Основные блоки термодесорбционной системы
Термодесорбционная система может быть изготовлена в двух вариантах: мобильном (энергонезависимая система трейлерного исполнения) и в стационарном (рамного исполнения для размещения в производственных помещениях). Система изготавливается во взрыво- и пожаробезопасном исполнении. Система включает несколько блоков, основными из которых являются: блок кондиционирования исходных твердых нефтесодержащих отходов, блок термодесорбции, блок пылеулавливания и регенерации паров углеводородов.
Спецификация на основные блоки системы
(Приведена спецификация для системы производительностью 2 тонн/час. Параметры системы будут меняться в зависимости от производительности.)
| Блок кондиционирования твердых НСО (нефтесодержащих отходов) | Транспортер с загрузочным бункером. Смеситель. Цепной конвейер. |
|---|---|
| Блок подачи материала в термодесорбер | Бункер-питатель термодесорбера с двухшнековым конвейером. Транспортирующий шнековый конвейер термодесорбера и питающий шнековый конвейер термодесорбера. |
| Термодесорбер и камера сжигания | Камера сжигания - окислитель. Горелка. Вращающийся барабан термодесорбера. Кожух термодесорбера. Зона загрузки. Разгрузочная зона. |
| Блок выгрузки и охлаждения материала из термодесорбера с пылеулавливающим оборудованием | Узел выгрузки и охлаждения материала из термодесорбера. Узел пылеулавливания. |
| Блок регенерации паров углеводородов и очистки процессных газов | Скруббер прямого контакта. Параллельные каплеотбойники. Двухстадийная система фильтрации. |
| Узел механической очистки входного патрубка скруббера | Гидравлическая станция. Гидромоторы. Механизм очистки входного патрубка скруббера. |
| Основные вентиляторы системы | Вытяжной вентилятор. Вентилятор топки. Вентилятор охлаждения. |
| Блок экстренного понижения температуры в печи | Емкость хранения азота. Магистраль подачи азота. Приборы контроля и электромагнитные клапаны подачи азота. |
| Резервная система электропитания | Дизель генератор. Емкость хранения топлива. |
| Блок управления термодесорбционной системой | Система автоматического управления на базе контроллера SLC-500 Allen Bradley. Снабжена удобным графическим интерфейсом оператора. |
Общий вид мобильного варианта энергонезависимой системы в полевых условиях
Блок кондиционирования твердых НСО
Ленточный транспортер обеспечивает подачу обрабатываемого материала из загрузочного бункера в смеситель. Загрузочный бункер установлен над ленточным транспортером подачи материала в смеситель. Бункер обеспечивает прием твердых НСО.
Смеситель лопастного типа периодического действия - обеспечивает смешение материала для усреднения и придания сыпучести.
Цепной конвейер с приемным бункером. Конвейер обеспечивает подачу усредненного материала в приемный бункер термодесорбционной системы.
^ НаверхБлок выгрузки и охлаждения материала из термодесорбера с пылеулавливающим оборудованием
Узел разгрузки термодесорбера представляет собой установленный под углом шнековый конвейер. Конструкция конвейера обеспечивает формирование уплотнения из обработанного материала, предотвращающего попадание воздуха внутрь барабана печи. Обработанный материал охлаждается за счет циркуляции охлаждающей воды через полый вал и рубашку конвейера.
Так как материал после обработки в термодесорбере содержит мелкодисперсные частицы, то в зоне выгрузки может происходить пыление. Для предотвращения загрязнения атмосферы, система выгрузки оснащена пылеулавливающим зонтиком и фильтром. Фильтр обеспечивает очистку запыленного воздуха на фильтрующих элементах конической формы. При загрязнении фильтрующих элементов они автоматически очищаются обратной продувкой воздухом.
^ НаверхТермодесорбер и камера сжигания
Предлагаемая система является термодесорбционной системой косвенного нагрева. Нагрев материала осуществляется через стенку барабана термодесорбера, нагреваемую за счет омывания ее горячими топочными газами
Вращающийся барабан термодесорбера снабжен специальным внутренним блоком, предотвращающим образование агломератов. Этот блок обеспечивают эффективное неразрушающее перемешивание материала, что способствует процессу удаления из него углеводородов и улучшает теплообмен. Материал перемещается внутри барабана под действием силы тяжести за счёт его наклона и вращения. Выгрузка обработанного материала осуществляется шнековым конвейером из разгрузочного узла термодесорбера.
