RU219342U1 - Флотатор для горизонтального стального резервуара - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для очистки сточных вод и применима в нефтяной промышленности. Флотатор для горизонтального стального резервуара выполнен с боковыми и верхними отверстиями. Флотатор оборудуется нижним и верхним контурами прямоугольной формы, соединен с коллектором с возможностью прохождения воды с воздухом в местах крепления. Нижний контур имеет трубный отрезок и крепится на подставки, которые закреплены на днище резервуара. Соединение контуров осуществляется за счет трубных участков. Контуры расположены параллельно друг другу и земной поверхности. Технический результат: повышение эффективности очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ, увеличение производительности установки и ресурса работы фильтров, а также снижение энергоемкости процесса очистки. 3 ил.

Description

Согласно ГОСТ 17032-2010 горизонтальные стальные резервуары (РГС) выпускаются вместимостью от 3 до 100 кубических метров. Конструкция данного резервуара представляет полый цилиндр с двумя стенками. Особенностью такой конструкции является то, что ширина РГС увеличивается от нижней части до середины резервуара.

Известна установка очистки сточных вод на автозаправочных станциях с использованием напорной флотации и резервуара для сбора нефтепродуктов. [Матвеев Ю.А. и др. Патент на изобретение №2613293 от 15.03.2017].

На решетку для приема сточной воды, имеющую приемный трубопровод, с задвижкой, оборудуется два фильтра-отстойника конусного типа с задвижками и трубопроводами для удаления механических примесей. Также дополнительно отстойники оборудуются двумя фильтрующими сетками, с ячейками различных диаметров. Фильтры-отстойники соединены с помощью технологического трубопровода с резервуаром для сбора сточной воды, в который вмонтированы две заборные трубы: верхняя труба для забора взвешенных веществ с верхним слоем сточной воды и нижняя труба для откачки сточной воды. Также верхней трубой для забора нефтепродуктов оборудуются фильтры-отстойники. Установка очистки сточных вод включает электронасосные установки. Первая электронасосная установка предназначена для откачки нефтепродуктов с верхним слоем воды в резервуар для сбора нефтепродуктов. Эта же электронасосная установка предназначена для откачки по технологическому трубопроводу загрязненной сточной воды в фильтр грубой очистки, фильтр тонкой очистки мембранного типа и в резервуар для чистой воды.

Вторая электронасосная установка используется для подачи чистой воды через заборную трубу по трубопроводу чистой воды в городскую ливневую канализацию или на грунт. Данная электронасосная установка также служит для самоочистки фильтров тонкой и грубой очистки. После самоочистки фильтров шлам с водой по трубопроводу поступает в резервуар для шлама.

В функции первой электронасосной установки также входит откачка взвешенных веществ с верхним слоем воды из резервуара по технологическому трубопроводу и трубопроводу в резервуар для шлама.

Резервуар для сбора нефтепродуктов с помощью технологического трубопровода связан с резервуаром для сбора сточной воды. На технологическом трубопроводе ниже резервуара монтируется смотровое устройство для отделения нефтепродуктов от воды, которое включает корпус, смотровое стекло и фланцевые соединения. Также с целью забора нефтепродуктов из фильтров-отстойников и взвешенных веществ из резервуара соответствующие заборные трубы вставляются в соответствующие герметичные шарнирные соединения, находящиеся в трубах большего диаметра. При этом длина заборной трубы регулируется герметичным шарнирным соединением. В целях закачки нефтепродуктов и взвешенных веществ с наименьшим количеством сточной воды, заборные трубы оборудуется горизонтальными отводами. Заборные трубы, шарнирные соединения и трубы большого диаметра для откачки нефтепродуктов и взвешенных веществ выполнены аналогичным образом.

Откачка из заполненного нефтепродуктом резервуара осуществляется через трубопровод с помощью электронасосной установки.

В целях проведения напорной флотации в резервуаре для сбора сточной воды технологический трубопровод оборудуется соответствующей электронасосной установкой с эжектором. При этом эжектор имеет воздухопровод. Эжектор подсасывает воздух за счет напора воды, создаваемого насосом. Расход воздуха составляет 1,5-2% от количества подаваемой воды. Резервуар для снижения давления в период проведения напорной флотации оснащается клапаном сброса воздуха.

Установка работает следующим образом. Через решетку для приема сточной воды приемный трубопровод, с открытой соответствующей задвижкой загрязненная сточная вода с механическими примесями, взвешенными веществами и нефтепродуктами поступает в первый фильтр-отстойник. В отстойнике часть механических примесей за счет гравитационных сил осаждается на дне фильтра-отстойника. Механические примеси более крупного диаметра задерживаются первой сеткой, а меньшего диаметра второй сеткой. В ходе отстаивания нефтепродукты за счет меньшей плотности поднимаются на поверхность жидкости.

