RU90455U1

RU90455U1 - DEVICE FOR CLEANING THE SURFACE OF WATER POOLS FROM HYDROCARBON LIQUIDS

Info

Publication number: RU90455U1
Application number: RU2009121850/22U
Authority: RU
Inventors: Наэля Мидхатовна Марушина; Александр Ильич Быстров; Танзиля Алтафовна Нигматуллина; Михаил Юрьевич Доломатов
Original assignee: Танзиля Алтафовна Нигматуллина
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2009-06-08
Publication date: 2010-01-10

Abstract

1. Устройство для сбора углеводородной жидкости с поверхности водоемов, включающее раму, конвейер с электроприводом, закрепленный на раме и выполненный в виде ленточного транспортера с верхним приводным и нижним натяжным валиками, верхний приводной валик закреплен на вертикальных стенках, транспортер установлен наклонно с погружением в воду натяжного валика, причем натяжной валик выполнен с возможностью регулирования глубины погружения валика в загрязненную поверхность, а под верхней частью транспортера с приводным барабаном установлен резервуар для сбора очищенной воды, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено корпусом, скребковой лопаткой, фильтром и регулировочным винтом, выполненным с возможностью регулирования глубины погружения натяжного валика с лентой, причем замкнутая лента является сорбентом углеводородной жидкости, и оптимальное время контакта ленты-сорбента с поверхностью воды составляет 2-3 мин, а линейная скорость подачи ленты-сорбента 0,3-0,5 м/мин. ! 2. Устройство для сбора углеводородной жидкости по п.1, отличающееся тем, что замкнутая лента-сорбент выполнена двухслойной, состоящей с внутренней стороны из полимерного материала, а с наружной из хлопчатобумажной ткани. ! 3. Устройство для сбора углеводородной жидкости по п.1, отличающееся тем, что для проведения очистки водной поверхности корпус устройства прикрепляется к носу судна. ! 4. Устройство для сбора углеводородной жидкости по п.1, отличающееся тем, что для проведения очистки водной поверхности корпус устройства располагается непосредственно на очищаемой поверхности.1. A device for collecting hydrocarbon fluid from the surface of water bodies, including a frame, an electric drive conveyor, mounted on the frame and made in the form of a conveyor belt with upper drive and lower tension rollers, the upper drive roller is mounted on vertical walls, the conveyor is mounted obliquely with immersion in water tension roller, and the tension roller is configured to control the depth of immersion of the roller in a contaminated surface, and set under the upper part of the conveyor with a drive drum flax reservoir for collecting purified water, characterized in that the device is additionally equipped with a housing, a scraper blade, a filter and an adjusting screw configured to regulate the immersion depth of the tension roller with the tape, and the closed tape is a sorbent of hydrocarbon liquid, and the optimal contact time of the tape-sorbent with the water surface is 2-3 minutes, and the linear feed rate of the sorbent tape is 0.3-0.5 m / min. ! 2. A device for collecting hydrocarbon liquid according to claim 1, characterized in that the closed sorbent tape is made of two layers, consisting of a polymer material on the inside and a cotton fabric on the outside. ! 3. A device for collecting hydrocarbon liquid according to claim 1, characterized in that for cleaning the water surface, the hull of the device is attached to the bow of the vessel. ! 4. A device for collecting hydrocarbon liquid according to claim 1, characterized in that for cleaning the water surface, the housing of the device is located directly on the surface to be cleaned.

Description

Полезная модель относится к устройствам для удаления плавающих жидкостей с поверхности воды в местах морского бурения, а также в местах случайного слива в реки, водоемы и моря органических жидкостей: нефтей, нефтепродуктов, нефтяных фракций, газовых конденсатов, углеводородных продуктов нефтехимии, которые обладают гидрофобными свойствами, образуют пленки на поверхности воды и наносят ущерб экологическим системам водных бассейнов рек, озер, морей и океанов.The utility model relates to devices for removing floating liquids from the surface of water in places of offshore drilling, as well as in places where organic liquids: oils, oil products, oil fractions, gas condensates, hydrocarbon products of petrochemicals that have hydrophobic properties are accidentally discharged into rivers, ponds and seas. form films on the surface of the water and damage the ecological systems of water basins of rivers, lakes, seas and oceans.

