RU2174148C1

RU2174148C1 - Water-mud-oil wastes reprocessing apparatus

Info

Publication number: RU2174148C1
Application number: RU2000103586A
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Базис Плюс"
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2001-09-27

Abstract

FIELD: water-mud-oil waste recycling equipment. SUBSTANCE: apparatus has feeding vessel, tank equipped with pump connected to separator through heat-exchanger, and distributing device. Branch pipe for discharging purified oil from separator is detachably connected to distributing device so as to be disconnected and periodically connected to feeding vessel, tank or vessel for pouring and storage of purified oil. Apparatus may operated under low temperature conditions. EFFECT: increased efficiency and increased extent of oil purification allowing oil to be repeatedly used. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области переработки водогряземасляных отходов металлообрабатывающих производств, которые в больших объемах образуются, в основном, при очистке технологических жидкостей (ТЖ) от твердых примесей и свободного масла, например, в замкнутых системах применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Указанные отходы не поддаются утилизации и при сбросе в отвалы загрязняют окружающую среду. В сочетании с замкнутыми системами применения СОЖ изобретение позволит полностью снять проблему утилизации водогряземасляных отходов. The invention relates to the field of processing water-oil-and-oil wastes of metalworking industries, which are generated in large volumes, mainly, when cleaning process liquids (TJ) from solid impurities and free oil, for example, in closed systems for the use of cutting fluids. These wastes are not recyclable and pollute the environment when dumped into dumps. In combination with closed systems for the use of coolant, the invention will completely remove the problem of the disposal of oil-water waste.

Известен способ переработки отработанных ТЖ на основе пальмового масла [1] , при котором осуществляют нагрев ТЖ до 70-90^oC, выделяют масляную фазу путем сепарирования на трехфакторном сепараторе, обрабатывают масляную фазу при 120-140^oC в течение 3-4 ч триэтаноламином 15-18 мас.% в расчете на масляную фазу. При этом изменяется кислотное число и обеспечиваются хорошие эмульгирующие свойства.A known method for the processing of spent fuel oil based on palm oil [1], in which the oil is heated to 70-90 ^o C, allocate the oil phase by separation on a three-factor separator, process the oil phase at 120-140 ^o C for 3-4 hours with triethanolamine 15-18 wt.% Based on the oil phase. In this case, the acid number changes and good emulsifying properties are ensured.

Недостатками процесса переработки являются: большой расход энергии, возрастающий при увеличении вязкости масла в условиях низких температур, недостаточно высокая степень очистки масла. The disadvantages of the refining process are: high energy consumption, increasing with increasing oil viscosity at low temperatures, insufficiently high degree of oil purification.

Наиболее близким по назначению и совокупности существенных признаков заявляемому изобретению является модуль для термообработки водосмешивающих ТЖ [2]. Модуль включает в себя уравнительный бак для приема ТЖ, предназначенной для термообработки, пластинчатый теплообменник для первичного подогрева ТЖ с использованием тепла обратного потока обработанной ТЖ, снабженный насосом, который направляет ТЖ из уравнительного бака в теплообменник и далее на трехфакторный сепаратор, разделяющий продукт на 3 потока: очищенной ТЖ, механических примесей, свободного масла; трубчатый нагреватель ТЖ до температуры термообработки, снабженный регулятором температуры, вспомогательные емкости. Охлаждение очищенной ТЖ в пластинчатом теплообменнике осуществляется ввиду частичного расхода тепла на первичный подогрев ТЖ, а также путем подключения одной из секций теплообменника к системе проточной воды. Выход по ТЖ сепаратора соединен с входом второго нагревателя, выполненного в виде трубчатого пастеризатора. Выход трубчатого теплообменника подсоединен через перепускной клапан возврата к входу уравнительного бака и к второму каналу первой секции пластинчатого теплообменника. The closest in purpose and combination of essential features of the claimed invention is a module for heat treatment of water-mixing TJ [2]. The module includes an equalization tank for receiving TJ intended for heat treatment, a plate heat exchanger for primary heating of TJ using heat from the treated TZ backflow, equipped with a pump that directs the TZ from the equalization tank to the heat exchanger and then to a three-factor separator separating the product into 3 flows : purified TJ, solids, free oil; TJ tubular heater up to heat treatment temperature, equipped with a temperature controller, auxiliary tanks. The cooling of the purified TJ in the plate heat exchanger is carried out due to the partial heat consumption for the primary heating of the TJ, as well as by connecting one of the sections of the heat exchanger to the running water system. The output through the separator separator is connected to the input of the second heater, made in the form of a tubular pasteurizer. The output of the tubular heat exchanger is connected through a bypass return valve to the inlet of the surge tank and to the second channel of the first section of the plate heat exchanger.

