RU176689U1 - TANK CLEANING DEVICE - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для очистки внутренних поверхностей резервуаров, преимущественно, содержащих одорант природного газа, а также его производные, и может быть использовано в газовой, нефтехимической и смежных с ними отраслях промышленности.Устройство для очистки резервуара содержит расходную емкость, шламоуловитель, циркуляционный насос, узел ввода эжекторного типа, всасывающий насос, датчик давления, датчик уровня, разрядную камеру, генератор кислорода, компрессор, воздухозаборник, чиллер, внешний воздушный теплообменник, компьютер, вентили и сепаратор, соединенные через гидрозатвор и каталитический деструктор озона с атмосферой, при этом узел ввода соединен посредством металлоруковов с сепаратором, циркуляционным насосом, всасывающим насосом и разрядной камерой, соединенной с теплообменником через чиллер, в которую кислород нагнетается из генератора кислорода, связанного с компрессором и воздухозаборником, а очистку проводят в автоматизированном режиме по алгоритму, задаваемому через компьютер, который связан с циркуляционным насосом, всасывающим насосом, вентилями, датчиком давления и датчиком уровня.Предложенное техническое устройство позволяет в течение конечного времени производить исчерпывающее и необратимое обезвреживание и дезодорацию металлических или пластиковых резервуаров. 1 ил.The utility model relates to devices for cleaning the inner surfaces of tanks, mainly containing an odorant of natural gas, as well as its derivatives, and can be used in gas, petrochemical and related industries. The device for cleaning the tank contains a supply tank, a sludge trap, a circulation pump , ejector-type input unit, suction pump, pressure sensor, level sensor, discharge chamber, oxygen generator, compressor, air intake, chiller, external air heat an exchanger, a computer, valves and a separator connected through a water trap and a catalytic ozone destructor to the atmosphere, the input unit being connected via metal hoses to a separator, a circulation pump, a suction pump and a discharge chamber connected to the heat exchanger through a chiller into which oxygen is pumped from the oxygen generator associated with the compressor and the air intake, and the cleaning is carried out in an automated mode according to the algorithm specified through a computer that is connected to the circulation pump, all a suction pump, valves, a pressure sensor and a level sensor. The proposed technical device allows for a finite time to make an exhaustive and irreversible neutralization and deodorization of metal or plastic tanks. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для очистки внутренних поверхностей резервуаров, преимущественно, содержащих одорант природного газа, а также его производные, и может быть использовано в газовой, нефтехимической и смежных с ними отраслях промышленности.The utility model relates to devices for cleaning the inner surfaces of reservoirs, mainly containing an odorant of natural gas, as well as its derivatives, and can be used in gas, petrochemical and related industries.

Известен способ очистки резервуаров, изложенный в стандарте: «Утилизация емкостей хранения и рабочих емкостей одоранта на ГРС, очистка контейнеров на пункте заправки», СТО Газпром 2-3.5-187-2008. Офиц. изд. М.: ИРЦ Газпром. 2008, III, 17 с., который включает налив самотеком в обезвреживаемый резервуар технологического раствора дезодорирующих химических окислителей и длительное выдерживание без перемешивания. Приготавливают технологический раствор в металлическом баке, снабженном мешалкой.There is a known method for cleaning tanks, outlined in the standard: "Disposal of storage tanks and working tanks of odorant at gas station, cleaning containers at a gas station", STO Gazprom 2-3.5-187-2008. Officer ed. M .: IRC Gazprom. 2008, III, 17 pp., Which includes gravity filling in a neutralized tank of a technological solution of deodorizing chemical oxidizing agents and prolonged aging without stirring. Prepare a technological solution in a metal tank equipped with a stirrer.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании указанного стандарта, относится то, что в указанном стандарте не достигают полной дезодорации емкости и раствора в течение конечного времени, не удаляют технологический раствор из резервуара после завершения очистки, не препятствуют попаданию в атмосферу токсичных паров одоранта или дезодорирующих химических окислителей, не используют технологический раствор неоднократно, а также не увеличивают моющую способность технологического раствора в процессе работы.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the specified standard include the fact that the specified standard does not achieve complete deodorization of the tank and solution during the final time, does not remove the technological solution from the tank after cleaning, and does not prevent toxic fumes from entering the atmosphere odorant or deodorizing chemical oxidizing agents, do not use the process solution repeatedly, and also do not increase the washing ability of the process ora in the process.

