RU2202519C1

RU2202519C1 - Method of removing petroleum products from liquids

Info

Publication number: RU2202519C1
Application number: RU2001120331A
Authority: RU
Inventors: М.А. Яблокова; С.И. Петров
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Priority date: 2001-07-20
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2003-04-20

Abstract

FIELD: oil pollution elimination. SUBSTANCE: liquid is filtered through porous elastic polyurethane foam bed, whose density is maintained within a range of 140 to 170 kg/cu.m imposing preliminary compaction. Filtration process is conducted at velocity 4- 6.5 m/h and filtering charge is regenerated by double mechanical pressing with intermediate washing with small volume of filtrate. EFFECT: enhanced process efficiency and prolonged filtration cycle. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, машиностроительной отраслях промышленности, а также в системах очистки стоков предприятий промышленности и бытового обслуживания. The invention relates to the field of purification of liquids from oil and oil products and can be used in the chemical, petrochemical, food, machine-building industries, as well as in wastewater treatment systems of industrial enterprises and consumer services.

Известна фильтрующая загрузка для очистки воды от нефти и нефтепродуктов (а.с. СССР 1662625 по кл. В 01 D 39/00. Фильтрующая загрузка для очистки воды от нефти и нефтепродуктов. Опубл. 15.07.91. БИ 26), представляющая собой измельченный олеофильный пенопласт, уплотненный до такой степени, что размер пор между частицами равен размерам самих частиц. Known filter load for cleaning water from oil and oil products (AS USSR 1662625, class B 01 D 39/00. Filter load for cleaning water from oil and oil products. Publ. 15.07.91. BI 26), which is shredded oleophilic foam, compacted to such an extent that the pore size between the particles is equal to the size of the particles themselves.

Способ очистки воды от нефти и нефтепродуктов, использующий описанную фильтрующую загрузку, обладает существенными недостатками. Прежде всего он не предусматривает регенерацию загрязненной загрузки, поэтому необходима ее частая замена на новую. Эффективность очистки воды и срок службы загрузки определяются конкретной степенью сжатия пенопластовой крошки. Достаточно высокая механическая жесткость пенопластовой загрузки не позволяет менять степень ее сжатия в широких пределах, а, следовательно, невозможно изменять и эффективность очистки загрязненной нефтепродуктами воды. The method of purifying water from oil and oil products using the described filter load has significant disadvantages. First of all, it does not provide for the regeneration of a contaminated load; therefore, it is often necessary to replace it with a new one. Water treatment efficiency and loading life are determined by the specific compression ratio of the foam chips. A sufficiently high mechanical rigidity of the foam loading does not allow changing the degree of its compression over a wide range, and, therefore, it is also impossible to change the efficiency of purification of water contaminated with oil products.

Известен способ очистки сточных вод (а.с. СССР 833280 по кл. В 01 D 37/00. Способ очистки сточных вод. Опубл. 30.05.81. БИ 20), предусматривающий фильтрацию загрязненной воды через пористую эластичную загрузку, предварительно сжатую на 10-15% ее первоначального объема, со скоростью 7-10 м/ч. Периодически, после снятия сжатия, проводится промывка загрузки. A known method of wastewater treatment (AS USSR 833280 according to class B 01 D 37/00. Method of wastewater treatment. Publ. 30.05.81. BI 20), which provides for the filtration of contaminated water through a porous elastic load pre-compressed by 10 -15% of its original volume, with a speed of 7-10 m / h. Periodically, after removing the compression, the washing of the load is carried out.

Описанный способ обладает рядом существенных недостатков. Проведенные нами эксперименты показали, что при степени сжатия загрузки 10-15%, что соответствует плотности ее слоя 40-50 кг/м³, фильтрование идет преимущественно по межзерновым каналам без полного использования внутренней пористой структуры гранул. Кроме того, предложенная схема регенерации (простая промывка при снятии сжимающей нагрузки) позволяет удалить лишь те загрязнения, которые скопились в каналах. При снятии нагрузки уловленные фракции проникают (всасываются) во внутренние поры гранул, особенно в момент уменьшения деформирующего усилия. Загрязнения накапливаются, что снижает как степень очистки жидкости, так и длительность фильтроцикла.The described method has several significant disadvantages. Our experiments showed that when the compression ratio of the load is 10-15%, which corresponds to a density of its layer of 40-50 kg / m ³ , filtering occurs mainly through intergranular channels without the full use of the internal porous structure of the granules. In addition, the proposed regeneration scheme (simple flushing when removing the compressive load) allows you to remove only those contaminants that have accumulated in the channels. When removing the load, the captured fractions penetrate (absorbed) into the internal pores of the granules, especially at the time of deformation reduction. Contaminants accumulate, which reduces both the degree of purification of the liquid and the duration of the filter cycle.