Известный модуль недостаточно эффективен для переработки гряземасляных отходов в объеме потребности всего предприятия, т.к. в нем предусмотрены значительные энергозатраты для подогрева продукта обработки до высоких температур, при этом в начале работы выполняется необходимая, но непроизводительная операция обработки в замкнутом цикле до выхода на режим температуры обработки, что увеличивает продолжительность операции и соответственно энергозатраты (пар, утилизация отходов - в известной установке это твердые отходы и свободное масло). В известном модуле не принимаются во внимание климатические особенности работы и разница эксплуатации комплекса в зимний и летний периоды. В связи с обеспечением гарантированного качества по обеззараживанию ТЖ модуль в течение года работает непродолжительное время и имеет невысокий коэффициент использования оборудования. The known module is not effective enough for the processing of oil-and-oil waste in the volume of needs of the entire enterprise, it provides significant energy consumption for heating the treatment product to high temperatures, and at the beginning of the work, the necessary but unproductive processing operation is performed in a closed cycle until the treatment temperature is reached, which increases the duration of the operation and, accordingly, energy consumption (steam, waste disposal - in the known the installation is solid waste and free oil). The known module does not take into account the climatic features of the work and the difference in the operation of the complex in winter and summer periods. In connection with the provision of guaranteed quality for the disinfection of TJ, the module operates for a short time during the year and has a low utilization rate of equipment.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности переработки водогряземасляных отходов путем повышения степени очистки масла и снижения энергозатрат с одновременным обеспечением возможности эксплуатации в условиях низких температур. An object of the invention is to increase the efficiency of processing oil and water waste by increasing the degree of oil purification and reducing energy consumption while ensuring the possibility of operation at low temperatures.

Поставленная техническая задача решена заявляемым изобретением. Предложенная установка переработки водогряземасляных отходов включает приемную емкость для отработанного масла, рабочий бак, снабженный насосом, подсоединенный к трехфакторному сепаратору через теплообменник, распределительное устройство, вспомогательные емкости, отличающийся тем, что первый патрубок выхода очищенного масла сепаратора подсоединен к распределительному устройству с возможностью периодического последовательного подсоединения к патрубкам подачи либо приемной емкости, либо рабочего бака, либо вспомогательной емкости для слива и хранения очищенного масла, при этом рабочий бак, объем которого в 1,5 - 2 раза больше объема приемной емкости, дополнительно снабжен теплоизоляционным кожухом и насосом. The technical problem is solved by the claimed invention. The proposed water-oil-oil waste treatment plant includes a receiving tank for waste oil, a working tank equipped with a pump, connected to a three-factor separator through a heat exchanger, a distribution device, auxiliary containers, characterized in that the first outlet pipe of the purified oil of the separator is connected to the distribution device with the possibility of periodic serial connection to supply pipes of either a receiving tank, or a working tank, or an auxiliary tank and for draining and storage of the purified oil, the working tank of which volume is 1.5 - 2 times the volume of the receptacle is further provided with a thermally insulating housing and the pump.