Известные технологии очистки путем сжигания разлившейся углеводородной жидкости или сорбции ее известью, песком и другими тяжелыми материалами с высокой плотностью превышающем плотность воды, поглощающими ее и погружающимися вместе с ней на дно наносят ущерб флоре и фауне водоемов, что ограничивает применение этих методов.Known cleaning technologies by burning spilled hydrocarbon liquid or sorbing it with lime, sand and other heavy materials with a high density exceeding the density of water, absorbing it and sinking along with it to the bottom cause damage to the flora and fauna of water bodies, which limits the application of these methods.

Существующие эффективные способы сбора нефти и нефтепродуктов используют явление адсорбции нефтяных углеводородов на слоях твердых сорбентов со сравнительно невысокой плотностью. На использование этого процесса работает целый ряд устройств и технологий сборки.Existing efficient methods for collecting oil and oil products use the phenomenon of adsorption of oil hydrocarbons on layers of solid sorbents with a relatively low density. A number of devices and assembly technologies work to use this process.

Известно устройство для удаления жидкостей с поверхности воды [1], которое предназначено для работ в местах морского бурения, а также в местах случайного слива в реки, водоемы и моря органических жидкостей, нефти и масел. Устройство содержит несущую раму, вращающийся барабан с нефтепоглощающей оболочкой, отжимной ролик, трубопровод для отвода собранной нефти и поплавки. Нефть, находящаяся на поверхности воды, увлекается движущейся поверхностью барабана и снимается отжимным роликом в резервуар, находящийся на судне. Недостатком известного устройства является то, что в результате жесткого соединения устройства с судном по мере наполнения резервуара нефтью судно осаживается в воду с барабаном, теряет свою очистительную эффективность, так как все больше будет поглощать воду.A device for removing liquids from the surface of the water [1], which is intended for work in places of offshore drilling, as well as in places of accidental discharge into the rivers, reservoirs and seas of organic liquids, oil and oils. The device comprises a supporting frame, a rotating drum with an oil-absorbing shell, an squeezing roller, a pipeline for removing the collected oil and floats. Oil located on the surface of the water is carried away by the moving surface of the drum and is removed by the squeezing roller into the tank located on the vessel. A disadvantage of the known device is that as a result of a rigid connection of the device with the vessel, as the tank is filled with oil, the vessel settles in water with a drum, loses its cleaning efficiency, since it will absorb water more and more.

Известно также устройство - блочно-модульная установка для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды [2], состоящее из блока сбора плавающей жидкости с поверхности воды, представляющего собой сливную емкость, содержащую перфорированный транспортер в форме барабана с сорбционным материалом и отжимными приспособлениями, установленными соответственно верхний на внешней поверхности транспортера и сливной емкости, а нижний на границе раздела фаз вода -плавающая жидкость, причем верхнее отжимное приспособление -комбинация трех или пяти отжимных валиков связанных между собой и боковин, прикрепленных к крайним валикам, связанным с осью барабана, а нижнее выполнено в виде валика с экранирующей полосой или в виде пружинной полосы. Установка дополнительно снабжена блоком флотации для разделения воды и плавающей жидкости. Это устройство обеспечивает достаточный съем нефти с поверхности воды с помощью перфорированного транспортера. Недостатком известного устройства является то, что при подъеме по транспортеру слоя нефти большой толщины или других плавающих жидкостей с низкой вязкостью происходит их обратное отекание по транспортеру вниз, в результате чего уменьшается эффективность работы устройства.A device is also known - a block-modular installation for collecting oil and oil products from the surface of the water [2], consisting of a unit for collecting floating liquid from the surface of the water, which is a drain tank containing a perforated conveyor in the form of a drum with sorption material and squeezing devices installed respectively the upper one on the outer surface of the conveyor and the drain tank, and the lower one at the interface is water - a floating liquid, and the upper squeezing device is a combination of three or five and nip rollers interconnected sidewalls and attached to the extreme rollers associated with the drum axis, and the bottom is designed as a roller with a shielding strip or in the form of a spring strip. The installation is additionally equipped with a flotation unit for separating water and floating liquid. This device provides sufficient removal of oil from the surface of the water using a perforated conveyor. A disadvantage of the known device is that when a layer of oil of large thickness or other floating liquids with a low viscosity rises through the conveyor, they flow back down the conveyor, resulting in a decrease in the efficiency of the device.