Наиболее близким к заявляемому по назначению и технической сущности является способ очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов (а.с. СССР 971808 по кл. C 02 F 1/28. Способ очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов. Опубл. 07.11.82. БИ 41). По указанному способу сточные воды очищают от нефти и нефтепродуктов путем фильтрования через слой гранулированного сорбента, в качестве которого используют горючий сланец. Closest to the claimed purpose and technical nature is a method of treating wastewater from oil and oil products (AS USSR 971808, class C 02 F 1/28. A method of treating wastewater from oil and oil products. Publish. 07.11.82. BI 41). According to this method, wastewater is purified from oil and oil products by filtration through a layer of granular sorbent, which is used as oil shale.

Недостатком данного способа является низкая длительность фильтроцикла (период эффективной работы сорбента до проскока загрязнений), которая составляет всего 25-30 суток. The disadvantage of this method is the low duration of the filter cycle (the period of effective operation of the sorbent to the breakthrough of pollution), which is only 25-30 days.

Еще одним недостатком указанного способа является то, что он не предусматривает регенерацию загрязненной загрузки. При исчерпании сорбционной емкости загрузки ее удаляют из корпуса фильтра и направляют на сжигание. Необходимость частой замены загрузки на новую увеличивает эксплуатационные затраты на проведение процесса. Малая длительность фильтроцикла еще более усугубляет этот недостаток. Требуются частые остановки оборудования для замены фильтрующего слоя и большое количество свежего сорбента. Another disadvantage of this method is that it does not provide for the regeneration of a contaminated load. When the sorption capacity of the charge is exhausted, it is removed from the filter housing and sent for combustion. The need to frequently replace the load with a new one increases the operational costs of the process. The short duration of the filter cycle exacerbates this drawback. Frequent shutdowns of equipment are required to replace the filter layer and a large amount of fresh sorbent.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение эксплуатационных затрат за счет увеличения длительности фильтроцикла и многократного использования регенерируемой загрузки. The technical result of the invention is to reduce operating costs by increasing the duration of the filter cycle and the repeated use of the regenerated load.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе в качестве загрузки используют пористый эластичный пенополиуретан (ППУ), плотность которого за счет предварительного сжатия поддерживают в пределах 140-170 кг/м³, фильтрование ведут со скоростью 4-6,5 м/ч, а регенерацию загрузки осуществляют двукратным механическим отжимом с промежуточной промывкой небольшим количеством фильтрата.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method, porous elastic polyurethane foam (PUF) is used as a load, the density of which is maintained within the range of 140-170 kg / m ³ due to preliminary compression, and filtering is carried out at a speed of 4-6.5 m / h and the regeneration of the load is carried out by double mechanical extraction with intermediate washing with a small amount of filtrate.

При уменьшении плотности набивки до величины менее 140 кг/м³ длительность фильтроцикла и эффективность очистки падают, поскольку фильтрация, в основном, идет по каналам, образованным гранулами ППУ, имеющим большее сечение, чем поры гранул (см. Пример). При увеличении плотности набивки свыше 170 кг/м³ длительность фильтроцикла и эффективность очистки также падают, поскольку поперечное сечение как каналов, так и самих пор гранул уменьшается настолько, что существенно снижается и площадь сорбирующей маслонефтепродукты поверхности. Кроме того, при этом резко возрастает гидравлическое сопротивление слоя.When the packing density is reduced to a value of less than 140 kg / m ^{3, the} duration of the filter cycle and the cleaning efficiency decrease, since the filtration mainly proceeds through channels formed by polyurethane foam granules having a larger cross section than the pores of the granules (see Example). With an increase in packing density over 170 kg / m ^{3, the} duration of the filter cycle and cleaning efficiency also decrease, since the cross section of both the channels and the pores of the granules themselves decreases so much that the surface of the sorbing oil and oil products significantly decreases. In addition, while this increases the hydraulic resistance of the layer.

Снижение скорости фильтрования до величины, меньшей 4 м/ч, нецелесообразно, поскольку при этом падает производительность технологического оборудования. При увеличении же скорости жидкости свыше 6,5 м/ч фильтрование идет преимущественно по отдельным каналам с наименьшим гидравлическим сопротивлением, объем загрузки используется неполностью, наблюдается быстрый проскок загрязнений через ее слой. Это приводит к существенному снижению грязеемкости слоя и длительности фильтроцикла. A decrease in the filtration rate to a value less than 4 m / h is impractical, since the productivity of the processing equipment decreases. If the fluid velocity increases above 6.5 m / h, the filtration proceeds predominantly through separate channels with the least hydraulic resistance, the load volume is not fully utilized, and a rapid leakage of contaminants through its layer is observed. This leads to a significant reduction in the dirt capacity of the layer and the duration of the filter cycle.

