авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Разработка технологии переработки нефтяных шламов, промышленных и бытовых отходов

-- [ Страница 3 ] --

В главе также рассмотрены альтернативные способы использования продуктов термолиза: для твердого углеродного остатка - газификация, для воды - получение топлив на основе водной эмульсии.

Конструирование реактора коксования

Наряду с проведением экспериментов по термолизу различных видов отходов и их смесей, изучением качества полученных продуктов и возможности их дальнейшего использования проводились работы по конструированию непосредственно реактора коксования.

Цель работы - разработка оптимальной конструкции реактора, удовлетворяющего следующим требованиям:

  • безопасное проведение процесса коксования;
  • универсальность конструкции для переработки различных по составу, происхождению и агрегатному состоянию отходов;
  • обеспечение соблюдения и поддержания основных технологических параметров процессов: герметичность и отсутствие доступа кислорода воздуха, равномерный прогрев сырья во всем объеме реактора, полная выгрузка образующегося твердого остатка;
  • обеспечение экологической безопасности окружающей среды в процессе переработки отходов;
  • конструктивная простота и легкость ремонта.

Для выполнения этих требований были разработаны и испытаны 7 конструкций реакторов. Одна из конструкций подтверждена патентом на полезную модель № 34165.

Схематичное устройство разработанного горизонтального реактора непрерывного коксования показано на рисунке 5.

Рисунок 5 - Горизонтальный реактор коксования

Сырьевая смесь из бункера 1 вертикальным шнеком 2 подается в горизонтально расположенный реактор 7. По реактору движение сырья осуществляется равномерно посредством горизонтального шнека 9. Скорость вращения шнека 37 оборота/мин для обеспечения равномерного нагрева до температуры 4500С. Вращение вала обеспечивается электродвигателем постоянного тока. Регулировка скорости вращения вала ротора осуществляется с помощью реостата. По мере нагрева сырьевой смеси до температуры 100-1100С происходит выделение водяных паров, а при последующем перегреве сырьевой смеси до 450 0С выделяются газы деструкции - углеводородные газы. Для вывода парогазовой смеси предусмотрены штуцера 10-11. Твердый остаток выводится из реактора через провальное отверстие в водяную ванну. Образующиеся водяные пары поступают в реактор и выводятся вместе с образующимися продуктами коксования. Твердый остаток удаляется из водяной ванны механическим способом. Нагрев сырьевой смеси осуществляется за счет дымовых газов, движущихся по межтрубному пространству реактора противотоком относительно направления движения сырьевой смеси. Дымовые газы образуются за счет сжигания жидкого или газообразного топлива при помощи универсальных горелок.

В четвертой главе приводятся основные положения разработанной технологии и описаны результаты ее внедрения.

Поставленная в начале работы цель, заключающаяся в поэтапной разработке технологии по переработке нефтяных шламов, промышленных и бытовых отходов, успешно решена.

Разработанные закономерности и параметры технологии коксования отходов были реализованы на технологической установке по переработке отходов коксованием (УПОК), производительность 500 кг/ч по сырью.

Технологическая схема данной установки отображена на рисунке 6.

Измельченное твердое сырье из бункера накопителя с помощью транспортера подается в бункер Б-1. Жидкое сырье из емкости хранения насосом Н-1 подается через теплообменник Т-1, где разогревается до 40-60 0С, в питательный бункер Б-1 для приготовления сырьевой смеси коксования. Сырьевая смесь приготавливается за счет постоянно работающей лопастной мешалки. Полученная смесь винтовым транспортером направляется в реактор коксования. Скорость подачи сырьевой смеси 10-12 кг/мин.

Сырьевая смесь продвигается по реакционной зоне со скоростью 0,25 м/мин. Движение смеси осуществляется при помощи винтового транспортера. В результате прохождения по реактору происходит равномерный нагрев сырьевой смеси до температуры 550-600 0С с одновременным выделением водяных паров и углеводородных газов деструкции. Вывод твердого углеродного остатка, образовавшегося в результате деструкции сырьевой смеси, осуществляется через провальное отверстие. Твердый остаток с температурой 550-600 0С после вывода из реактора поступает в закалочную емкость Е-3. Уровень воды в емкости Е-3 обеспечивает гидрозатвор с целью избегания попадания воздуха в реактор коксования.