Наиболее близким к заявляемой модели является установка для подборки с поверхности воды насыщенных нефтью сорбентов [3, прототип].Closest to the claimed model is the installation for collection from the water surface of oil-saturated sorbents [3, prototype].

Для подборки с поверхности воды насыщенных нефтью сорбентов, заключенных в жесткие каркасы, установка подвижно прикрепляется к носу судна. Установка содержит двойную раму, верхний привод приводной и нижний натяжной барабаны, вокруг которых натянута эластичная бесконечная транспортерная лента, опорные ролики для верхней восходящей части ленты. К транспортерной ленте на поперечных шарнирных стержнях прикреплены ковши, стенки которых выполнены из сетчатого или перфорированного листового материала. Нижняя часть транспортера с натяжными барабаном погружена в воду, а к нижним краям рамы прикреплены расходящиеся вперед от транспортера два крыла в виде вертикальных стенок, полупогруженных в воду и расположенных под тупым углом друг у другу. Под верхней частью транспортера установлен на судне наклонный лоток для выгрузки в него сорбентов, заключенных в жесткие каркасы.To select oil-saturated sorbents enclosed in rigid frames from the water surface, the unit is movably attached to the bow of the vessel. The installation comprises a double frame, an upper drive drive and a lower tension drum, around which an elastic endless conveyor belt is stretched, support rollers for the upper ascending part of the belt. Buckets are attached to the conveyor belt on transverse hinge rods, the walls of which are made of mesh or perforated sheet material. The lower part of the conveyor with the tension drum is immersed in water, and two wings diverging forward from the conveyor are attached to the lower edges of the frame in the form of vertical walls, semi-submerged in water and located at an obtuse angle to each other. An inclined tray is installed on the vessel under the upper part of the conveyor for unloading sorbents enclosed in rigid frames into it.

Достоинства предложенной установки заключаются в надежном поглощении нефти с поверхности воды независимо от погодных условий, предупреждении загрязнения водного бассейна и обеспечении охраны природной среды. К недостаткам можно отнести сложность конструкции (наличие ковшей) и возможность очистки воды только путем сбора сорбента насыщенного нефтью, причем сорбент должен иметь жесткий каркас.The advantages of the proposed installation are the reliable absorption of oil from the surface of the water, regardless of weather conditions, the prevention of pollution of the water basin and the protection of the natural environment. The disadvantages include the complexity of the design (the presence of buckets) and the ability to purify water only by collecting the sorbent saturated with oil, and the sorbent must have a rigid frame.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности очистки воды от углеводородных жидкостей, упрощение конструкции установки и удешевление процесса в целом.The objective of the proposed utility model is to increase the efficiency of water purification from hydrocarbon liquids, simplify the design of the installation and reduce the cost of the process as a whole.