Рабочий бак имеет конусообразное днище для сбора осадков, тяжелее масла, имеющее патрубок для выгрузки осадков. The working tank has a cone-shaped bottom for collecting precipitation, heavier than oil, having a pipe for unloading precipitation.

Теплообменник подключен к системе горячего водоснабжения, обеспечивающей циркуляцию технической воды с температурой 70-80^oC.The heat exchanger is connected to a hot water supply system that circulates process water with a temperature of 70-80 ^o C.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема комплекса. The invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of the complex.

Установка включает приемную емкость 1 для водогряземасляных отходов объемом, соответствующим суточному расходу масла на предприятии, например 2 куб. м. Емкость снабжена насосом 2, соединенным с входом рабочего бака 3 через смеситель 4. Рабочий бак 3 имеет конусообразное днище для сбора осадков, тяжелее масла - это вода и твердые отходы, имеющее патрубок 5 для выгрузки отходов (по наиболее целесообразному варианту замкнутой системы переработки - в приемную емкость 1). Объем бака 3 больше объема приемной емкости в 1,5 - 2 раза. Патрубок выхода основного продукта (масла) бака 3 соединен через насос 6 к первой секции теплообменника 7. Вторая секция теплообменника подключена к системе горячего водоснабжения. Выход первой секции теплообменника соединен с трехфакторным сепаратором 8, разделяющим водогряземасляный продукт на 3 потока: первый - выход очищенного масла, второй и третий - выходы соответственно шлама и водного остатка, последние снабжены вспомогательными емкостями 9 и 10 для сбора и транспортировки твердых отходов и технической воды. Первый выход очищенного масла сепаратора подсоединен к распределительному устройству 11, (например, система вентилей), которое направляет поток масла по команде оператора либо в емкость 12 для слива и хранения очищенного масла, снабженную смесителем 13, либо в приемную емкость 1, либо к смесителю 4 бака 3. Рабочий бак 3 снабжен теплоизоляционным кожухом 14. Емкость 12 целесообразно выполнить объемом не меньше объема приемной емкости 1, что также соответствует суточному потреблению масла на предприятии. Емкость 12 также имеет сужающееся днище для сбора отстоя с возможностью выгрузки отходов (по наиболее целесообразному варианту замкнутой системы переработки - в приемную емкость 1). Для целей соблюдения технологических параметров к смесителям 4 и 13 рабочего бака 3 и емкости 12 подсоединены с возможностью периодического подключения дозаторы химреагентов 15 и 16 соответственно. The installation includes a receiving tank 1 for oil and water waste with a volume corresponding to the daily oil consumption at the enterprise, for example 2 cubic meters. m. The tank is equipped with a pump 2 connected to the inlet of the working tank 3 through a mixer 4. The working tank 3 has a cone-shaped bottom for collecting precipitation, heavier than oil it is water and solid waste, which has a pipe 5 for unloading waste (according to the most appropriate option of a closed recycling system - into the receiving tank 1). The volume of the tank 3 is 1.5 to 2 times greater than the volume of the receiving capacity. The outlet pipe of the main product (oil) of the tank 3 is connected through a pump 6 to the first section of the heat exchanger 7. The second section of the heat exchanger is connected to the hot water supply system. The output of the first section of the heat exchanger is connected to a three-factor separator 8, which separates the oil and water product into 3 streams: the first is the outlet of the purified oil, the second and third are the outputs of the sludge and water residue, respectively, the latter are equipped with auxiliary tanks 9 and 10 for collecting and transporting solid waste and industrial water . The first outlet of the purified oil of the separator is connected to a switchgear 11, (for example, a valve system), which directs the oil flow at the command of the operator either to the tank 12 for draining and storing the purified oil, equipped with a mixer 13, or to a receiving tank 1, or to a mixer 4 tank 3. The working tank 3 is equipped with a heat-insulating casing 14. It is advisable to carry out the tank 12 with a volume not less than the volume of the receiving tank 1, which also corresponds to the daily oil consumption at the enterprise. The tank 12 also has a tapering bottom for collecting sludge with the possibility of unloading waste (according to the most appropriate version of the closed processing system, into the receiving tank 1). In order to comply with technological parameters, mixers 15 and 16 are connected with the possibility of periodic connection to mixers 4 and 13 of the working tank 3 and tank 12, respectively.