В последующем, с помощью первой электроустановки через соответствующую верхнюю заборную трубу с горизонтальными отводами нефтепродукты с верхним слоем воды поступают в резервуар для сбора нефтепродуктов. При этом оператор регулирует длину заборной трубы с применением герметичного шарнирного соединения.

После откачки нефтепродуктов из отстойника вода с помощью, соответствующей электронасосной установки поступает в резервуар для сбора сточной воды. При этом эжектором в электронасосную установку подается воздух, который вместе со сточной водой поступает в технологический трубопровод и затем в резервуар. При подъеме в резервуаре пузырьки воздуха захватывают с собой взвешенные вещества и поднимают их в верхний слой жидкости. Давление воздуха в резервуаре снижается клапаном сброса. Затем с помощью первой электроустановки через соответствующую верхнюю заборную трубу с горизонтальными отводами взвешенные вещества с верхним слоем воды поступают по трубопроводу в резервуар для шлама.

После откачки взвешенных веществ с помощью первой электронасосной установки производится подача по трубе и технологическому трубопроводу с открытой соответствующей задвижкой загрязненной сточной воды в фильтр грубой очистки, затем в фильтр тонкой очистки мембранного типа и в резервуар для чистой воды.

Чистая вода из резервуара откачивается второй электронасосной установкой через заборную трубу по трубопроводу чистой воды в городскую ливневую канализацию или на грунт.

Из резервуара отстоявшаяся вода через трубопровод и соответствующую открытую задвижку поступает в смотровое устройство для отделения нефтепродуктов от воды.

Для определения уровня воды, нефтепродуктов и взвешенных веществ в резервуаре и в фильтрах-отстойниках оператор использует метршток и водочуствительную пасту. Затем оператор устанавливает длину заборной трубы с помощью герметичного шарнирного соединения для более точного забора объема нефтепродуктов и взвешенных веществ.

Недостатками данной установки являются:

1. Отсуствие флотатора в установке.

2. Низкая эффективность проведения флотации по всему объему резервуара.

Также известна установка напорной флотации для очистки сточных вод на автозаправочных станциях. [Богданов А.Ю., Матвеев Ю.А. Патент на полезную модель №194306 от 5.12.2019].

Резервуар для сбора сточной воды оборудуется двумя заборными трубами: верхняя труба для забора взвешенных веществ и нефтепродуктов и нижняя труба для откачки сточной воды. Верхняя труба оснащается горизонтальными отводами. Трубы имеют задвижки. С целью забора нефтепродуктов и взвешенных веществ из резервуара заборная труба вставляется в герметичное шарнирное соединение. При этом длина заборной трубы регулируется герметичным шарнирным соединением. Установка очистки сточных вод включает электронасосную установку, которая по технологическому трубопроводу подает сточную воду в резервуар. Технологический трубопровод в нижней части резервуара оборудуется коллектором с отверстиями для подачи воздуха и сточной воды.

Для проведения напорной флотации в резервуаре электронасосная установка оборудуется эжектором. Необходимо отметить, что эжектор имеет воздухопровод. Эжектор подсасывает воздух за счет напора воды, создаваемого насосом. Расход воздуха составляет 1,5-2% от количества подаваемой воды.

Резервуар для снижения давления в период проведения напорной флотации оснащается клапаном сброса воздуха, а для измерений уровня жидкости замерным люком. Также резервуар оборудуется горловиной в виде цилиндрической формы удлиненной конструкции. Данная горловина предназначена для более эффективной откачки нефтепродуктов и взвешенных веществ с помощью верхней трубы с горизонтальными отводами. Эффективность достигается за счет снижения площади забора нефтепродуктов и взвешенных веществ из горловины резервуара, что приводит к уменьшению количества откаченной сточной воды верхней трубой.

Установка работает следующим образом. С помощью электронасосной установки сточная вода с взвешенными веществами и нефтепродуктами по технологическому трубопроводу и коллектору поступает в резервуар. При этом эжектором в электронасосную установку подается воздух, который вместе со сточной водой поступает в технологический трубопровод, коллектор и затем в резервуар. Пузырьки воздуха вместе со сточной водой выходят из отверстий коллектора. При подъеме в резервуаре пузырьки воздуха захватывают с собой взвешенные вещества, нефтепродукты и поднимают их в верхний слой жидкости. Давление воздуха в резервуаре снижается клапаном сброса.

Далее для определения уровня воды, нефтепродуктов и взвешенных веществ в резервуаре оператор использует метршток и водочуствительную пасту. Метршток опускается в замерной люк. Оператор доводит уровень жидкости до горловины резервуара и затем отключает электронасосную установку. После этого, оператор устанавливает длину заборной трубы с помощью герметичного шарнирного соединения для более точного забора объема нефтепродуктов и взвешенных веществ.

