Автореферат (1172998), страница 2
Текст из файла (страница 2)
На рисунке 1 представлена схема очистки нефтезагрязненных сточных водНПЗ. Загрязненный шлам нагревается до 80-85оС и подается в декантер, гдеразделяетсянатрифазы:твердыйосадок,углеводороднаячастьинефтесодержащая вода. Твердый осадок собирают и обрабатывают на основезаключенного с НПЗ договора (ООО «Лилама ЕМЕ»), углеводородная частьподается в резервуары для переработки, загрязненная вода перекачивается всепаратор. В работе исследовался твердый осадок.Объектами исследования также являются 3 образца углеводородныхжидкостей из открытых амбаров, заявленные как «некондиционный топочныймазут» из Чеченской Республики.8Рисунок 1 - Cхема очистки нефтезагрязненных сточных вод НПЗ «Зунг Куат»Глава 3 посвящена экспериментальной части и разработке технологиипереработки и утилизации НШ различного генезиса.НШ со станции очистки сточных вод НПЗ «Зунг Куат» имеет пастообразнуюконсистенцию, черный цвет, запах углеводородов.
Определение фазового составапоказало, что в нём содержится 12,56% масс. углеводородов, 21,12% масс.механических примесей и 66,32% масс. воды.Сцельюопределениявыходасветлыхнефтепродуктовпроведенаатмосферная перегонка углеводородной фазы НШ. Фракционный состав,представленный на рисунке 2, свидетельствует о незначительном содержаниисветлых фракций.Класс опасности НШ определен расчетным методом как 4-й, то есть НШявляется умеренно опасным, и его следует утилизировать.По результатам анализа возможных способов утилизации и обезвреживанияНШ был выбран один из самых перспективных методов – реагентноекапсулирование.
Данный метод предполагает перевод вязкотекучих НШ всвязанное и более безопасное порошкообразное состояние и заключается в9применении реагента – оксида кальция. Был проведен химический анализнегашеной извести, результаты исследований представлены в таблице 1.Рисунок 2 - Фракционный состав углеводородной части НШТаблица 1 - Техническая характеристика воздушной негашеной кальциевойизвести «Bitracorp»Наименование показателяЗначениеАктивный СаО, % масс., не менее80Активный MgO, % масс., не более5Максимальный размер частиц дробленой извести, мкм, не более110СО2, % масс., не более3Непогасившиеся зерна, % масс., не более20Температура гашения, оС90Время гашения, мин3-15Известная схема обезвреживания НШ методом реагентного капсулированияпредставлена на рисунке 3.
К этой же схеме были добавлены реакции,проходящие между НШ и обезвреживающей композицией.Метод реагентного капсулирования НШ с применением негашеной известиимеет два недостатка. Во-первых, при смешивании НШ с гидрофильнойнегашеной известью не происходит гомогенное диспергирование органическойсоставляющей,поэтомунегашенуюизвестьнеобходимообработатьгидрофобизатором. В качестве такого гидрофобизатора возможно применениезолы уноса, которая образуется в результате сжигания твердого топлива на ТЭС10«Фа Лай».
Она представляет собой тонкодисперсный материал из частицразмером 3-315 мкм. Компонентный состав золы представлен в таблице 2, амикрофотография – на рисунке 4. Обезвреживающая композиция, полученнаяпосле добавления к негашеной извести золы уноса, на первом этапе поглощаетгидрофобную органическую фазу, а после этого реагирует с присутствующейводой, образуя твердый порошкообразный материал в форме гранул.Рисунок 3 - Схема обезвреживания НШ и получения гранулВо-вторых, применение оксида кальция повышает щелочность получаемогопродукта (рН 11-12).
Снижение щелочности можно достичь путем введения впрепарат добавок кислотного характера. В золе уноса основным компонентомявляется оксид кремния, который при взаимодействии с оксидом и гидроксидомкальция образует нерастворимые силикаты кальция, повышающие прочность иснижающие растворимость продукта обезвреживания.