Наиболее близким к заявленному устройству по совокупности признаков является мобильная установка для промывки емкостей, состоящая из расходной емкости с раствором, циркуляционного насоса и шламоуловителя, при помощи которой промывают емкости хранения одоранта (Посмак М.А., Крюков А.В., Алиев Т.Т., Янчук В.М., Галкин С. С. Реализация на объектах эксплуатации технологии очистки емкостей для хранения одоранта // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016. №2. С. 34-36), принято за прототип.The closest to the claimed device in terms of features is a mobile installation for washing containers, consisting of a consumable container with a solution, a circulation pump and a sludge trap, with which the odorant storage tanks are washed (Posmak M.A., Kryukov A.V., Aliyev T. T., Yanchuk V.M., Galkin S.S. Implementation of the technology for cleaning containers for storage of odorant at the operation facilities // Territory NEFTEGAZ. 2016. No. 2. P. 34-36), taken as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании указанного устройства, относится то, что не достигают полной дезодорации емкости и раствора, а только снижают уровень содержания меркаптанов до уровня отсутствия ярко выраженного запаха одоранта, не препятствуют попаданию в атмосферу токсичных паров одоранта при заполнении водой очищаемой емкости, которое выполняют с помощью пожарной машины, не используют технологический раствор неоднократно, а сжигают его, не увеличивают моющую способность технологического раствора в процессе работы, а все работы по сливу раствора из емкости выполняют вручную.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the specified device include the fact that they do not achieve complete deodorization of the container and the solution, but only reduce the level of mercaptans to the level of the absence of a pronounced odor of odorant, and do not prevent toxic odorant vapor from entering the atmosphere when filling water of the tank to be cleaned, which is performed using a fire engine, do not use the process solution repeatedly, but burn it, do not increase the washing ability the technological solution during operation, and all work on draining the solution from the tank is performed manually.

Кроме того, осуществляют окончательную утилизацию отработанного раствора на удаленной стационарной установке термического обезвреживания путем сжигания, применяя сложную реагентную систему очистки дымовых газов, а транспортировку раствора к объекту утилизации осуществляют в специальном транспортном средстве - бензовозе, что говорит о токсичности и пожаровзрывоопасности отработанного раствора, то есть об отсутствии собственно обезвреживания.In addition, the final disposal of the spent solution is carried out at a remote stationary thermal neutralization unit by burning, using a complex reagent flue gas cleaning system, and the solution is transported to the disposal facility in a special vehicle - a fuel truck, which indicates the toxicity and fire and explosion hazard of the spent solution, i.e. about the lack of proper disposal.

Проблема при очистке, обезвреживании и дезодорации резервуаров хранения одоранта заключается в том, что возникла необходимость снижения затрат на их утилизацию, за счет реализации полученного из них металлического лома и снижения затрат на осуществление экологических платежей, а также сокращения времени полного обезвреживания и дезодорации емкостей.The problem with the cleaning, decontamination and deodorization of odorant storage tanks is that there is a need to reduce the costs of their disposal by selling scrap metal obtained from them and lowering the costs of making environmental payments, as well as reducing the time for complete decontamination and deodorization of containers.

Технический результат - сокращение времени полного и необратимого обезвреживания и дезодорации емкостей; снижение класса опасности веществ, получаемых в процессе утилизации, со второго до четвертого; увеличение моющей способности технологического раствора в процессе эксплуатации заявляемого устройства для его неоднократного повторного использования.EFFECT: reduced time for complete and irreversible neutralization and deodorization of containers; reduction of the hazard class of substances obtained in the process of disposal, from the second to the fourth; an increase in the washing ability of the technological solution during operation of the inventive device for its repeated reuse.