Предлагаемая установка работает следующим образом. The proposed installation works as follows.

В летний период работы на предлагаемой установке осуществляются следующие режимы работы. In the summer period of work on the proposed installation, the following modes of operation are carried out.

1 режим. Прием водогряземасляных отходов: 2 куб. м 1 раз в сутки. Емкость 1 может быть стационарной или транспортируемой, загрузка ежедневная. 1 mode. Acceptance of oil and water waste: 2 cubic meters. m once a day. Capacity 1 can be stationary or transported, daily loading.

2 режим. Слив чистого масла в емкость 12. 2 mode. Drain clean oil into a container 12.

Очищенное горячее масло в количестве 3-4 куб. м до начала рабочего дня находится в баке 3. Температура масла не намного ниже по сравнению с температурой обработки и составляет 60-70^oC. Аккумуляция тепла осуществляется не только благодаря теплоизоляционному кожуху, но и тому, что в перерыве между рабочими часами бак 3 полностью загружен очищенным нагретым маслом, а теплоемкость материала тем выше, чем больше его масса.Refined hot oil in an amount of 3-4 cubic meters. m before the start of the working day is in the tank 3. The oil temperature is not much lower compared to the processing temperature and is 60-70 ^o C. Heat is accumulated not only thanks to the heat-insulating casing, but also because tank 3 is completely in between working hours loaded with refined heated oil, and the heat capacity of the material is higher, the greater its mass.

Горячее масло имеет увеличенную текучесть, и в начале рабочего дня часть масла в объеме суточного расхода перекачивают насосом 6 производительностью 2 куб. м/ч без дополнительного подогрева в теплообменнике через сепаратор и распределительное устройство 11 в емкость 12. Предварительно часть объема масла с осадком из конусообразной части бака 3 выводится, например, в емкость 1. Hot oil has increased fluidity, and at the beginning of the working day, part of the oil in the daily flow rate is pumped by pump 6 with a capacity of 2 cubic meters. m / h without additional heating in the heat exchanger through the separator and switchgear 11 into the tank 12. Previously, part of the oil volume with sediment from the cone-shaped part of the tank 3 is discharged, for example, into the tank 1.

3 режим. Очистка масла и выделение его из водогряземасляных отходов. Выполняется в течение рабочего дня. 3 mode. Purification of oil and its isolation from oil-water waste. It is carried out during the working day.

После слива суточного объема расхода масла в баке 3 остается масло такого объема, чтобы столб масла над всасывающим патрубком позволил работать насосу 6 в нормальном режиме без подсасывания воздуха. С учетом этого условия и ранее описанных соображений по повышению теплоемкости масла в баке 3, а также на основании производственного опыта объем бака 3 в 1,5-2 раза больше объема емкости 1. Брать соотношение больше, чем в 3 раза нецелесообразно, т.к. это ведет к увеличению габарита, металлоемкости и т.п.. After draining the daily volume of oil consumption in the tank 3, oil of such a volume remains that the oil column above the suction pipe allows the pump 6 to operate in normal mode without air intake. Given this condition and the previously described considerations to increase the heat capacity of the oil in the tank 3, as well as on the basis of production experience, the volume of the tank 3 is 1.5-2 times greater than the volume of the tank 1. It is not practical to take a ratio of more than 3 times, because . this leads to an increase in size, metal consumption, etc.