Кроме того, зола уносаобладает остаточными свойствами сорбента и способна связывать тяжелыеметаллы и углеводороды, содержащиеся в НШ.Нами были выбраны различные соотношения негашеной извести и золыуноса, на основе которых получены различные обезвреживающие композиции,которые смешивались с НШ. Результаты химических процессов образованиягранул приведены в таблице 3.11Таблица 2 - Характеристики золыРисунокуноса ТЭС «Фа Лай»микрофотография золыНаименование показателя4-Электронная% масс.SiO254,48Al2O325,67Fe2O38,92K2O5,92CaO1,51TiO21,07При отверждении НШ в соотношении НШ : известь : зола, равным 80:0:20соответственно,гранулы не образовались, что стало результатом отсутствияоксида кальция. При соотношении 80:20:0, 80:10:10 реакция шла не до конца,образовывались крупные и неустойчивые гранулы.
При соотношениях 70:15:15,70:20:10, 70:10:20 получались однородные мелкодисперсные гранулы, реакцияшла со значительным выделением тепла, температура поднималась до 97°С, НШбыл полностью закапсулирован в известковые оболочки. При дальнейшемувеличении количества извести и золы до соотношения 60:20:20 НШ перешел всыпучее состояние с большим избытком непрореагировавшей извести.Нами были определены критерии оценки качества композиций НШ :негашеная известь : зола уноса.
В качестве таковых были выбраны вымываемость(содержание нефтепродуктов в водной вытяжке из полученных гранул) после 15го и 30-го дня созревания; температура реакции; дисперсность полученныхгранул. Согласно этим критериям оптимальным соотношением является 70:15:15– ТА1.Для дальнейших исследований был выбран полученный продукт ТА1 после30-ого дня созревания.12Таблица 3 - Результаты лабораторных экспериментов по подбору рецептурыреагентного капсулированияНазваниеНШСаОЗолаTA010000TA780020TA680200TA5801010TA1701515TA2702010TA3701020TA4602020слипаниечастиц,крупныегранулысыпучее,крупныегранулысыпучее,крупныегранулысильныйкомн.сильныйкомн.слабый75сильный73слабый95слабый97слабый87слабый981247112811739761175039191351247101510321825380,716368Фотопластично –Состоя-ниевязкостноеЗапах УВТ оCВ15(мг/л)В30(мг/л)сыпучее,сыпучее,сыпучее,мелкие,мелкодисперс мелкодисперсн мелкодисперсн частицы НИ вные гранулы ые гранулыые гранулыизбыткеТА1 представляет собой тонкодисперсные гранулы серого цвета свлажностью 4,27%.
После сравнения характеристик полученных гранул ТА1 стехническими требованиями на минеральный порошок для асфальтобетонныхсмесей (таблица 4) было предложено улучшить свойства ТА1 и использовать егов качестве минеральной добавки для приготовления таких смесей.Таблица 4 - Сравнение характеристик гранул TA1 с техническимитребованиями на минеральный порошок для асфальтобетонных смесейНаименование Характеристики Характеристики Нормативы дляпоказателейполученногополученногоминеральногоматериала TA1материала TA1порошкадо дробления и после дробления асфальтобетонасушкии сушкиЗерновой состав, % по массе- 0,600 мм87- 0,300 мм50÷100- 0,075 мм35÷100Влажность, %4,27по массе10093÷10080÷1001,010095÷10070÷100не более 1,0МетодикаTCVN7572-2:2006TCVN7572-7:2006Одним из условий для минерального порошка асфальтобетонной смесиявляется то, что размер более 70% гранул не должен превышать 0,075 мм.Перспективным методом улучшения адгезионной способности гранул по13отношению к битуму является их перевод в более активное состояние путемфизического воздействия, например, дробления.