Установка для очистки поверхности воды от плавающих углеводородных жидкостей, включающая раму, конвейер с электроприводом, закрепленный на раме и выполненный в виде ленточного транспортера с верхним приводным и нижним натяжным валиками, транспортер установлен наклонно с погружением в воду натяжного валика, причем натяжной валик выполнен с возможностью регулирования глубины погружения валика в загрязненную поверхность, а под верхней частью транспортера с приводным барабаном установлен резервуар для сбора очищенной воды. Замкнута я лента, расположенная на валиках является сорбентом, с помощью которого производится непосредственная очистка поверхности воды от нефтепродуктов. Для повышения эффективности очистки водной поверхности конструкция дополнительно снабжена скребковой лопаткой и фильтром.Installation for cleaning the surface of water from floating hydrocarbon liquids, including a frame, an electric conveyor mounted on the frame and made in the form of a conveyor belt with upper drive and lower idler rollers, the conveyor is installed obliquely with immersion idler in water, and the idler is made with the possibility regulating the depth of immersion of the roller in a contaminated surface, and under the upper part of the conveyor with a driving drum there is a reservoir for collecting purified water. A closed tape located on the rollers is a sorbent, with the help of which a direct cleaning of the water surface from oil products is carried out. To increase the efficiency of cleaning the water surface, the design is additionally equipped with a scraper blade and a filter.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что повышение эффективности и производительности работы устройства достигается за счет снижения потерь при транспортировке слоя плавающей жидкости от ленты-сорбента к резервуару и оптимального соотношения между скоростью сорбции углеводородной жидкости и скоростью движения ленты, обеспечивающее оптимальное время контакта сорбента с поверхностью углеводородной жидкости необходимое для максимальной сорбции. Скорость движения подбирается таким образом, что время контакта ленты-сорбента с поверхностью воды составляет 2-3 минуты, а линейная скорость подачи ленты 0,3-0,5 м/мин. Минимальный подъем лентой воды вместе с плавающей углеводородной жидкостью достигается за счет регулирования уровня нижнего валика.The essence of the proposed utility model is that increasing the efficiency and productivity of the device is achieved by reducing losses during transportation of the floating fluid layer from the sorbent belt to the tank and the optimal ratio between the rate of sorption of hydrocarbon liquid and the speed of the tape, providing optimal contact time of the sorbent with the surface of the hydrocarbon liquid necessary for maximum sorption. The speed of movement is selected in such a way that the contact time of the sorbent tape with the surface of the water is 2-3 minutes, and the linear feed speed of the tape is 0.3-0.5 m / min. The minimum rise with a tape of water along with a floating hydrocarbon liquid is achieved by regulating the level of the lower roller.

На фиг.1 изображены общий вид устройства для очистки поверхности воды от плавающих углеводородных жидкостей.Figure 1 shows a General view of a device for cleaning the surface of water from floating hydrocarbon liquids.

Данное устройство для сбора плавающих жидкостей с поверхности воды, состоит из корпуса I, с помощью которого оно может находиться либо на плаву, либо закрепляться к носу судна. Внутри корпуса находятся две вертикальные стенки II, на которых установлен приводной валик 1, редуктор 3 и двигатель 4. К корпусу прикреплена рама транспортера 5, выступающего вперед и вниз, с нижним натяжным валиком 2 и регулировочным винтом 6. С помощью регулировочного винта 6 можно выбирать глубину погружения валика 2 на загрязненную поверхность.This device for collecting floating liquids from the surface of the water, consists of hull I, with which it can either be afloat or fixed to the bow of the vessel. Inside the casing there are two vertical walls II, on which the drive roller 1, gearbox 3 and motor 4 are mounted. The frame of the conveyor 5 is projected forward and downward with the lower tensioning roller 2 and the adjusting screw 6. The adjusting screw 6 can be selected the depth of immersion of the roller 2 on a contaminated surface.

Валик 1 и валик 2 замкнуты лентой-сорбентом 10, впитывающей плавающие углеводородные жидкости. Под приводным валиком 1 на корпусе установлен резервуар 7 для приема очищенной воды, и скребковая лопатка 8, расположенная в непосредственной близости с фильтром 9.The roller 1 and the roller 2 are closed by a sorbent tape 10 absorbing floating hydrocarbon liquids. Under the drive roller 1 on the body there is a tank 7 for receiving purified water, and a scraper blade 8, located in close proximity to the filter 9.

Замкнутая лента-сорбент выполнена двухслойной, состоящей с внутренней стороны из полимерного материала, а с наружной из хлопчатобумажной ткани. Полимерный материал исключает просачивание загрязненной жидкости и попадание ее на элементы конструкции, хлопчатобумажная ткань является слоем непосредственно впитывающим воду и нефть, и быстро подвергается сушке.The closed sorbent tape is made of two layers, consisting of a polymer material on the inside and a cotton fabric on the outside. The polymer material eliminates the leakage of contaminated liquid and its ingress on structural elements, the cotton fabric is a layer directly absorbing water and oil, and is quickly dried.