Поддержание уровня в Е-3 осуществляется за счет подачи воды насосом Н-3 из второй секции емкости Е-2. Образующиеся в результате закаливания твердого остатка водяные пары поступают в реактор коксования и выводятся из него вместе с образующейся парогазовой смесью в холодильник Т-2. Охлажденные до 30-40 0С и сконденсировавшиеся продукты коксования совместно с углеводородными газами поступают в сепаратор насадочного типа С-1, куда сверху подается водный раствор щелочи. Приготовление водного раствора щелочи осуществляется в первой секции емкости Е-2, откуда раствор насосом Н-2 подается в верх сепаратора С-1. Сепаратор С- 1 служит для дополнительного охлаждения продуктов коксования, а также для нейтрализации кислотных свойств продуктов.

Из сепаратора С-1 углеводородные газы вакуумным насосом Н-5 откачиваются и подаются на факельную установку, а при необходимости в топочное пространство реактора для дожига. Жидкие продукты с низа сепаратора С-1 самотеком поступают в первую секцию емкости Е-1.

Здесь за счет отстаивания и разности в плотностях происходит слоевое разделение между углеводородной частью и водой, излишки углеводородной части через переливное устройство перетекают во вторую секцию емкости Е-1, откуда откачиваются товарным насосом Н-4 в емкость хранения.

Вода сниза первой секции емкости Е-1 самотеком перетекает в первую секцию емкости Е-2, где ведется приготовление щелочного раствора и поддержание его концентрации. Излишки поступающей воды через переливное устройство емкости Е-2 удаляются во вторую секцию емкости, откуда насосом Н-3 подается в емкость Е-3 для поддержания уровня воды и обеспечения гидрозатвора. Излишки воды из второй секции емкости Е-2 могут быть перекачены в промежуточную емкость хранения воды Е-4, откуда вода насосом Н-5 может быть подана на очистку или выработку пара.

Для обеспечения установки оборотной водой подключение к водяному питанию не обязательно. Установка использует воду, образующуюся в результате процесса коксования. Излишки воды подвергаются очистке и выводятся с установки.

Для обеспечения установки топливными ресурсами необходимо подключение к сетям газопровода или использование в качестве топлива пропана из баллонов.

В случае организации стационарного производства по переработке отходов следует рассматривать совмещение технологии коксования отходов с технологией газификации отходов, где, наряду с отходами, имеющими высокую влажность, могут перерабатываться твердые остатки коксования, имеющие высокую зольность.

При размещении такой установки на нефтеперерабатывающих предприятиях возможно использование получаемого углеводородного дистиллята в качестве компонента сырья установок каталитического крекинга и гидроочистки.

Установка УПОК-500 прошла полевые испытания на всевозможном сырье и всесторонний контроль со стороны надзорных органов.

На основании опыта эксплуатации установки УПОК – 500 разработан проект установки УПОК 2000 производительностью 2000 кг /ч по сырью.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1 На основании проведенного анализа существующих методов переработки отходов установлены их основные недостатки: низкая экологическая безопасность, сложность технического решения, высокие энергетические затраты, отсутствие конечных товарных продуктов.

2 Разработана модифицированная технология переработки нефтяных шламов, твердых бытовых и промышленных отходов путем их коксования в смеси с жидкими некондиционными углеводородными продуктами или тяжелыми нефтяными остатками.

3 Выполнены исследования по влиянию основных факторов процесса на выход продуктов переработки, установлена скорость нагрева сырьевой смеси (5 - 7 0С/мин) и температурный диапазон ведения процесса 400 – 4200С.

4 Доказано отсутствие влияния качества сырья и соотношения фаз в сырьевой смеси на перечень получаемых продуктов переработки, установлены типовые значения выхода продуктов переработки: твердый остаток – 15 % масс.; вода - 30 % масс.; углеводородный дистиллят – 35 % масс.; газ – 20 % масс.

5 Определены качественные характеристики полученных продуктов переработки и выданы рекомендации по дальнейшему их использованию: углеводородный газ в качестве топлива на собственные нужды, фракция (н.к.-200С) в качестве компонента товарных бензинов, фракция (200-350С) в качестве компонента дизельного топлива, остаток ( >350С) в качестве сырья процесса получения битумов, твердый остаток в качестве сырья газификации, вода в качестве компонента водоэмульсионных топливных смесей.

6 Доказана возможность использования углеводородного дистиллята фракций ( 200-350С) и остаток ( >350С) в качестве сырья процесса получения битумов.

7 Разработаны и испытаны различные конструкции реактора коксования, проведены технологические и механические расчеты, разработан проект ректора производительностью 2000 кг/ч.

8 Сконструирована и введена в эксплуатацию установка переработки отходов путем коксования (УПОК - 500) производительностью 500 кг/ч по твердому сырью.