Поставленный результат достигается тем, что устройство для очистки резервуара содержит расходную емкость, шламоуловитель, циркуляционный насос, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено узлом ввода эжекторного типа, всасывающим насосом, датчиком давления, датчиком уровня, разрядной камерой, генератором кислорода, компрессором, воздухозаборником, чиллером, внешним воздушным теплообменником, компьютером, вентилями и сепаратором, соединенным через гидрозатвор и каталитический деструктор озона с атмосферой, при этом узел ввода соединен посредством металлоруковов с сепаратором, циркуляционным насосом, всасывающим насосом и разрядной камерой, соединенной с теплообменником через чиллер, в которую кислород нагнетается из генератора кислорода, связанного с компрессором и воздухозаборником, а очистку проводят в автоматизированном режиме по алгоритму, задаваемому через компьютер, который связан с циркуляционным насосом, всасывающим насосом, вентилями, датчиком давления и датчиком уровня.The set result is achieved in that the device for cleaning the tank contains a consumable container, a sludge trap, a circulation pump, characterized in that it is additionally equipped with an ejector-type input unit, a suction pump, a pressure sensor, a level sensor, a discharge chamber, an oxygen generator, a compressor, an air intake, a chiller, an external air heat exchanger, a computer, valves and a separator connected through a water trap and a catalytic ozone destructor to the atmosphere, while the input unit with it is single by means of metal hoses with a separator, a circulation pump, a suction pump and a discharge chamber connected to a heat exchanger through a chiller, into which oxygen is pumped from an oxygen generator connected to a compressor and an air intake, and cleaning is carried out in an automated mode according to an algorithm set via a computer that is connected with circulation pump, suction pump, valves, pressure sensor and level sensor.

Описание полезной модели содержит чертеж фиг. 1.The utility model description contains a drawing of FIG. one.

Устройство предназначено для очистки (обезвреживания) металлических или пластиковых резервуаров, снабженных, преимущественно, фланцевыми соединениями, от остаточных количеств токсичных и дурнопахнущих веществ в чистом или разбавленном виде, таких как одорант природного газа - смесь природных меркаптанов, прочих газообразных и жидких серосодержащих органических соединений, сероводорода. Устройство является мобильным, бысторазворачиваемым и может быть перевезено на любое расстояние автомобильным транспортом по дорогам общего назначения или водным транспортом.The device is intended for cleaning (neutralizing) metal or plastic tanks, equipped mainly with flanged compounds, from residual amounts of toxic and odorous substances in pure or diluted form, such as natural gas odorant - a mixture of natural mercaptans, other gaseous and liquid sulfur-containing organic compounds, hydrogen sulfide. The device is mobile, quick-detachable and can be transported to any distance by road on general roads or by water.

Узел ввода 1 эжекторного типа подключен к оборудованию устройства с помощью гибких, нержавеющих металлорукавов, снабженных быстроразъемными, герметичными соединениями; расходная емкость 2 соединена металлорукавами с вентилями 3 и 23; вентиль 3 соединен с сепаратором 9 в нижней точке, а через вентиль 4 с шламоуловителем 5, соединенным с всасывающей линией циркуляционного насоса 6, который через вентиль 7 соединен с вентилем 22, узлом ввода 1 и датчиком давления 8, при этом узел ввода 1 соединен с сепаратором 9 и датчиком уровня 10, установленным в боковой стенке на середине высоты сепаратора 9; узел ввода 1 соединен с трубопроводом подачи озона 11 из разрядной камеры 12, соединенной с трубопроводом кислорода 13, идущим от генератора кислорода 16, соединенного с воздухозаборником 14 через компрессор 15, при этом охлаждение разрядной камеры 12 обеспечивает чиллер 17, снабженный внешним воздушным теплообменником 18; от сепаратора 9 отходит трубопровод газовой смеси 19, соединенный через гидрозатвор 20 и каталитический деструктор озона 21 с атмосферой; вентиль 22 соединен с всасывающим насосом 24, выкидная линия которого соединена с вентилем 23; управление осуществляется компьютером 25, соединенным с насосами 6 и 24, вентилями 3, 4, 7, 22 и 23, датчиком давления 8 и датчиком уровня 10.The input unit 1 of the ejector type is connected to the equipment of the device using flexible, stainless steel hoses equipped with quick-disconnect, tight joints; the supply tank 2 is connected by metal hoses with valves 3 and 23; the valve 3 is connected to the separator 9 at a lower point, and through the valve 4 with a sludge trap 5 connected to the suction line of the circulation pump 6, which through the valve 7 is connected to the valve 22, the input unit 1 and the pressure sensor 8, while the input unit 1 is connected to a separator 9 and a level sensor 10 installed in the side wall at the middle of the height of the separator 9; the input unit 1 is connected to the ozone supply pipe 11 from the discharge chamber 12 connected to the oxygen pipe 13 coming from the oxygen generator 16 connected to the air intake 14 through the compressor 15, while the cooling of the discharge chamber 12 is provided by a chiller 17 provided with an external air heat exchanger 18; from the separator 9 leaves the pipeline of the gas mixture 19, connected through a water trap 20 and a catalytic destructor of ozone 21 with the atmosphere; the valve 22 is connected to the suction pump 24, the flow line of which is connected to the valve 23; the control is carried out by a computer 25 connected to pumps 6 and 24, valves 3, 4, 7, 22 and 23, a pressure sensor 8 and a level sensor 10.

