Спосіб очищення поверхонь води від плівок нафти та инафтопродуктів і установка для підготовки сорбенту для очищення поверхонь води від плівок нафти та нафтопродуктів

УКРАЇНА (19) UA (51) МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ (11) 43037 (13) A 7 E02B15/04, C01B31/04 ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД видається під відповідальність власника патенту (13) 43037 вок нафти або нафтопродуктів, який включає підготовку сорбенту, нанесення сорбенту на поверхню води, витримку сорбенту на поверхні води, збір або зняття набухлого сорбенту і подальше віджимання. Недоліком відомого способу є мала сорбційна ємність при збиранні тонких плівок згущеної нафти з поверхні води і низька питома транспортна ефективність способу, яка визначається по кількості де: (11) Винахід стосується охорони навколишнього середовища, технічних прийомів очищення поверхні відкритих водоймищ від нафти та нафтопродуктів, а більш конкретно способів очищення поверхонь відкритих водоймищ від плівок згущеної нафти, "свіжих" нафтовиливів і шарів інших гідрофобних рідин, що плавають. Відомий з патенту РФ 2050972, МПК В01J20/20, 1995 p. спосіб очищення води від плі 4 æ Т ö a *ç ÷ * Sp é Вт * с ù è 100 ø П= ,ê ú, m ë г û UA a - коефіцієнт випромінювання матеріалу реактора, прийнятий таким, що дорівнює 3,42 Вт/м2×К4; Т - температура реактора, К; Sp - площа випромінювальної поверхні реактора, м2; m - масова секундна витрата порошку інтеркальованого графіту, г/с, і між яким і насипною густиною терморозщепленого графіту існує певна залежність, причому при заданій температурі реактора регулювання параметра "П" проводять за рахунок зміни площі випромінювання реактора або масової витрати порошку інтеркальованого графіту, подачу готового сорбенту здійснюють в режимі пневмотранспорту з-під води на забруднену поверхню з глибини 10,0100 см, після збирання набухлий сорбент віджимають центрифугуванням. 2. Спосіб очищення поверхонь води від плівок нафти та нафтопродуктів по пункту 1, який відрізняється тим, що при одержанні спученого графіту перед термообробкою здійснюють відсів фракцій інтеркальованого графіту з розміром частинок менше 0,1 мм. 3. Спосіб очищення поверхонь води від плівок нафти та нафтопродуктів по пункту 1, який відрізняється тим, що подачу готового сорбенту до поверхні води в режимі пневмотранспорту здійснюють через привід, який встановлюють за допомогою поплавків. 4. Установка для підготовки сорбенту для очищення поверхонь води від плівок нафти та нафтопродуктів, який містить дозатор порошку інтеркальованого графіту, підвід повітря для утворення потоку, трубопровід для подачі потоку до трубчатого нагрівника, трубчатий нагрівник, трубопровідохолоджувач для виведення готового продукту, який відрізняється тим, що трубчатий нагрівник виконаний у вигляді не менше трьох окремих трубчатих нагрівників з можливістю включення або виключення при необхідності кожного з них. (19) (21) 2000127626 (22) 28.12.2000 (24) 15.11.2001 (33) UA (46) 15.11.2001, Бюл. № 10, 2001 р. (72) Янченко Володимир Володимирович (73) ТОВ "ТРЕСТ "МАГІСТЕР", UA (57) 1. Спосіб очищення поверхонь води від плівок нафти та нафтопродуктів, який включає підготовку сорбенту з терморозщепленого графіту безпосередньо на місці збору нафти, нанесення сорбенту на поверхню води, витримку сорбенту на поверхні води, збір набухлого сорбенту, його віджимання та утилізацію, який відрізняється тим, що перед підготовкою сорбенту на місці збору нафти проводять експрес-аналіз нафтової плівки для визначення насипної густини сорбенту, як сорбент використовують терморозщеплений графіт з насипною густиною 0,5-15 г/дм3, одержання сорбенту проводять шляхом спучування інтеркальованого графіту з вмістом інтеркаланту не менш, ніж 15%, і вологістю не більш, ніж 1%, в режимі, що задається параметром "П" термообробки, який визначається такою емпіричною формулою: A (54) СПОСІБ ОЧИЩЕННЯ ПОВЕРХОНЬ ВОДИ ВІД ПЛІВОК НАФТИ ТА НАФТОПРОДУКТІВ І УСТАНОВКА ДЛЯ ПІДГОТОВКИ СОРБЕНТУ ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ ПОВЕРХОНЬ ВОДИ ВІД ПЛІВОК НАФТИ ТА НАФТОПРОДУКТІВ 43037 нафтопродуктів, що поглинаються одиницею об'єму сорбенту, що доставляється до відкритого водоймища. Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб очищення поверхонь води від плівок нафти і нафтопродуктів, описаний в патенті РФ 2140488, МПК Е02В15/04, 27.10.1999 р., Бюл. № 30, і який розглядається в якості прототипу. У відомому способі підготовлюють сорбент, в якості якого використовують терморозщеплений графіт з насипною густиною 2-5 г/л. Підготовку сорбенту ведуть безпосередньо на місці збору нафти шляхом спінювання окисненого графіту при 1100-1200°С. Сорбент наносять на поверхню води горизонтально пульсуючим потоком повітря, наприклад розпиленням з висоти 0,1-0,5 м в кількості 0,02-0,03 г/г нафти. На поверхні води сорбент утримують 0,5-3 доби, а потім набухлий сорбент збирають вакуумуванням і віджимають. Недоліком відомого способу є те, що він не дозволяє виробляти терморозщеплений графіт в широкому діапазоні насипної густини, регулювати насипну густину сорбенту в широкому діапазоні у відповідності до вимог до сорбату, а також ефективно наносити сорбент на поверхню води у вітряну погоду, яка є переважною на водоймищах. Відома установка для підготовки сорбенту для очищення поверхонь води від плівок нафти та нафтопродуктів, технічне рішення якої описане в патенті РФ 2134657, МПК С01В31/04, 20.08.1999 р., Бюл. № 33, і вибране як прототип. Відома установка містить дозатор порошку окисненого графіту, підвід повітря для утворення потоку, трубопровід для подачі потоку до трубчатого нагрівника, трубчатий нагрівник, трубопровід-охолоджувач для виведення готового продукту. Недоліком відомої установки є неможливість регулювання насипної густини одержуваного сорбенту в широкому діапазоні у відповідності до вимог до сорбату. Задача, на вирішення якої направлено винахід, в способі очищення поверхонь води від плівок нафти та нафтопродуктів, полягає в тому, щоб за рахунок безпосередньо на місці проведеного експрес-аналізу нафтової плівки з метою визначення необхідної густини насипного сорбенту і після цього також безпосередньо на місці підбору оптимального режиму підготовки сорбенту, його виготовлення і одразу після виготовлення нанесення його на поверхню води забезпечити одержання сорбенту в широкому діапазоні насипної густини у відповідності до вимог сорбату, і тим самим підвищити технологічну і транспортну ефективність способу видалення нафтових плівок з поверхонь водоймищ. Задача, на вирішення якої направлено винахід, в установці для підготовки сорбенту для очищення поверхонь води від плівок нафти та нафтопродуктів полягає в тому, щоб за рахунок конструктивного виконання реактора забезпечити можливість регулювання насипної густини сорбенту в широкому діапазоні у відповідності до вимог до сорбату. Поставлена задача вирішується в способі очищення поверхонь води від плівок нафти та нафтопродуктів, який включає підготовку сорбенту з терморозщепленого графіту безпосередньо на місці збору нафти, нанесення сорбенту на поверхню води, витримку сорбенту на поверхні води, збір набухлого сорбенту, його віджимання та утилізація, шляхом того, що перед підготовкою сорбенту на місці збору нафти проводять експрес-аналіз нафтової плівки для визначення насипної густини сорбенту, в якості сорбенту використовують терморозщеплений графіт з насипною густиною 0,5-15 г/дм3, одержання сорбенту проводять шляхом спучування інтеркальованого графіту з вмістом інтеркаланту не менш, ніж 15%, і вологістю не більш, ніж 1%, в режимі, що задається параметром "П" термообробки, який визначається такою емпіричною формулою: 4 æ Т ö a *ç ÷ * Sp è 100 ø П= m де: é Вт * с ù ,ê ú, ë г û a - коефіцієнт випромінювання матеріалу реактора, прийнятий таким, що дорівнює 3,42 Вт/м2×К4; Т - температура реактора, К; Sp - площа випромінювальної поверхні реактора, м2; m - масова секундна витрата порошку інтеркальованого графіту, г/с; і між яким і насипною густиною терморозщепленого графіту існує певна залежність, при чому при заданій температурі реактора регулювання параметра "П" проводять за рахунок зміни площі випромінювання