Известно, что у хлопчатобумажной и вискозной ткани впитываемость воды очень высокая, поэтому технические хлопчатобумажные ткани предназначаются в основном для различных промышленных изделий (обувные ткани, ремни, фильтровальные ткани, ткани для промышленности и др.). Были испытаны фильтры из нескольких слоев разных тканей и выбрана ткань с наилучшими сорбционными качествами. Также была оптимально подобрана скорость движения ленты-сорбента транспортера.It is known that for cotton and viscose fabrics, water absorption is very high, therefore, technical cotton fabrics are intended mainly for various industrial products (shoe fabrics, belts, filter fabrics, fabrics for industry, etc.). Filters from several layers of different fabrics were tested and the fabric with the best sorption qualities was selected. Also, the speed of the conveyor belt sorbent was optimally selected.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Устройство устанавливается на поверхность воды, рама транспортера 5 и натяжного валика 2 при помощи регулировочного винта 6 опускается на нужную глубину. После установки включается двигатель 4. Он за счет редуктора 3 приводит во вращательное движение валик 1. В свою очередь валик 1 с помощью замкнутой ленты-сорбента 10 заставляет вращаться натяжной валик 2. Плавающая жидкость, находящиеся на поверхности воды, смачивает замкнутую ленту-сорбент 10 и поднимается на ее поверхности вверх. После прохождения замкнутой ленты-сорбента 10 вокруг приводного валика 1 плавающая жидкость с ее поверхности снимается скребковой лопаткой 8 и стекает на ниже расположенный фильтр 9. Через фильтр 9 нефтяные пятна не проходят и остаются в нем, а вода в свою очередь продолжает свой путь и стекает в резервуар 7 находящийся на корпусе устройства. Отжатая замкнутая лента-сорбент 10 после скребковой лопатки 8, направляется к натяжному валику 2 за следующей партией плавающих жидкостей на поверхности воды.The device is installed on the surface of the water, the frame of the conveyor 5 and the tension roller 2 with the help of the adjusting screw 6 is lowered to the desired depth. After installation, the engine 4 is turned on. Due to the gearbox 3, the roller 1 is rotated. In turn, the roller 1, with the help of a closed sorbent belt 10, causes the tension roller 2 to rotate. Floating fluid located on the water surface moistens the closed sorbent belt 10 and rises on its surface up. After passing the closed sorbent belt 10 around the drive roller 1, the floating liquid is removed from its surface with a scraper blade 8 and flows to the lower filter 9. Oil spots do not pass through the filter 9 and remain in it, and the water, in turn, continues its path and flows into the tank 7 located on the device. The pressed closed sorbent tape 10 after the scraper blade 8 is directed to the tension roller 2 after the next batch of floating liquids on the water surface.

При использовании установки в лабораторных условиях скорость сбора нефти с поверхности воды позволило провести обоснование эффективности по производительности и скорости подачи ленты-сорбента и технических характеристик (фиг.2).When using the installation in laboratory conditions, the rate of collection of oil from the surface of the water made it possible to justify the effectiveness of the performance and feed rate of the sorbent tape and technical characteristics (figure 2).

На графике (фиг.2) скорости сорбции нефти в зависимости от времени имеется экстремум в диапазоне от 2 до 3 минут, характеризующий оптимальную скорость сорбции.On the graph (figure 2) of the oil sorption rate, depending on the time, there is an extremum in the range from 2 to 3 minutes, characterizing the optimal sorption rate.

На фиг.3 приведена полученная лабораторным путем изотерма адсорбции, из которой следует, что за 2-3 минуты адсорбция достигает максимального значения (40-45 кг/м углеводородной жидкости в мин). Отсюда следует, что для достижения наибольшей адсорбции необходимая линейная скорость подачи ленты-сорбента равняется 1/t (0,3-0,5 м/сек).Figure 3 shows the adsorption isotherm obtained in the laboratory, from which it follows that in 2-3 minutes the adsorption reaches its maximum value (40-45 kg / m hydrocarbon liquid per minute). It follows that to achieve the highest adsorption, the required linear feed rate of the sorbent tape is 1 / t (0.3-0.5 m / s).