Затем через соответствующую верхнюю заборную трубу с горизонтальными отводами взвешенные вещества и нефтепродукты с верхним слоем воды откачиваются из резервуара. В последующем производится откачка по трубе сточной воды из резервуара.

Недостатками установки напорной флотации для очистки сточных вод на автозаправочных станциях являются:

1. Низкая эффективность проведения флотации, так как пузырьки воздуха распространяются не по всему объему резервуара.

2. Отсутствие крепления флотатора с днищем резервуара.

Наиболее близкой к указанной проблеме является саморегулируемая флотационная установка [Мингазетдинов И.Х., Лисин Р.А., Нуртдинов К.Р. Патент на изобретение №2761527 от 9.12.2021].

В данном устройстве содержится корпус с патрубками подвода загрязненной воды, отвода очищенной воды, флотатор, ленточный транспортер в виде спирали с приводом вращения, пеносборник, в котором внутри корпуса имеется бак с наружными поплавками, Внутри бака расположен ленточный спиральный транспортер с приводом вращения и устройством удаления пены в виде усеченного конуса с меньшим основанием в центре спирального транспортера и сливного козырька в верхней части, на внутренней поверхности которого винтовые буртики, под ленточным транспортером на общем валу имеется лопасти, на боковых стенках бака имеются окна, перед которыми внутри бака расположены наклонные отражатели. В нижней части корпуса расположен флотатор, закрепленный с днищем опорным кронштейном.

Саморегулируемая флотационная установка работает следующим образом. Исходная загрязненная взвешенными веществами вода начинает поступать в пространство корпуса через патрубок. Вода заполняет все пространство внутреннего плавучего бака и кольцевую область между корпусом и баком. Отверстие в стенке плавучего бака обеспечивают выравнивание давлений в обеих полостях и одинаковый уровень воды. Наличие поплавков обеспечивают баку вместе с внутренними конструктивными элементами (спиральный транспортер, конический стакан, лопасти на валу) положительную плавучесть внутри корпуса. Одновременно с подачей исходной воды включается подача воздуха во флотатор, укрепленный на опорных кронштейнах, через патрубок и гибкий шланг, и внешний привод начинает вращать вал. Вместе с валом вращаются спиральный транспортер, конический стакан и лопасти. Пузырьки воздуха, выделяющиеся из отверстий флотатора, начинают подниматься вверх, увлекая с собой частицы загрязнителя. Вращение лопастей обеспечивает вращательное движение поднимающихся пузырьков воздуха, что способствует более полному охвату процессом флотации всего объема жидкости внутри бака. Наличие отражательных экранов перед боковыми отверстиями исключает попадание пузырьков воздуха в пространство между корпусом и плавучим баком и под поплавком пены не образуется.

Пена и шлам, поднимаясь в верхнюю часть плавучего бака, попадают в зону вращения спирального транспортера и спиральными лопастями попадают в центральную часть транспортера. Из центральной зоны транспортера пена поступает в конический стакан. Далее, пена по винтообразным лопастям вращающегося конического стакана поднимается в верхнюю часть стакана и по сливному козырьку попадает в кольцевой пеносборник, откуда удаляется через патрубок. Очищенная вода отводится через патрубок, соединенный с пространством плавучего бака гибким элементом, а заборное отверстие зачищено отражателем, которое исключает попадание пены в очищенную воду. Для исключения вращения плавучего бака и обеспечения только его вертикальное перемещения, в поплавке имеются пазы, а на корпусе выполнены фиксаторы. Вертикальное перемещение вала и обеспечение вращения осуществляется от внешнего привода через шлицы на валу, подвижный элемент в верхней крышке. В верхней крышке имеется патрубок для отвода газов, которые образуются при разрушении определенный части пузырьков пены.

Некоторая часть крупных загрязнителей, не подвергнувшихся процессу флотации, может оседать к нижнему днищу, откуда удаляется через патрубок при операциях промывки. В случае изменения расхода поступающей загрязненной воды через патрубок, уровень воды в корпусе, и во внутреннем плавучем баке может увеличиться (или уменьшаться). При этом, поплавки будут обеспечивать подъем (или опускание) внутреннего плавучего бака в соответствии с изменением расхода воды. Центральный вал или будет подниматься (или опускаться) в расчетном проектном диапазоне, шлицевое соединение в верхней части вала будет обеспечивать постоянную связь с приводом, а нижняя часть вала свободно передвигается по центральному отверстию флотатора соответственно вверх (или вниз). При всех этих колебаниях ленточный спиральный транспортер постоянно будет находиться в зоне накопления пеношлама и винтообразные лопасти непрерывно будут удалять пену в кольцевой пеносборник.