Результаты исследований изложены в следующих работах

1 Пат.2215771 Российская Федерация, МПК 7 С10В55/00, В09В3/00. Способ переработки твердых бытовых отходов/Магарил Р.З., Трушкова Л.В., Пауков А.Н.; заявитель и патентообладатель ГОУВПО Тюм ГНГУ. - 200130845; заявл. 15.06.2001; опубл. 28.07.2001, Бюл. № 20. - 7с.

2 Пат. 2231536 Российская Федерация, МПК 7 C10G1/00, C10B49/14. Способ переработки твердых бытовых отходов/Магарил Р.З., Трушкова Л.В., Пауков А.Н.; заявитель и патентообладатель ГОУВПО Тюм ГНГУ. - 2002135250; заявл. 24.12.2002; опубл. 18.02.2003, Бюл. № 5. – 12с.

3 Пат. 34165 Российская Федерация, МПК 7 C10B55/00. Реактор замедленного коксования /Магарил Р.З., Трушкова Л.В., Пауков А.Н.; заявитель и патентообладатель ГОУВПО Тюм ГНГУ. - 2003100589; заявл. 08.01.2003; опубл. 28.04.2003, Бюл. № 12. – 9с.

4 Пат. 2275416 Российская Федерация, МПК 7 C10L5/48, F23G5/027. Способ термохимической переработки органического сырья в топливные компоненты и установка для его осуществления/ Лихоманенко В. А., Терещенко С. Е., Цветкова И. В., Пауков А. Н.; заявитель и патентообладатель Лихоманенко В. А., Терещенко С. Е., Цветкова И. В.- 2005108735/15; заявл. 28.03.2005; опубл. 27.04.2006, Бюл. № 12. - 10с.

5 Магарил Р. З. Трушкова Л. В. Пауков А. Н. Возможность получения товарных нефтепродуктов из промышленных и бытовых отходов.// Нефть и газ Западной Сибири: Материалы доклада Международной научно-технической конференции - Тюмень, 2000. – С. 118

6 Трушкова Л. В. Пауков А. Н. Новый способ переработки отходов с целью получения нефтепродуктов. // Проблемы строительства инженерного обеспечения и экологии городов: Материалы доклада 3-й Международной научно-практической конференции. - Пенза, 2001. – С. 248-249.

7 Трушкова Л. В. Пауков А. Н. Каталитическое коксование отходов.// Нефть и газ Западной Сибири: Материалы доклада Международной научно-технической конференции. - Тюмень, 2002. - С. 222-223.

8 Трушкова Л. В. Пауков А. Н. Комплексный подход к переработке отходов различного ассортимента для получения компонентов товарных нефтепродуктов. // Оптимизация обращения с отходами производства и потребления: Материалы доклада 3-й Всероссийской научно-практической конференции. - Ярославль, 2003. - С. 48-50.

9 Пауков А. Н. Трушкова Л. В. Разработка технологии переработки нефтешламов.// Нефть и газ Западной Сибири: Материалы доклада Международной научно-технической конференции. - Тюмень, 2003. - С. 206-208.

10 Пауков А. Н. Трушкова Л. В. Технология переработки нефтешламов, промышленных и бытовых отходов в нефтепродукты // Процессы и технологии переработки отходов и вторичного сырья. Полигоны по захоронению отходов: Материалы доклада 2-й Всероссийской научно-технической конференции. - Саратов, 2003. - С. 73-76.

11 Магарил Р. З. Трушкова Л. В. Пауков А. Н. Возможность получения товарных нефтепродуктов из промышленных и бытовых отходов// Известия вузов. Нефть и газ - 2003. - № 6. – С.92-98.

12 Магарил Р. З. Трушкова Л. В. Пауков А. Н. Коксование как процесс утилизации отходов углеводородного происхождения // Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Тюменской области. Том 2: в 2-х томах: материалы научно - практической конференции. – Тюмень, 2005. – С.310-314.

13 Пауков А. Н. Трушкова Л. В. Возможность получения товарных нефтепродуктов из промышленных и бытовых отходов// Система управления экологической безопасностью: сборник трудов заочной международной научно-практической конференции. - Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2007. – С. 137-142.

14 Лихоманенко В. А. Цветкова И. В. Пауков А. Н. Термохимическая переработка вторсырья// Научно – практический журнал «Твердые бытовые отходы». - 2007. - Июнь. - № 6..- ЗАО «Отраслевые ведомости». – С. 27-31.

15 Трушкова Л. В. Пауков А. Н. Коксование как способ переработки отходов// Известия вузов. Нефть и газ - 2007. - № 9. – С.34.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.