Таким образом, предлагаемое устройство для очистки поверхности воды от углеводородных жидкостей позволяет эффективно с наименьшими затратами провести очистку воды, которая достигается за счет:Thus, the proposed device for cleaning the surface of the water from hydrocarbon liquids allows you to effectively with the least cost to clean the water, which is achieved by:

1. Снижения потерь при транспортировке слоя плавающей жидкости от ленты к резервуару;1. Reducing losses during transportation of a layer of floating fluid from the tape to the tank;

2. Оптимального соотношения между скоростью сорбции углеводородной жидкости и скоростью движения ленты-сорбента, обеспечивающего максимальное поглощение углеводородной жидкости с поверхности воды с помощью бесконечной ленты, при этом подъем лентой воды вместе с плавающей углеводородной жидкостью минимален за счет регулирования уровня нижнего барабана.2. The optimal ratio between the rate of sorption of hydrocarbon liquid and the speed of the tape-sorbent, ensuring maximum absorption of the hydrocarbon liquid from the surface of the water using an endless belt, while the rise of the tape of water along with the floating hydrocarbon liquid is minimized by controlling the level of the lower drum.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент RU 2144108 с приоритетом от 28.07.98, кл. 7 Е02В 15/10 «Устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды» / Хлесткий Р.Н., Самойлов НА., Шаммазов A.M., Дворников В.Л.1. Patent RU 2144108 with priority from 07/28/98, cl. 7 Е02В 15/10 “Device for removing oil and oil products from the surface of the water” / Khlestky RN, Samoilov NA., Shammazov A.M., Dvornikov V.L.

1. Патент RU 75202 с приоритетом от 06.02.08, кл. Е02В 15/04 (2006.01) «Блочно-модульная установка для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды» / Литвиненко А.Н., Макушев Ф.С., Назаров С. В., Давлетов М.А.. Гафуров Д.Р., Панков В.И., Кудряшов Е.Ю.1. Patent RU 75202 with priority of 02/06/08, cl. Е02В 15/04 (2006.01) “Block-modular installation for collecting oil and oil products from the water surface” / Litvinenko AN, Makushev FS, Nazarov SV, Davletov MA .. Gafurov DR ., Pankov V.I., Kudryashov E.Yu.

1. Патент RU 2084584 с приоритетом от 31.08.90, кл. 6 Е02В 15/10, Е02В 15/04 «Установка для подборки с поверхности воды насыщенных нефтью сорбентов» / Слободяник И.П.1. Patent RU 2084584 with priority from 08/31/90, cl. 6 Е02В 15/10, Е02В 15/04 “Installation for collecting oil-saturated sorbents from the water surface” / Slobodyanik I.P.

Claims

1. A device for collecting hydrocarbon fluid from the surface of water bodies, including a frame, an electric drive conveyor, mounted on the frame and made in the form of a conveyor belt with upper drive and lower tension rollers, the upper drive roller is mounted on vertical walls, the conveyor is mounted obliquely with immersion in water tension roller, and the tension roller is configured to control the depth of immersion of the roller in a contaminated surface, and set under the upper part of the conveyor with a drive drum flax reservoir for collecting purified water, characterized in that the device is additionally equipped with a housing, a scraper blade, a filter and an adjusting screw configured to regulate the immersion depth of the tension roller with the tape, and the closed tape is a sorbent of hydrocarbon liquid, and the optimal contact time of the tape-sorbent with the water surface is 2-3 minutes, and the linear feed rate of the sorbent tape is 0.3-0.5 m / min.

2. A device for collecting hydrocarbon liquid according to claim 1, characterized in that the closed sorbent tape is made of two layers, consisting of a polymer material on the inside and a cotton fabric on the outside.

3. A device for collecting hydrocarbon liquid according to claim 1, characterized in that for cleaning the water surface, the hull of the device is attached to the bow of the vessel.

4. A device for collecting hydrocarbon liquid according to claim 1, characterized in that for cleaning the water surface, the housing of the device is located directly on the surface to be cleaned.