НПЗ как источник загрязнения атмосферы

    Из  секций составляют блоки нужной производительности, причем габаритные размеры нефтеловушки с параллельными пластинами примерно в 10 раз меньше, чем у обычных  нефтеловушек.

    Дальнейшее  усовершенствование конструкции полочного  отстойника осуществлено компанией  «Pollution Control Installation Pty. Ltd» (Австралия), которая  предложила использовать конические полки  в вертикальных отстойниках (рис. 10). Нефтесодержащая жидкость, поступая снизу в межполочные каналы, образованные рядом параллельных конических полок, делится на потоки небольшой толщины. 

    

 

    1 - сточная вода; 2 - конические полки; 3 - штуцер; 4 - патрубок 

    Рисунок 10 - Отстойник с коническими полками 

    При движении жидкости отделившиеся нефтепродукты  перемещаются вдоль нижней поверхности  полок по вертикальному каналу, образованному  отверстиями в центре полок, в  нефтесборную камеру, откуда отводятся  через патрубок.

    Очищенная от нефтепродуктов сточная вода, поднимаясь в кольцевом канале между корпусом и полками, собирается в водосборном  желобе и отводится из отстойника через штуцер. Такая конструкция  придает отстойнику компактность при  высокой производительности.

    В связи с тем, что эффективность  полочных отстойников во многом зависит  от условий ввода жидкости и организации  отвода осадка, совершенствованию их конструкции уделяется серьезное  внимание.

    В качестве распределительных устройств  предлагается установка различных  переливных перегородок, распределительных  решеток. В полочном отстойнике распределение  потока осуществляется с помощью  дырчатой перегородки (рис. 11), установленной  у входа потока в полочный блок, что способствует более равномерной  гидравлической нагрузке по сечению  отстойника. 
 
 
 
 
 

    

 
 

    1 - дырчатая перегородка; 2 - полочный  блок

    Рисунок 11 - Полочный отстойник с входным  распределительным устройством 

    Отличается  простотой конструкции полочный отстойник, представленный на рис.12, в  котором установка горизонтальных корытообразных полок способствует эффективному осаждению твердой  фазы из раствора. Исходный раствор, поступая горизонтально в межполочное  пространство, освобождается от твердой  фазы. Осадок по наклонным плоскостям сползает в каналы, образованными  рядами полок, и собирается в бункер, а очищенная вода перетекает в  водосборный отсек. 

    

 

    1 - корпус; 2 - полки

    Рисунок 12 - Полочный отстойник с корытообразными  полками 

    Своеобразное  конструктивное решение вопроса  отведения осадка в отстойнике, работающем по перекрестной схеме, показано на рис. 13. В проточной части отстойника установлен ряд расположенных один под другим наборов зигзагообразных  полок с противоположным наклоном их в каждом нижерасположенном ряду. Нижние части полок отогнуты так, что 

образуют  с нижележащими полками каналы для  сползания осадка, через другую часть  межполочных каналов проходит очищенная  жидкость. Полки крепятся с помощью  стержней в корпусе. Такая конструкция  исключает пересечение потоков  шлама и очищенной жидкости, что  способствует

    повышению степени разделения  суспензии [9]. 
 
 

 
 
 

    Применение  нефтеловушек с параллельными пластинами позволяет снижать содержание нефтепродуктов в сточной воде до 25 мг/л.

    Основные  достоинства нефтеловушек с параллельными  пластинами по сравнению с обычными нефтеловушками: более высокая эффективность, значительно меньший объем и  занимаемая площадь, возможность изготовления из пластмасс, меньшая стоимость (в 1,5 раза), предотвращение загрязнения  атмосферы парами нефтепродуктов.

    Общий недостаток тонкослойных отстойников - необходимость создания емкости  для предварительного отделения  легкоотделимых нефтяных частиц и больших  сгустков нефти, окалины, песка и  др. Сгустки имеют нулевую плавучесть, их диаметр может достигать 15 см при глубине в несколько сантиметров. Такие сгустки очень быстро выводят  из строя тонкослойные отстойники. Если часть пластин или труб будет  забита подобными сгустками, то в  остальных повысится расход жидкости. Такое положение приведет к ухудшению  работы отстойника [3].

    Включение механизма сбора нефти в нефтеловушках  включается обычно два раза в сутки, а механизмов удаления осадка - один раз в сутки.

    При строительстве в районах с  неблагоприятными местными условиями (снег, песок) нефтеловушки покрываются  железобетонными плитами и асбестоцементными  листами [10]. 

    1.4 Пути интенсификации работы нефтеловушки 
 

    Для повышения эффективности отстойных  сооружений изыскивают разнообразные  способы.

    Одним из самых эффективных методов  является применение тонкослойного  отстаивания. Основные конструкции  тонкослойных отстойников были рассмотрены  нами ранее.

    Также к числу методов интенсификации работы нефтеловушки можно отнести  рассредоточенный по длине отстойной  зоны (лучше в последней трети  длины) отвод очищенной воды, применение коалесцирующих фильтров (укрупняющих  частицы эмульсии) из гидрофобизированных  материалов на входе воды в нефтеловушку и др.

    Рассмотрим  применение коалесцирующих насадок  в отстойниках более подробно.

    В отличие от осаждения механических примесей при отстаивании сточных  вод процесс отделения нефтепродуктов более длительный и менее эффективный. Причиной, снижающей скорость отделения  нефтепродуктов, является низкое значение разности плотностей, которое, как правило, не превышает 0,2 г/см3.