реактора або масової витрати порошку інтеркальованого графіту, подачу готового сорбенту здійснюють в режимі пневмотранспорту з-під води на забруднену поверхню з глибини 10,0-100 см, після збирання набухлий сорбент віджимають центрифугуванням. При цьому, при одержанні спученого графіту перед термообробкою здійснюють відсів фракцій інтеркальованого графіту з розміром частинок менше 0,1 мм. Крім того, подачу готового сорбенту до поверхні води в режимі пневмотранспорту здійснюють через привід, який встановлюється за допомогою поплавків. Поставлена задача вирішується в установці для підготовки сорбенту для очищення поверхонь води від плівок нафти та нафтопродуктів, яка містить дозатор порошку інтеркальованого графіту, підвід повітря для утворення потоку, трубопровід для подачі потоку до реактора, реактор, трубопровід-охолоджувач для виведення готового продукту, шляхом того, що реактор виконаний у вигляді принаймні трьох окремих трубчатих нагрівників з можливістю включення або виключення при необхідності кожного з них. На кресленні (фіг.) схематично зображена установка для підготовки сорбенту для очищення поверхонь води від плівок нафти та нафтопродуктів. Згідно з винаходом перед очищенням поверхні відкритих водоймищ від нафти та нафтопродуктів попередньо здійснюється експрес-аналіз забруднення. За певними даними (характеристиками) плівки визначається необхідна насипна густина сорбенту, який необхідно одержати. При цьому в якості сорбенту одержують терморозщеплений 2 43037 графіт з насипною густиною в межах від 0,5 до 15 г/дм3. Одержання сорбенту з насипною густиною більше, ніж 15 г/дм3, недоцільно через різке зниження ємності порошку. З іншого боку одержання порошку з насипною густиною нижче, ніж 0,5 г/дм3 економічно невигідно через великі витрати енергії і низьку продуктивність процесу. Для одержання сорбенту використовують інтеркальований графіт, який одержується за будьякою відомою технологією. При цьому кількість інтеркаліту не повинна бути меншою, ніж 15% від маси. Використання порошку інтеркальованого графіту з вмістом інтеркаліту нижче, ніж 15% недоцільно через зниження здатності до спучування інтеркаліту і, як наслідок цього, зниження сорбційної здатності порошку одержаного терморозщепленого графіту (ТРГ). Верхня межа вмісту інтеркаліту визначається технологією інтеркалювання і може бути будьякою. Перед термообробкою здійснюють відсів фракції інтеркальованого графіту з розміром частинок менше 0,1 мм, яка може бути використана для інших цілей. Підготовку сорбенту ведуть безпосередньо на місці збору нафти шляхом спучування інтеркальованого графіту при 1100-1200°С. Термообробка інтеркальованого графіту відбувається в режимі, який відповідає необхідній насипній густині ТРГ. Режим термообробки задається енергетичним параметром "П": трубопровід 3 для подачі потоку до реактора, трубопровід 4 для підводу повітря для утворення потоку, реактор 5, виконаний у вигляді принаймні трьох окремих трубчатих нагрівачів 6, 7, 8 з відповідними заслінками 9, 10, 11, трубопроводиохолоджувачі 12, 13, 14, прийомний бункер 15 для терморозщепленого графіту. Установка працює таким чином. Завантаження інтеркальованого графіту здійснюється через дозатор 1, шнекерний механізм 2 і трубопровід 3, які забезпечують безперервну подачу порошку. Через трубопровід 4 здійснюється підвід повітря для створення висхідного потоку інтеркальованого графіту у зону реактора 5. Кожен з окремих нагрівачів 6, 7, 8 реактора постачений заслінкою відповідно 9, 10, 11, яка дає можливість при необхідності його підключити або відключити від реактора. Охолодження терморозщепленого графіту здійснюють під час виносу його з нагрівачів по трубопроводах 12, 13, 14. Після цього готовий сорбент поступає у бункер 15. Якщо при постійних температурі (Т) і витраті інтеркальованого графіту (m) використовують площу S1 трубчатого нагрівника 6 (заслінки 10 і 11 нагрівачів 7 і 8 закриті), то одержують ТРГ з насипною густиною g1, а якщо використовують площі S1, S2 і S3 трьох нагрівників 6, 7 і 8, то одержують ТРГ з насипною густиною g2. При цьому g2