Патент на изобретение №2372438

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ОТСЕВА ЩЕБЕНОЧНОГО И/ИЛИ АСБЕСТОВОГО БАЛЛАСТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к очистке отсева щебеночного и/или асбестового балласта железнодорожных путей от нефтяных загрязнений, и может быть использовано на железнодорожном транспорте. Установка содержит приемный бункер для подачи загрязненного отсева балласта на обработку, устройство для промывки, соединенное с трубопроводом для подачи моющего раствора. Устройство для промывки выполнено в виде закрытого корыта, снабжено шнеком, загрузочным устройством и средством для совместного отвода отсева балласта и загрязненного моющего раствора. Установка включает узел вибрационных сит для отделения загрязненного моющего раствора от отсева балласта и для рассеивания его на фракции, отстойник центробежного типа с соплами для подачи загрязненного моющего раствора, трубопроводы для раздельного отвода из отстойника выделенных нефтепродуктов, моющего раствора и шлама, ленточный фильтр-пресс для обезвоживания шлама, реактор для химического обезвреживания шлама, гальванический коагулятор для удаления солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов из моющего раствора. Гальванический коагулятор соединен трубопроводами с устройством для промывки и трубопроводом с реактором для химического обезвреживания шлама. Достигается высокая степень очистки отсева балласта при одновременном эффективном разделении фаз, снижение образования опасных отходов и энергозатрат на процесс. 2 ил.

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к очистке отсева щебеночного и/или асбестового балласта железнодорожных путей от нефтяных загрязнений, солей тяжелых металлов, и может быть использовано на железнодорожном транспорте и во всех областях промышленности, в которых используются, транспортируются или хранятся нефть и нефтепродукты.

В результате разливов нефтепродуктов при аварийных ситуациях, утечек из цистерн во время заправки, перевозок и отстоя из-за неисправности котлов и сливных приборов цистерн происходит загрязнение щебеночного и асбестового балласта железнодорожных путей.

Известны способ очистки щебня рельсового пути и установка для его осуществления, в которых очистку щебня осуществляют на установке грохочения для отделения мусора, перемещаемого ленточным транспортером, а также при помощи подачи воды. При этом очищенный после двойной очистки механическим способом и струями воды щебень снова вносят на рельсовый путь, загрязненную воду очищают в отстойниках, а осажденную грязь наносят на мусор для их совместной транспортировки ленточным транспортером в накопительный вагон (см. RU, 2249643, Е01В 27/06, 2005).

Данная установка неэффективна для очистки щебеночного и асбестового отсева балласта железнодорожных путей от нефтяных загрязнений вследствие того, что большое количество нефтяных загрязнений и мелкой фракции остаются связанными с обрабатываемым материалом, а также образуется значительное количество отходов III класса опасности.

Наиболее близким техническим решением является устройство для очистки материала основы дорожного покрытия от нефти и нефтепродуктов (см. RU, 2219304, Е01Н 15/00, 2003).

Известное устройство для очистки от нефти и нефтепродуктов основы материала дорожного покрытия содержит транспортное средство со смонтированным на нем узлом сбора загрязненного материала, промывочную емкость для загрузки и мойки загрязненного материала, снабженную патрубками для подачи сжатого воздуха, моющего раствора и вывода отмытого материала, загрязненного моющего раствора, нефтесодержащей эмульсии, установку для очистки и фазового разделения, снабженную патрубками для ввода в нее загрязненного моющего раствора, нефтесодержащей эмульсии и удаления очищенных нефтепродуктов, моющего раствора и шлама.

Недостатками известного устройства для очистки материала основы дорожного покрытия от нефти и нефтепродуктов являются ограничение размера фракции промываемого материала (не более 3-5 мм), низкая эффективность очистки материала основы дорожного покрытия от нефтепродуктов методом барботирования суспензии в промывочной камере, невозможность удаления солей тяжелых металлов, необходимость нагрева моющего раствора до температуры 40-55°C и связанный с этим расход топлива.

Технический результат, который может быть получен от использования изобретения, заключается в высокой степени очистки отсева балласта при одновременном эффективном разделении фаз, снижении образования опасных отходов и энергозатрат на процесс.