    Для нефтесодержащих эмульсий, как и  для дисперсных систем, характерны гетерогенность и раздробленность  взвешенной фазы. С гетерогенностью  связаны важнейшие свойства эмульсии и, прежде всего, их устойчивость. Степень  дисперсности взвешенной фазы определяет скорость и качество разделения эмульсий.

    В зависимости от источника образования  сточные нефтесодержащие воды могут  представлять собой системы от грубодисперсных  до коллоидных с размерами капель нефтепродуктов от 200 до 0, 001 мкм.

    Скорость  всплывания тонкодисперсных капель крайне мала, а эффект их отделения  незначителен. Снижение дисперсности нефтяной фазы в сточных водах  способствует ускорению процесса ее разделения, повышает качество очистки  воды.

    Известно  несколько способов, положительно влияющих на изменение структуры эмульсий, в том числе, химические и физические. Химические свойства осуществляются введением  в эмульсии различных химических реагентов, способствующих коагуляции, флокуляции или коалесценции (слиянию) взвешенных веществ. Физические способы  достигаются воздействием на эмульсии магнитных и электрических полей, обработкой их ультразвуковым полем, воздействием вибрацией.

    Химические  способы при их эффективном влиянии  на качество очистки воды сложны в  применении и дорогостоящи.

    Перечисленные физические методы обработки воды в  большинстве своем находятся  в стадии исследований и промышленного  внедрения. Применение этих методов  связано с затратой значительного  количества энергии, с использованием довольно сложного оборудования.

    В последние годы, в связи с развитием  химической технологии, достижениями в области жидкостной экстракции, появлением новых химических материалов, обладающих очень ценными свойствами, уделяется серьезное внимание вопросу  безреагентного воздействия на структуру  нефтяной фазы в сточных водах, т.е. созданию условий для снижения дисперсности капель за счет их коалесценции.

    При образовании эмульсии наряду с процессом  диспергирования нефтяной фазы происходит укрупнение капель нефтепродуктов при  их взаимодействии. Однако оба этих процесса в естественных условиях трудно управляемы.

    Активное  воздействие на процесс коалесценции в нефтесодержащих жидкостях  возможно при создании определенного  гидродинамического режима в потоке жидкости. Этот способ нашел применение при обработке высококонцентрированных  эмульсий.

    При подготовке малоконцентрированных  эмульсий, где возможности свободного слияния капель под воздействием потока крайне ограничены, более эффективно применение коалесцирующих насадок. Разделяют  гидродинамические и контактные коалесцирующие насадки.

    Принцип действия гидродинамических насадок  основан на принудительном сближении  диспергированных в воде капель нефтепродуктов, что достигается фильтрацией  эмульсии через пористые перегородки. Для сближения капель и их контакта друг с другом необходимо приложить  направленный импульс энергии, который  по величине должен быть достаточным  и для разрушения оболочки капли. Механизм действия такой насадки  схематично показан на рис. 14. 

    

 

    1 - вход нефтепродукта; 2 - пористая  перегородка

    Рисунок 14 - Механизм действия гидродинамической  насадки 

    При прохождении жидкости через насадку  за счет энергии потока и малого размере пор капли контактируют и, сливаясь, выходят из насадки более  крупными. В качестве таких насадок  могут применяться гранулированные  и волокнистые материалы. В этом случае одним из существенных факторов является размер гранул и плотность  волокнистых насадок, влияние которых  выражается в способности концентрировать  эмульсию, т.е. сближать капли друг с  другом.

    Не  мене важным условием, определяющим степень  коалесценции на гидродинамических     насадках,    является     интенсивность    изменения 

    направления потока. Для них предпочтительны  материалы с максимальной кривизной  поровых каналов. В качестве таких  насадок широко используются кольца Рашига, стеклянные шары, металлическая  стружка. При пропускании эмульсии через насадки достигается сближение  эмульгированных капель нефтепродукта, механическое разрушение их оболочек и в результате слияние и образование  более крупных капель.

    Эффект  коалесценции диспергированной нефтяной фазы во многом зависит от режима течения  жидкости через насадку. Низкая скорость движения жидкости в поровых каналах  может не обеспечить условий для  слияния капель, т.к. недостаточна энергия  для разрушения оболочек. Чрезмерно  высокая скорость вызовет вторичное  диспергирование.

    Сложность обеспечения оптимальных гидродинамических  условий служит причиной ограниченного  применения этого типа насадок при  обработке сточных нефтесодержащих  вод.

    Если  в гидродинамических насадках эффект коалесценции достигается за счет контакта непосредственно дисперсных капель нефтепродуктов, то действие контактных насадок основано на использовании  явления адгезии и смачивания дисперсной фазы при контакте ее с  поверхностью материала насадки.

    Под адгезией жидкости понимается взаимодействие ее с твердой поверхностью на границе  раздела фаз. Характер взаимодействия, или величина адгезии, оценивается  энергией, которую необходимо затратить  на отрыв жидкости от твердой поверхности.

    При течении нефтесодержащей жидкости через контактные насадки имеют  место следующие два процесса (рис. 15): осаждение капель нефтепродуктов на поверхности насадки и их накопления за счет адгезионного взаимодействия; отрыв образовавшейся пленки от поверхности  насадки под гидродинамическим  воздействием потока жидкости. 

    

 

    1 - пленка нефтепродукта; 2- поровый  канал; 3 – вода

      Рисунок 15 - Схема действия контактной  насадки 

    Высокие адгезионные свойства поверхности  насадки положительно влияют на процесс  удержания капель нефтепродуктов, способствуют образованию пленки. Не менее важна  структура поверхности, на которой  происходит осаждение дисперсной фазы. С увеличением шероховатости  поверхности она становится в  большей степени гидрофобной. Это  способствует увеличению вероятности  захвата капель насадкой и их удержание.