувальна установка
Наступний патент: Спосіб підготування кислих гудронів до утилізації
Випадковий патент: Спосіб малоінвазивного лікування закритої травми нирки