Диссертация (1172999), страница 6
Текст из файла (страница 6)
В этом случае может произойти снижение поверхностного натяжения награнице раздела фаз вода-нефть, что облегчит разделение. Кроме того,микроволновоеизлучениеможетпривестикизменениюполярностиэлектрических зарядов, окружающих молекулы воды, то есть разрушить двойнойэлектрический слой на границе раздела нефть/вода, в результате чего снижаетсядзета-потенциал. При этом капли воды и нефти в эмульсии могут двигаться более37свободно, сталкиваться друг с другом в процессе коалесценции .
Приведенныевыше механизмы могут привести к разделению эмульсии .Производительность микроволнового облучения при деэмульгированиинефтяных шламов зависит от многих факторов: мощности источника СВЧизлучения,длительностиобработки,наличияПАВ,рНводнойфазы,минерализации и других свойств нефтешламов, например, соотношения воданефть. Увеличение рН водной фазы может привести к снижению стабильностиэмульсии вода-нефть за счет увеличения гидрофильности .
С другой стороны,былоотмеченаповышеннаяэффективностьмикроволновогоизлучениевследствие увеличения проводимости водной фазы, что увеличивает скоростьнагрева . Тем не менее, применение микроволнового облучения в промышленныхмасштабахобработкинефтешламовограниченоиз-заспецифическогооборудования, и возможных высоких эксплуатационных расходов.1.3.1.3 Химические методы обезвреживания нефтешламовХимические методы переработки шламов включают в себя следующиетехнологии: отмыв, химическое окисление, экстракция и инкапсулирование.Отмыв углеводородов из шламов техническими моющими средствами новогопоколения.
Ограничено применение в связи с образованием загрязненныхмеханических примесей и жидкой фазы. Целесообразно использование способа всочетании с другими (например, с механическими и др.). Процесс отмывавключает загрузку нефтезагрязненного грунта, подачу подогретой воды идобавление ПАВ с дальнейшим перемешиванием.
После этого сверху собираетсяжидкость, содержащая нефтепродукты, а грунт поступает на осушку. Жидкость38может быть очищена с помощью сорбентов или центрифуг. А осушение грунтапроизводится с помощью гидроциклонов и центрифуг.ХимическиеметодыпереработкиНШ—этоэкстрагированиеселективными экстрагентами, капсулирование с применением пластификаторов идобавок, обработка гидрофобизаторами на основе гашеной и негашеной известилибо других материалов [42]. Общее заключается в обработке НШ химическимреагентом с образованием структуры, иммобилизующей загрязняющие веществаи препятствующей их выделению в окружающую среду.Такие способы обезвреживания нефтеотходов позволяет резко уменьшитьнаносимый окружающей среде ущерб и получить товарные продукты дляразличных отраслей.
Очистку поверхностей водоемов от пролитой нефтипроводят с помощью эмульгаторов, разлагаемых бактериально. Нефтяные пятнана поверхности водоёмов способствуют распространению отходов и возможномупоследующему биохимическому окислению.магнитныхжидкостей,представляющихИзвестнособойтакжесложныеприменениеполидисперсныеколлоидные системы, включающие воду, нефтяную фазу и мехпримеси. Присмешениитакой жидкости с УВ получают смесь, которую собирают с помощьюмагнитного устройства [43, 44].В качестве реагентов могут быть исполдьзованы золы колошниковые изолы уноса, гипс, глина, портландцемент, зольная пыль класса «F», зольная пыль(известь) класса «С», порошок для кальцинации (из обжиговых печей),тонкодисперсный шлак из доменных печей, фосфогипс, гашеная и негашенаяизвесть, термопластическая органика (асфальт), органические полимеры, песок[45, 46].Капсулирование известьюКапсулирование включает смешивание НШ с твердой добавкой с цельюполучения матрицы, внутри которой нефтепродукты и металлы фиксируются и небудутвымываться.Использование известидляэтойцелиизвестноипрактикуется; показано, что добавление извести производит в НШ физические ихимические изменения, которые облегчают адсорбцию углеводородов и39иммобилизацию металлов в виде нерастворимых солей [47].