В режиме очистки водогряземасляные отходы перекачиваются из емкости 1 в бак 3 насосом 2 производительностью 1 куб.м/ч. Одновременно распределительное устройство 11 насосом 6 перенаправляет поток очищенного теплого масла из сепаратора в бак 3 через смеситель 4 (работает насос 6 производительностью 2 куб.м/ч), и включается в работу теплообменник. На этот момент в баке 3 находится теплого чистого масла не менее половины загрузки емкости 1. Поэтому на 3-факторный сепаратор поступает не концентрат отходов из емкости 1, а сильно разбавленная его смесь с подогретым чистым маслом, что облегчает работу насоса 6 и повышает эффективность работы теплообменника и сепаратора. Причем концентрат отходов поступает в бак 3 постепенно, в течение, примерно, 2 ч. После выгрузки водогряземасляных отходов выходной патрубок емкости 1 перекрывается, и он может быть перенесена под загрузку на следующий рабочий день. In the cleaning mode, oil-water waste is pumped from tank 1 to tank 3 by pump 2 with a capacity of 1 cubic meter / h. At the same time, the distribution device 11 with the pump 6 redirects the flow of purified warm oil from the separator to the tank 3 through the mixer 4 (pump 6 is operating with a capacity of 2 cubic meters / h), and the heat exchanger is turned on. At this point, at least half of the load of tank 1 is in warm clean oil in tank 3; therefore, not a waste concentrate from tank 1 is fed to the 3-factor separator, but a highly diluted mixture of it with heated clean oil, which facilitates the operation of pump 6 and increases work efficiency heat exchanger and separator. Moreover, the waste concentrate enters the tank 3 gradually, over a period of about 2 hours. After unloading the oil-water waste, the outlet pipe of the tank 1 is closed and it can be transferred for loading on the next working day.

Очистка масла продолжается по замкнутому контуру "бак 3-теплообменник-сепаратор-распределяющее устройство-смеситель 4-бак 3" в течение дня до конца рабочей смены, т.е. примерно 5 часов или около 3 циклов через сепаратор. Достигается очень высокая степень очистки масла до 100%. Кроме того, многократная циркуляция масла может быть рассмотрена как одно из мероприятий по обеззараживанию продукта переработки, а также очистки от кубового осадка в случае применения химреактивов. Oil cleaning continues in a closed loop "tank 3-heat exchanger-separator-distributor-mixer 4-tank 3" during the day until the end of the shift, i.e. about 5 hours or about 3 cycles through a separator. A very high degree of oil purification is achieved up to 100%. In addition, the multiple circulation of oil can be considered as one of the measures for the disinfection of the processed product, as well as cleaning of bottoms in the case of the use of chemicals.

По окончании рабочего дня установка выключается, а очищенное горячее масло до начала следующего рабочего дня оставляют в термоизолированном баке 3, где это время происходит седиментационный процесс. At the end of the working day, the installation is turned off, and the purified hot oil is left in the thermally insulated tank 3 until the next working day, where the sedimentation process takes place.

В описанной установке предусмотрены дозатор 15 с химреагентами, например, во избежание расслоения масляного продукта в баке 3 в нагретом состоянии и дозатор 16 с присадками, например, для получения высококачественного масла. Наличие вспомогательных емкостей определяется необходимостью предприятия. Так вспомогательная емкость 9 предусмотрена для транспортирования твердых отходов сепаратора, а отстой бака 3 и емкости 12 может быть эвакуирован как во вспомогательные емкости, так и по трубопроводу, например, в приемную емкость 1. In the described installation, a dispenser 15 with chemicals is provided, for example, to avoid separation of the oil product in the tank 3 in a heated state and a dispenser 16 with additives, for example, to produce high-quality oil. The availability of auxiliary capacities is determined by the need of the enterprise. So the auxiliary tank 9 is provided for transporting solid waste of the separator, and the sludge tank 3 and tank 12 can be evacuated both in auxiliary tanks and through a pipeline, for example, in a receiving tank 1.