Флотатор в указанном изобретении выполнен в виде полого трубного тора (круга), соединенного с центральной втулкой с помощью шести радиальных трубных элементов. Тор и трубные радиальные элементы имеют отверстия для подачи воздуха в водную среду.

Флотатор оснащен патрубком подвода воздуха с гибким шлангом.

Флотатор выполнен по размерам цилиндрического резервуара с целью охвата флотацией его максимального объема. Рабочим телом во флотаторе является воздух. Недостатками саморегулируемой флотационной установки являются:

1. Не пригодность установки для горизонтального стального резервуара.

2. Использование патрубка подвода воздуха с гибким шлангом, что может привести к срыву и выходу из строя гибкого шланга.

3. Высокая стоимость установки.

Предлагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности очистки сточных вод на АЗС и нефтебазах при использовании горизонтальных стальных резервуаров.

Решение указанной задачи достигается тем, что флотатор оборудуется нижним и верхним контурами, прямоугольной формы, соединен с коллектором с возможностью прохождения воды с воздухом в местах крепления, при этом нижний контур имеет диаметральный трубный отрезок и крепится на подставки, которые закреплены на днище резервуара, соединение контуров осуществляется за счет трубных участков, а также тем, что контуры расположены параллельно друг другу и земной поверхности, а отверстия расположены сверху и сбоку флотатора.

Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как повышается эффективность процесса флотации в горизонтальном стальном резервуаре, повышается производительность очистки взвешенных веществ на стадии флотации по всему объему РГС, а также понижается энергоемкость процесса очистки.

Сущность полезной модели пояснена фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, на которых изображены: вид спереди горизонтального стального резервуара, вид сверху флотатора, а также вид спереди флотатора с подставками.

Горизонтальный стальной резервуар 1 со сферическими стенками 2, имеющий горловину 3, входной трубопровод 4 с задвижкой 5 оборудуется флотатором 6 состоящим из нижнего 7 и верхнего 8 контуров. Флотатор соединен с коллектором 9 с возможностью подачи воды с воздухом (или воздуха). Флотатор оснащен отверстиями 10, расположенными равномерно сбоку и сверху. Нижний контур жестко крепятся к подставкам 11, которые закреплены на днище резервуара. Верхний контур с помощью трубных участков 12 жестко крепится к нижнему контуру, с возможностью поступления воды с воздухом. Нижний контур флотатора имеет диаметральный трубный отрезок 13, который соединен с коллектором. Резервуар находится на земной поверхности 14.

Верхний и нижний контуры флотатора находятся на расстояниях 10-20 см от стенок горизонтального стального резервуара на определенной высоте, что позволяет максимально эффективно проводить флотацию по всему объему РГС. Конструкция флотатора представляет собой в нижнем контуре форму прямоугольника, в центре которого расположен диаметральный трубный отрезок. В верхнем контуре конструкция флотатора представляет прямоугольник. Данная конструкция позволяет избежать застойных зон в резервуаре, не подвергающихся флотации.

Полезная модель работает следующим образом. В коллектор подается воздух, который вместе со сточной водой поступает во флотатор 6, расположенный в резервуаре 1. Затем воздух со сточной водой поступает в нижний 7 и верхний 8 контуры флотатора. Пузырьки воздуха вместе со сточной водой выходят из отверстий 10 флотатора 6. При подъеме в резервуаре 1 пузырьки воздуха захватывают с собой взвешенные вещества, нефтепродукты по всему объему стального горизонтального резервуара и поднимают их в верхний слой жидкости.

После этого через соответствующую верхнюю заборную трубу с горизонтальными отводами взвешенные вещества и нефтепродукты с верхним слоем воды откачиваются из резервуара.

Предварительная откачка нефтепродуктов и взвешенных веществ из резервуара для сточной воды уменьшает нагрузку на фильтр тонкой очистки, адсорбционный фильтр, повышает производительность и снижает энергоемкость процесса очистки. Также уменьшается количество сточной воды, откаченной совместно с нефтепродуктами и взвешенными веществами.

Claims (1)

1. Флотатор для горизонтального стального резервуара, включающий флотатор с боковыми и верхними отверстиями, подставки, отличающийся тем, что флотатор оборудуется нижним и верхним контурами прямоугольной формы, соединен с коллектором с возможностью прохождения воды с воздухом в местах крепления, при этом нижний контур имеет трубный отрезок и крепится на подставки, которые закреплены на днище резервуара, соединение контуров осуществляется за счет трубных участков, а также тем, что контуры расположены параллельно друг другу и земной поверхности, а отверстия расположены сверху и сбоку флотатора.

Images