Высокий уровень рНобеспечивается добавлением извести, что имеет важное значение. При получениигидрофобной матрицы могут быть введены некоторые добавки с цельюпредотвращения загрязнения кислыми осадками перколяции [8].Чаще всего используют негашеную известь из-за её дезинфицирующихсвойств. При смешивании с ней влажного отхода реагент гасится водой и,взаимодействуя с углекислым газом воздуха, образует карбоната кальция:CaO + H2O → Ca(OH)2 +Q;Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O.В этом случае температура повышается до 60-100oС, смесь испаряетизбыток воды и по прошествии некоторого времени шлам превращается втвердыйсыпучийматериал.Частицытакогоматериалыпокрытыводонепроницаемой гидрофобной оболочкой. Находящиеся внутри капсулыуглеводороды не воздействуют на окружающую среду благодаря высокойпрочности и герметичности капсулы. Заполненные жидкими углеводородамимикропоры оболочки капсулы способствуют гидрофобизации ее поверхности имногократно снижают смачиваемость частиц, воздействие на них водной среды (втом числе грунтовых вод, кислотных дождей), повышают стойкость кциклическому промерзанию.
Возможность перехода содержимого капсулы вводный раствор снижается на несколько порядков. Со временем (в течение 1-3месяцев) вследствие продолжающейся карбонизации поверхности капсулыпрочность оболочки существенно возрастает. Капсулированный материалвыдерживает объемное давление до 5 МПа без заметного разрушения,многократное циклическое замораживание, воздействие слабокислой среды [45].Обработка НШ золой уноса ТЭСНШ, который содержит нефтепродукты в виде водной эмульсии,механические примеси и другие загрязняющие агенты, можно перерабатывать,используя смесь водной суспензии золы уноса и небольшого количестваполимера.40Легкий НШ сгущается резервуаре с мешалками. А НШ, включающийтяжелые нефтепродукты и мехпримеси, после разделенияв центрифугеобрабатывается золой уноса ТЭС в шнековом смесителе.Осажденныепродуктыиззагустителяипродуктыизсмесителятранспортируются на полигоны размещения отходов.
Данные полигоны должныбыть гидроизолированы для сокращения вымывания. Малое время отверждения вжаркийсезонделаетвозможнымеготранспортировкуиспользование для дорожного строительства.идальнейшееПосле покрытия слоем почвыучасток захоронения может быть использован для выращивания травы и деревьев[48, 8]. Этот метод может быть достаточно дорогим, так как для этого процессанеобходимы оборудование, энергетические и эксплуатационные средства.Метод реагентного капсулированияИзвестный за рубежом как «технология DKR», в России способ обработкишламов негашеной известью с добавлением различных модификаторов носитназвание «реагентного капсулирования».Полнота переработки шлама определяется его составом, свойствамиизвести: в частности размером гранул, химической чистотой и активностью, атакже качеством перемешивания [49].
Принципиально важным показателемпроцесса реагентного капсулирования является соотношение количеств шлама иреагентов.Технология реагентного капсулирования, благодаря герметизации, а неуничтожению загрязняющих веществ, помимо НШ, буровых шламов, примениматакже и к другим отходам – иловым осадкам сточных вод, отходамживотноводства. При этом рост температуры смеси более чем до 60oС врезультате гашения извести влечёт за собой гибель патогенной микрофлоры.Компания AKTOR S.A.
(Греция) намомент 2009 г. на о. Пситаллия методомреагентного капсулирования переработала порядка полумилиона тонн иловыхосадков, но это предварялось длительным подбором рецептуры реагентаотвердителя. Принципиальны следующие выводы греческих исследователей:41−доза негашеной извести должна составлять более 9 % массы шлама длядостижения величины pH > 11 получаемого продукта.−количество негашеной извести должно составлять более 18 % массы шламадля достижения температуры получаемого продукта не менее 55oС .−длядоза негашеной извести должна составлять более 25 % массы нефтеотходадостижения температурыобразующегосяпродукта не менее55oС,поддерживаемой не менее двух часов, и для получения значений физикохимическихпоказателей, обеспечивающих его безопасное размещение, [50].ВработеН.Г.Ягудина[51]показано:необходимоеколичестводобавляемого в буровые НШ вяжущего реагента составляет около 14% масс.Соотношение капсулирующего реагента и воды для нефтеотходов различногосостава определена в диссертации Ю.В.
Логуновой. Для НШ, образованных призачистке магистральных нефтепроводов, при транспорте и хранении нефти, доляреагента составляет порядка 80-100% массы исходного сырья [52]. Отсюдаследует, что данные о рецептурах реагентного отверждения разнятся взависимости от источника информации [46].Оборудование для реализации метода капсулированияПримером высокоэффективного оборудования для реализации методакапсулирования служит мобильная блочная установка производства компании«Фёст-Альпине ГмбХ» (Австрия), производительность которой может достигать20 т/ч, состоящая из гомогенизатора, реактора гидратации, дозатора реагента иразличных комплектующих для загрузки сырья и вывода продукта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