Устройство подготавливают к работе следующим образом.The device is prepared for operation as follows.

Закрепляют обезвреживаемый резервуар (далее - РО) любым способом, обеспечивающим подключение к нему узла ввода 1 эжекторного типа, а также подключение узла ввода 1 эжекторного типа и расходной емкости 2 с необходимым количеством технологического раствора - 2% по массе раствора карбоната щелочного металла в воде (далее - TP), к оборудованию устройства с помощью гибких, нержавеющих металлорукавов, снабженных быстроразъемными герметичными соединениями. Подключают электропитание.The neutralized tank (hereinafter - PO) is fixed in any way that ensures the connection of an input unit 1 of an ejector type to it, as well as the connection of an input unit 1 of an ejector type and a supply tank 2 with the required amount of technological solution - 2% by weight of an alkali metal carbonate solution in water ( hereinafter - TP), to equipment of the device with the help of flexible, stainless steel hoses equipped with quick-disconnect tight connections. Connect the power.

Работу устройства в автоматическом режиме осуществляют следующим образом, см. фиг. 1.The operation of the device in automatic mode is as follows, see FIG. one.

По сигналу от компьютера 25 открывают вентили 3, 4, 7 и включают циркуляционный насос 6 в режиме, обеспечивающем в трубопроводе, питающем узел ввода 1, давление 0,500±0,025 атм., которое контролируют датчиком давления 8. Заполняют обезвреживаемый резервуар через узел ввода 1 до того момента, пока уровень TP в сепараторе 9 не достигнет половины его объема, что контролируют через смотровое окно и по показаниям датчика уровня 10, установленного в боковой стенке сепаратора 9. При получении сигнала с датчика уровня 10 компьютер 25 закрывает вентиль 3, после чего включает циркуляционный насос 6 в режиме давления 5,00±0,25 атм. в трубопроводе питающем узел ввода 1. Осуществляют циркуляцию TP в системе через циркуляционный насос 6, узел ввода 1, РО, сепаратор 9 и шламоуловитель 5 и одновременно подают в узел ввода 1 эжекторного типа через трубопровод 11 смесь не менее 7% массовой доли озона в кислороде, которую получают в разрядной камере 12 путем электрического разряда в чистом и сухом кислороде при повышенном давлении и внешнем принудительном охлаждении разрядной камеры 12 до температуры менее плюс 10°С. В разрядную камеру 12 из трубопровода 13 подают кислород, который получают путем нагнетания атмосферного воздуха из воздухозаборника 14, компрессором 15 через генератор кислорода 16. Охлаждение разрядной камеры 12 обеспечивает чиллер 17, снабженный внешним воздушным теплообменником 18. В процессе обезвреживания из сепаратора 9 через трубопровод 19 удаляют газовую смесь, которую последовательно очищают от паров одоранта в гидрозатворе 20, а затем подают в каталитический деструктор озона 21, где озон, в случае избыточного содержания в газовой смеси, разлагается до содержания менее 0,05 мг/м³, то есть менее 0,5 значения предельно допустимой концентрации, и таким образом препятствуют попаданию в атмосферу токсичных паров одоранта или озона. Затем газовую смесь из трубопровода 19 выбрасывают в атмосферу.At a signal from computer 25, valves 3, 4, 7 are opened and the circulation pump 6 is turned on in a mode that provides a pressure of 0.500 ± 0.025 atm in the pipeline supplying input unit 1, which is controlled by pressure sensor 8. The