Заявляемая установка имеет больше широкие функциональные возможности и позволяет без дополнительных трудовых, материальных, временных и энергетических затрат обеспечить высокую степень очистки масла в условиях низких (отрицательных) температур. The inventive installation has more broad functional capabilities and allows without additional labor, material, time and energy costs to provide a high degree of oil purification at low (negative) temperatures.

При низкой температуре окружающей среды существенно увеличена вязкость водогряземасляных отходов в емкости 1, и это обстоятельство препятствует нормальной работе насоса 2. At low ambient temperatures, the viscosity of water-oil-and-oil wastes in tank 1 is significantly increased, and this circumstance interferes with the normal operation of pump 2.

В условиях низких температур и других случаев размещения в емкости 1 водогряземасляных отходов с повышенной вязкостью предлагаемая установка работает следующим образом в 3 режиме очистки масла. In conditions of low temperatures and other cases of placement in the tank 1 of water-oil waste with high viscosity, the proposed installation operates as follows in 3 modes of oil purification.

Распределительное устройство 11 ответвляет часть потока из контура очистки масла и осуществляет дополнительное соединение первого выхода сепаратора с патрубком 17 подачи очищенного горячего масла в емкость 1, расположенного, например, вблизи выходного патрубка. В зоне выходного патрубка турбулентным потоком создается некоторый объем чистого продукта с малой вязкостью, в который постепенно подмешиваются водогряземасляные отходы емкости 1, чем обеспечивается хорошая прокачиваемость перерабатываемых отходов через насос 2. Время разгрузки емкости 1 составляет, примерно, 3 часа при производительности ответвленного потока 1 куб.м/ч. Дальнейшая работа установки аналогична вышеизложенной. The distribution device 11 branches part of the flow from the oil purification circuit and additionally connects the first output of the separator with a nozzle 17 for supplying purified hot oil to a container 1 located, for example, near the outlet nozzle. A turbulent flow creates a certain volume of pure product with a low viscosity in the area of the outlet pipe, into which the oil-water waste of tank 1 is gradually mixed, which ensures good pumpability of the processed waste through pump 2. The discharge time of tank 1 is approximately 3 hours at a branch flow rate of 1 cc .m / h. The further operation of the installation is similar to the above.

Важным преимуществом заявляемой установки является ее совместимость с известным модулем по [2] , который функционирует в соответствии с потребностями предприятия 1 или 2 раза в году. Для выполнения предложенной установки на базе существующего модуля можно считать достаточным дополнительное изготовление емкостей 3 и 12 со смесителями, подключение теплообменника 7, корректировку схемы изменения режимов распределительным устройством. An important advantage of the claimed installation is its compatibility with the known module according to [2], which operates in accordance with the needs of the enterprise 1 or 2 times a year. To carry out the proposed installation on the basis of the existing module, additional manufacturing of tanks 3 and 12 with mixers, connecting a heat exchanger 7, and adjusting the mode change circuit with a switchgear can be considered sufficient.

Источники информации
1. А.с. 1351971, 4 МКИ C 10 M 175/04.Sources of information
1. A.S. 1351971, 4 MKI C 10 M 175/04.

2. Описание полезной модели N 9756, B 01 D 1/00. 2. Description of the utility model N 9756, B 01 D 1/00.

Claims

1. Installation for processing water-oil-and-oil wastes, including a receiving tank, a working tank equipped with a pump connected to a three-factor separator through a heat exchanger, a distribution device, auxiliary containers, characterized in that the first outlet pipe for the purified oil of the separator is connected to the distribution device with the possibility of periodic connection to either receiving tank, either to the working tank, or to the tank for draining and storing refined oil, while the working tank is equipped with thermal insulation casing, and its volume is 1.5 - 2 times larger than the volume of the receiving tank, additionally equipped with a pump.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the working tank has a cone-shaped bottom for collecting precipitation, heavier than oil, having a pipe for unloading precipitation.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the heat exchanger is connected to a hot water supply system.