Указанный технический результат достигается в установке для обезвреживания и утилизации отсева щебеночного и/или асбестового балласта, согласно изобретению содержащей узел приема и дозированной подачи загрязненного отсева балласта на обработку; соединенное с трубопроводом для подачи моющего раствора устройство для промывки, выполненное в виде закрытого корыта, снабженного шнеком, загрузочным устройством и средством для совместного отвода отсева балласта и загрязненного моющего раствора; устройство для разделения, выполненное в виде узла вибрационных сит для рассеивания отсева балласта на фракции, снабженных транспортерами для отвода полученных фракций на площадки накопления; секцию очистки и подготовки моющего раствора, которая включает устройство для очистки и разделения фаз с патрубками для отвода нефтепродуктов, моющего раствора и шлама, выполненное в виде отстойника центробежного типа, в верхней части которого расположены сопла для подачи загрязненного моющего раствора; ленточный фильтр-пресс для обезвоживания шлама; реактор для химического обезвреживания шлама, присоединенный к фильтр-прессу, и гальванический коагулятор для удаления солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов из моющего раствора, соединенный трубопроводами с устройством для промывки и реактором для химического обезвреживания шлама.

Сущность изобретений поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена схема секции промывки отсева щебеночного и/или асбестового балласта, на фиг.2 – схема секции очистки и подготовки моющего раствора.

На фиг.1 показаны: 1 – приемный бункер, 2 – транспортер, 3 – загрузочное устройство, 4 – устройство для промывки – закрытая корытная шнековая мойка, 5 – трубопровод для подачи моющего раствора, 6 – узел вибрационных сит, 7 – транспортеры для выгрузки очищенных фракций отсева балласта, 8 – насос, 9 – трубопровод для отвода загрязненного моющего раствора, содержащего фракции отсева балласта размером менее 1 мм.

На фиг.2 показаны: 10 – отстойник центробежного типа, 11 – сопла, 12 – нефтесборник, 13 – трубопровод для отвода всплывших нефтепродуктов, 14 – насос, 15 – трубопровод для вывода шлама, 16 – трубопровод для подачи загрязненного моющего раствора, 17 – гальванический коагулятор, 18 – насос-дозатор для подачи технического моющего средства, 19 – трубопровод для отвода очищенного моющего раствора, 20 – трубопровод для сброса осадка из гальванического коагулятора, 21 – фильтр-пресс, 22 – трубопровод для отвода обезвоженного шлама от фильтр-пресса, 23 – реактор химического обезвреживания шлама, 24 – шнековый транспортер для подачи химического реагента, 25 – бункер для обезвреженного шлама, 26 – транспортер для загрузки обезвреженного шлама в бункер, 27 – трубопровод для возврата сточных вод в отстойник центробежного типа, 28 – электрощит управления.

Загрязненный отсев балласта загружают грейдером в приемный бункер 1, далее транспортером 2 направляют через загрузочное устройство 3 в закрытую корытную шнековую мойку 4, производительностью 15 м³ отсева балласта в час. В закрытую корытную шнековую мойку 4 одновременно с отсевом балласта подают по трубопроводу 5 очищенный моющий раствор из расчета 4 объема моющего раствор на 1 объем отсева балласта или 60 м³ в час. Перемешивание загрязненного отсева балласта с моющим раствором шнеком обеспечивает непрерывный контакт моющего раствора с загрязненным отсевом балласта, что увеличивает степень его очистки и уменьшает время обработки. Кроме того, механическое перемешивание обеспечивает высокую степень промывки без дополнительного нагрева моющего раствора перед подачей его на стадию промывки, что приводит к снижению энергозатрат на процесс.

Полученная суспензия из отсева балласта и загрязненного моющего раствора из закрытой корытной шнековой мойки 4 посредством шнека выдавливается в узел вибрационных сит 6, где происходит разделение отсева балласта на фракции, а загрязненный моющий раствор, содержащий нефтепродукты и фракцию отсева балласта менее 1 мм, подают в секцию очистки и подготовки моющего раствора. При этом за счет вибросепарации крупных фракций соотношение объема моющего раствора к объему отсева балласта увеличивается и составляет 12/1. Соли тяжелых металлов переходят в моющий раствор, а нефтепродукты адсорбируются на поверхности микрочастиц.

Очищенные фракции отсева балласта 40 – 20 мм, 20 – 5 мм, 5 – 1 мм транспортерами 7 направляют на площадки накопления. С площадок накопления очищенные фракции далее отгружают потребителю.