neutralized tank is filled through input unit 1 to that moment, until the TP level in the separator 9 reaches half of its volume, which is controlled through the inspection window and according to the readings of the level sensor 10 installed in the side wall of the separator 9. Upon receipt of a signal from the level sensor 10, computer 25 closes valve 3, after which includes a circulation pump 6 in a pressure mode of 5.00 ± 0.25 atm. in the pipeline supplying the input unit 1. TP is circulated in the system through the circulation pump 6, input unit 1, PO, separator 9 and sludge trap 5 and at the same time a mixture of at least 7% of the mass fraction of ozone in oxygen is supplied to the input unit 1 of the ejector type through pipe 11 , which is obtained in the discharge chamber 12 by electrical discharge in pure and dry oxygen at elevated pressure and external forced cooling of the discharge chamber 12 to a temperature of less than plus 10 ° C. Oxygen is supplied to the discharge chamber 12 from the pipeline 13, which is obtained by injecting atmospheric air from the air intake 14 by the compressor 15 through the oxygen generator 16. The cooling of the discharge chamber 12 is provided by a chiller 17 provided with an external air heat exchanger 18. In the process of neutralization from the separator 9 through the pipe 19 remove the gas mixture, which is sequentially cleaned of odorant vapors in the water trap 20, and then fed to the ozone catalytic destructor 21, where ozone, in case of excessive content in the gas mixture, decomposes to a content of less than 0.05 mg / m ³ , that is, less than 0.5 of the maximum permissible concentration, and thus prevent the entry of toxic fumes of odorant or ozone into the atmosphere. Then the gas mixture from the pipeline 19 is released into the atmosphere.

Окончание процесса обезвреживания определяют экспериментально по отсутствию в пробе TP токсичного или дурнопахнущего вещества любым пригодным аналитическим методом, в том числе, органолептически. Оператор подает команду компьютеру 25 о завершении цикла обезвреживания, при этом компьютер 25 выключает циркуляционный насос 6, прекращает подачу смеси озона в кислороде 11, закрывает вентили 4, 7 и открывает вентили 22, 23. Затем компьютер 25 включает всасывающий насос 24, при этом осуществляют перекачивание отработанного TP в расходную емкость 2, где его хранят для последующего неоднократного использования.The end of the neutralization process is determined experimentally by the absence in the TP sample of a toxic or odorous substance by any suitable analytical method, including organoleptically. The operator instructs the computer 25 to complete the neutralization cycle, while the computer 25 turns off the circulation pump 6, stops the flow of the ozone mixture in oxygen 11, closes the valves 4, 7 and opens the valves 22, 23. Then the computer 25 turns on the suction pump 24, pumping spent TP into a supply tank 2, where it is stored for subsequent repeated use.

После окончания перекачивания TP оператор подает команду компьютеру 25 о завершении цикла работы и система устройства приходит в исходное состояние, будучи готовой к обезвреживанию нового резервуара.After pumping TP is completed, the operator instructs computer 25 to complete the operation cycle and the device system returns to its original state, being ready to render a new tank safe.