На рисунке 5 представленораспределение частиц гранул по размерам в зависимости от времени дробления. Сцелью увеличения доли частиц порошка размером меньше 0,075 мм, а такжеуменьшения энергетических затрат на производство, за оптимальное времяактивации в дальнейшем исследовании принято 60с.Рисунок 5 - Распределение частиц гранул по размерам в зависимости отвремени дробления при скорости вращения 800 об/мин, 7 шаров в размольномстакане объемом 45 мл и полезной ёмкостью - 20 мл.ИсследованиеприпомощиполученногорастровогопорошкаэлектронногоРисунок6TA1показало,увеличениемвполученномпорошкепреобладают частицы неправильной формы,имеющие большое количество углов играней (рисунок 6). Известно, что припрочих равных условиях в порошках счастицами кубической формы по сравнениюсосферическимичастицамиудельнаяповерхность смеси возрастает на 40%, а стетраэдрическими – на 140%.Электроннаямикрофотографиямикроскопа при увеличении в 2000 разчто-спорошка2000-кратным14Именно благодаря высокой удельной поверхности полученные порошкиобладают высокой структурирующей способностью по отношению к битуму.С помощью планетарной мельницы Fritsch Pulverisette 7 при скоростивращения 800 об/мин в течение 60с из ТА1 получили высокодисперсныйминеральныйпорошок.Длядальнейшейобработкивлабораторииасфальтобетонной смеси ОАО «ВМТ» через вибрационный грохот отобралифракцию размером меньше 0,075 мм.
Результаты анализа показателей качестваприготовленной асфальтобетонной смеси с использованием обработанногопродукта утилизации НШ - ТА1, приведены в таблице 5.Таблица 5 - Результаты испытаний асфальтобетонной смеси, полученной наоснове ТА1Показатели качестваасфальтобетонаОптимальнаяконцентрация битумав смеси, % масс.Средняя плотность,гр./см3Устойчивость, кНУсловная пластичность,ммОстаточная пористость,%Пористостьасфальтобетона, %Устойчивостьасфальтобетона после24 часов, %Асфальтобетон сиспользованием ТА1По TCVN 8820:2011Методика4.80-TCVN 8820 : 20112.44-TCVN 8860-5 : 20118.50≥8TCVN 8860-1 : 20113.102– 4TCVN 8860-1 : 20115.253–6TCVN 8860-9 : 201114.8314 – 18TCVN 8860-10 : 2011100.00> 65TCVN 8860-12 : 2011Показатели качества полученного асфальтобетона соответствуют нормамTCVN 8820 : 2011. Обработанные гранулы – продукт переработки НШ рекомендуетсяиспользоватьвкачествеприготовления асфальтобетонной смеси.минеральногопорошкадля15Разработка технологии утилизации нефтесодержащих отходов вусловиях Чеченской Республики с получением товарных продуктовИсследованы 3 образца углеводородных жидкостей, отобранных изоткрытых амбаров в Чеченской Республике и заявленных как «некондиционныйтопочный мазут»:•Образец 1 – вязкая нефтеподобная жидкость со слабым запахом;•Образец 2 – текучая жидкость с сильным запахом лакокрасочногорастворителя;•Образец 3 – темно-бурая паста с выраженным запахом углеводородов.Результаты определения фазового состава и характеристик трех образцовприведены в таблице 6.Таблица 6 - Характеристики образцов НШ Чеченской РеспубликиПоказательОбразец 1Образец 2Образец 3Содержание, % масс.46,665,546,0•Углеводороды8,912,15,8•Мехпримеси44,522,448,2•ВодарН водной вытяжки6,66,46,7рН отпрессовавшейся воды5,95,35,8Результаты определения фазового состава показывают, что об использованиивсех образцов в качестве топлив не может быть и речи, поскольку содержаниеводы и механических примесей многократно больше допустимого (например,нормы для топочных мазутов 1,0 и 1,5% масс.
соответственно), следовательно,необходимо удаление воды и мехпримесей. Результаты определения рНпоказывают, что образцы не являются кислыми гудронами и представляют собойНШ.Для определения возможного пути удаления механических примесей онибыли выделены из образца 2 с помощью экстракции на аппарате СокслетачетыреххлористымуглеродомВыяснилось,механическиечтоспоследующейпримесиотгонкойимеютрастворителя.коллоиднуюстепеньдисперсности, что значительно затрудняет их удаление.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