Загрязненный моющий раствор, содержащий нефтепродукты и фракцию отсева балласта менее 1 мм, насосом 8 перекачивают по трубопроводу 9 и подают через сопла 11 в отстойник 10 центробежного типа секции очистки и подготовки моющего раствора (фиг.2). В отстойнике 10 происходит расслоение загрязненного моющего раствора на всплывающие нефтепродукты, загрязненный моющий раствор и шлам. Объем отстойника центробежного типа составляет 120 м³. За счет создаваемого в отстойнике системой сопел вращения загрязненного моющего раствора эффективность расслоения его повышается в 4 раза по сравнению с обычными отстойниками. В верхней части отстойника 10 в виде пленки накапливаются нефтепродукты, в средней части – загрязненный моющий раствор, вблизи дна – шлам.

Нефтяные пленки собираются плавающим нефтесборником 12 и выводятся через трубопровод 13 в емкость некондиционных нефтепродуктов (на чертеже не показана), далее их передают на специализированное предприятие для утилизации. Выделенные нефтепродукты могут быть использованы как добавка к котельному топливу.

Шлам по мере накопления и сигналу емкостного датчика, устанавливаемого вблизи дна отстойника 10, выдавливается столбом жидкости и по трубопроводу 15 подает в фильтр-пресс 21 для обезвоживания. Скорость образования шлама равна порядка 5 м³/час. Остаточная концентрация нефтепродуктов в шламе после стадии промывки раствором ТМС составляет не более 1%. Остаточная концентрация солей тяжелых металлов не выше предельно допустимой концентрации.

Моющий раствор из середины отстойника 10 насосом 14 по трубопроводу 16 подают в гальванический коагулятор 17 для очистки от растворимых солей тяжелых металлов. После каждого цикла очистки отсева балласта до 10-15% ТМС адсорбируется на механических частицах и выводится из процесса, поэтому насосом-дозатором 18 в очищенный раствор добавляют ТМС. Очищенный моющий раствор отводят по трубопроводу 19 и направляют по трубопроводу 5 в закрытую корытную шнековую мойку 4 (см. фиг.1).

Обезвоженный шлам после фильтр-пресса 21 по трубопроводу 22 направляют в реактор 23 химического обезвреживания, в который также подают по трубопроводу 20 осадок солей тяжелых металлов из гальванического коагулятора 17. Сточные воды из устройства 21 для обезвоживания шлама по трубопроводу 27 возвращают в отстойник центробежного типа.

В реакторе 23 химического обезвреживания происходит смешение загрязненного нефтепродуктами шлама и подаваемого по транспортеру 24 химического реагента на основе извести с образованием гидрофобных нерастворимых комплексов, не опасных для окружающей среды. Обработанный в реакторе 23 шлам через транспортер 26 поступает в бункер 25.

Формула изобретения

Установка для обезвреживания и утилизации отсева щебеночного и/или асбестового балласта, содержащая узел приема и дозированной подачи загрязненного отсева балласта на обработку, устройство для промывки, соединенное с трубопроводом для подачи моющего раствора и снабженное загрузочным устройством, секцию очистки и подготовки моющего раствора с устройством для очистки и разделения фаз с патрубками для отвода нефтепродуктов, моющего раствора и шлама, насосы для перекачивания жидких фракций, отличающаяся тем, что устройство для промывки выполнено в виде закрытого корыта и снабжено шнеком и средством для совместного отвода отсева балласта и загрязненного моющего раствора, устройство для очистки и разделения фаз выполнено в виде отстойника центробежного типа, в верхней части которого расположены сопла для подачи загрязненного моющего раствора, при этом установка дополнительно снабжена устройством для разделения, установленным между устройством для промывки и устройством для очистки и разделения фаз и выполненным в виде узла вибрационных сит для рассеивания отсева балласта на фракции, снабженных транспортерами для отвода полученных фракций на площадки накопления, при этом секция очистки и подготовки моющего раствора дополнительно включает ленточный фильтр-пресс для обезвоживания шлама, реактор для химического обезвреживания шлама, присоединенный к фильтр-прессу, и гальванический коагулятор для удаления солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов из моющего раствора, соединенный трубопроводами с устройством для промывки и реактором для химического обезвреживания шлама.

РИСУНКИ