Одоризация природного газа - важная часть процесса транспортировки газа до потребителя, обеспечивающая безопасность его использования. Абсолютный лидер потребления в процессе одоризации - одорант, смесь низших природных меркаптанов. Обладая чрезвычайно высокой коррозионной активностью, одорант способствует быстрому разрушению металлических резервуаров хранения одоранта в составе одоризационных установок. Срок эксплуатации данных резервуаров ограничивается десятью годами, что при отсутствии эффективного устройства очистки (обезвреживания и дезодорации) приводит к их накоплению на площадках газораспределительных станций, где они создают постоянную опасность загрязнения почвы, водного и воздушного бассейнов. Обезвреживание резервуаров производится путем окисления остатка одоранта природного газа озоном в водном растворе. При этом остаток одоранта, состоящий из смеси меркаптанов с диалкилдисульфидами, окисляется озоном до алкансульфокислот, обладающих поверхностно-активными свойствами. В результате обезвреживания таким образом класс опасности отхода - резервуара хранения одоранта - понижается со второго до четвертого. При этом TP растворяет алкансульфокислоты, за счет чего увеличивается его моющая способность. Поэтому после очистки одного, TP можно использовать в полном объеме для очистки следующих резервуаров неоднократно.Odorization of natural gas is an important part of the process of transporting gas to the consumer, ensuring the safety of its use. The absolute leader in consumption in the odorization process is odorant, a mixture of lower natural mercaptans. Possessing extremely high corrosivity, the odorant contributes to the rapid destruction of metal storage tanks for odorant in odorizing plants. The life of these tanks is limited to ten years, which in the absence of an effective cleaning device (neutralization and deodorization) leads to their accumulation on the sites of gas distribution stations, where they pose a constant risk of soil, water and air pollution. The neutralization of the tanks is carried out by oxidizing the remainder of the odorant of natural gas with ozone in an aqueous solution. In this case, the odorant residue, consisting of a mixture of mercaptans with dialkyl disulfides, is oxidized by ozone to alkanesulfonic acids with surface-active properties. As a result of neutralization in this way, the hazard class of the waste - the odorant storage tank - is reduced from the second to the fourth. In this case, TP dissolves alkanesulfonic acid, thereby increasing its washing ability. Therefore, after cleaning one, TP can be used in full to clean the following tanks repeatedly.

Таким образом, снимают необходимость в утилизации отработанного TP, что повышает экологическую безопасность предлагаемого устройства и удешевляет реализацию очистки.Thus, they eliminate the need for disposal of spent TP, which increases the environmental safety of the proposed device and reduces the cost of cleaning.

Предложенное техническое устройство позволяет в течение конечного времени производить исчерпывающее и необратимое обезвреживание и дезодорацию металлических или пластиковых резервуаров.The proposed technical device allows for a finite time to produce an exhaustive and irreversible disposal and deodorization of metal or plastic tanks.

Claims (1)

Устройство для очистки резервуара, содержащее расходную емкость, шламоуловитель, циркуляционный насос, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено узлом ввода эжекторного типа, соединенного посредством металлорукавов с сепаратором и датчиком уровня, через датчик давления и вентиль - с циркуляционным насосом, через вентиль - с всасывающим насосом, а также с разрядной камерой, соединенной с теплообменником через чиллер, в которую кислород нагнетается из генератора кислорода, связанного с компрессором и воздухозаборником, расходная емкость соединена посредством металлорукавов с вентилями с сепаратором, шламоуловителем, соединенным с всасывающей линией циркуляционного насоса, и всасывающим насосом, сепаратор соединен через гидрозатвор и каталитический деструктор озона с атмосферой, при этом циркуляционный насос, всасывающий насос, вентили, датчик давления и датчик уровня связаны с компьютером.A device for cleaning the tank containing a supply tank, a sludge trap, a circulation pump, characterized in that it is additionally equipped with an ejector-type input unit connected via metal hoses to a separator and a level sensor, through a pressure sensor and a valve - with a circulation pump, through a valve - with a suction a pump, as well as with a discharge chamber connected to the heat exchanger through a chiller, into which oxygen is pumped from an oxygen generator connected to the compressor and the air intake the tank is connected by means of metal hoses to valves with a separator, a sludge trap connected to the suction line of the circulation pump and a suction pump, the separator is connected through an air trap and a catalytic ozone destructor to the atmosphere, while the circulation pump, suction pump, valves, pressure sensor and level sensor are connected to by computer.

Images