Снижение эксплуатационных затрат достигается также тем, что по окончании фильтроцикла пористую загрузку не заменяют на новую, а регенерируют простым и дешевым способом: механически отжимают, затем промывают небольшим количеством фильтрата (от 0,05 до 0,2% от его объема) и повторно отжимают. Грязеемкость загрузки при этом существенно увеличивается и возвращается практически к исходному значению. The reduction in operating costs is also achieved by the fact that at the end of the filter cycle, the porous load is not replaced with a new one, but is regenerated in a simple and cheap way: mechanically squeezed, then washed with a small amount of filtrate (from 0.05 to 0.2% of its volume) and re-squeezed . The dirt capacity of the load increases significantly and returns almost to its original value.

Предлагаемое техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленно применимо. The proposed solution has a novelty, inventive step and is industrially applicable.

Пример осуществления заявляемого способа. An example implementation of the proposed method.

Проводится процесс фильтрования специально приготовленной маслонефтесодержащей жидкости (с начальной концентрацией примесей 200 мг/л) через слой эластичной пористой загрузки из ППУ высотой 0,7 м с различной плотностью набивки ρ_н (при постоянной скорости фильтрования V_ф) и с различной скоростью фильтрования V_ф (при постоянной плотности набивки ρ_н). При постоянной температуре определены зависимости эффективности очистки загрязненной жидкости от плотности набивки и скорости фильтрации. Полученные данные приведены в таблице.The process of filtering a specially prepared oil-in-oil-containing liquid (with an initial concentration of impurities of 200 mg / l) through a layer of elastic porous loading from polyurethane foam with a height of 0.7 m with different packing density ρ _n (at a constant filtering speed V _f ) and with a different filtering speed V _f (at a constant packing density ρ _n ). At a constant temperature, the dependences of the cleaning efficiency of the contaminated liquid on the packing density and filtration rate are determined. The data obtained are given in the table.

Из таблицы видно, что оптимальными интервалами плотности набивки и скорости фильтрования являются ρ_н=140-170 кг/м³, V_ф=4-6,5 м/ч. Следует отметить, что регенерация загрузки посредством ее двукратного механического отжима с промежуточной промывкой слоя небольшим количеством фильтрата позволила сохранить длительность фильтроцикла практически постоянной (1300 ч, что намного больше, чем в прототипе) в течение 11 циклов работы. Заявленный способ может быть применен для очистки от маслонефтепродуктов самых различных жидкостей, круг которых определяется химической стойкостью ППУ.The table shows that the optimal intervals of packing density and filtering speed are ρ _n = 140-170 kg / m ³ , V _f = 4-6.5 m / h. It should be noted that the regeneration of the load by means of its double mechanical extraction with intermediate washing of the layer with a small amount of filtrate made it possible to keep the filter cycle duration almost constant (1300 hours, which is much longer than in the prototype) for 11 cycles of operation. The claimed method can be applied to clean oil and oil products of a wide variety of liquids, the range of which is determined by the chemical resistance of the foam.

Таким образом, предложенный способ очистки жидкостей от маслонефтепродуктов позволяет добиваться снижения эксплуатационных затрат на очистку воды за счет увеличения длительности фильтроцикла и многократного использования регенерируемой загрузки. Для достижения высоких степеней очистки и больших длительностей фильтроцикла необходимо использование фильтрующего слоя с определенной плотностью набивки, при этом фильтрование должно протекать с определенной скоростью, а регенерация загрузки должна осуществляться двухкратным механическим отжимом с промежуточной промывкой слоя небольшим количеством фильтрата. Thus, the proposed method for purifying liquids from oil and oil products allows us to achieve lower operating costs for water purification by increasing the duration of the filter cycle and reusing the regenerated load. To achieve high degrees of purification and long filter cycle durations, it is necessary to use a filter layer with a certain packing density, while filtering should proceed at a certain speed, and the load should be regenerated by double mechanical extraction with an intermediate layer washing with a small amount of filtrate.

Claims

A method of purifying liquids from oil and oil products, including filtering through a loading layer, characterized in that a porous elastic polyurethane foam is used as a load, the density of which is maintained at 140-170 kg / m ³ due to pre-compression, and filtering is carried out at a speed of 4-6.5 m / h, then the load is regenerated by double mechanical extraction with intermediate washing with a small amount of filtrate.