Поскольку непосредственно в барабан термодесорбера не подается факел и не поступает воздух за счет специальной системы уплотнений, в нем происходит только испарение углеводородов с их переходом в газообразную фазу. Изнутри наружный кожух термодесорбера облицован слоем волокнистого теплоизоляционного материала на керамической основе. Высокие теплоизоляционные свойства данного материала значительно снижают общий вес системы, что в свою очередь позволяет повысить ее мобильность.
Косвенный обогрев барабана происходит за счет тепла топочных газов, получающихся от сжигания несконденсированных углеводородов или топлива в камере сжигания-дожигателе. Топочные газы после прохождения вдоль наружной стенки термодесорбера через выхлопную трубу выбрасываются в атмосферу. Утилизация полученных в процессе термодесорбции паров и газов производится в блоке их регенерации.
^ НаверхБлок регенерации паров углеводородов и очистки процессных газов
Блок регенерации паров углеводородов предназначен для конденсации выходящих из термодесорбера углеводородных паров и пылеулавливания. Отходящие из зоны термодесорбции процессные газы, непрерывно поступают в скруббер распылительного типа, где происходит их охлаждение и промывка. В скруббере улавливаются пылевидные частицы, уносимые газовым потоком, и конденсируется основная часть газов. Орошение скруббера осуществляется маслом - сконденсированными углеводородами по циркуляционной схеме с непрерывной добавкой "свежего" масла, очищенного на центрифуге, входящей в систему пылеулавливания и газоочистки. За счет конденсации углеводородов, объем циркулирующего масла увеличивается.
Аккумулированное масло из скруббера перетекает через сифон в резервуар масла. Масло из резервуара подается насосом в скруббер после очистки на центрифуге. Это обеспечивает непрерывное обновление масла скруббера.
Не сконденсировавшиеся газы, пройдя каплеотбойник, направляются в камеру сжигания-дожигатель термодесорбера, в которой происходит их сжигание. Тепло от сжигания используется для косвенного обогрева термодесорбера. Каплеотбойник (туманоуловитель) установлен непосредственно на скруббере, являясь как бы его частью. Капле-туманоуловитель представляет собой фильтр из многослойной металлической сетки и служит для исключения попадания жидкой фракции углеводородов в камеру сжигания-дожигатель. В предлагаемой конструкции скруббера, в верхней его части установлены два туманоуловителя, для обеспечения непрерывного функционирования системы на период обслуживания одного из каплеотбойников.
Основные вентиляторы системы
Для отвода топочных газов из кожуха термодесорбера и поддержания разрежения в рабочей зоне печи за счет отсоса не сконденсировавшихся в скруббере паров воды и углеводородов, имеется главный вытяжной вентилятор. Вентилятор снабжен системой автоматического регулирования скорости с помощью регулятора скорости вращения и ручного регулирования.
Подача воздуха на вход камеры сгорания для термического окисления не сконденсировавшихся в скруббере паров углеводородов осуществляет вентилятор топки, который выполняет так же функцию стабилизатора температуры газов в камере сгорания. На входной линии вентилятора установлена автоматическая задвижка с пневмоприводом. Данная задвижка и регулятор скорости вращения вентилятора топки автоматически активируются системой логического контроля в зависимости от содержания кислорода в камере сгорания.
Вентилятор охлаждения обеспечивает подачу холодного атмосферного воздуха (или возвратного топочного газа) в камеру смешения (в конце камеры сгорания) для обеспечения заданной температуры топочных газов, омывающих рубашку барабана термодесорбера. Работа данной задвижки и регулятора скорости вращения вентилятора охлаждения автоматически активируются системой логического контроля в зависимости от температуры топочного газа.
^ НаверхБлок экстренного понижения температуры в печи
В аварийных случаях резкого повышения температуры в печи предусмотрена система ее гашения азотом. Подвод азота (N2) предусмотрен со стороны загрузки обрабатываемого материала в термодесорбер, а также с разгрузочной стороны печи. Подача азота в загрузочную зону происходит посредством автоматического открытия электромагнитного клапана. Подача азота в разгрузочную зону выполняется посредством механизированной задвижки, при этом подаваемый азот предварительно нагревается в трубчатом теплообменнике, расположенном в задней части камеры сгорания. Для контроля подачи азота в разгрузочную зону имеется индикатор расхода азота.
Блок подачи материала в термодесорбер
Исходный материал: кек после "трехфазной" центрифуги, "замазученная" земля и прочие твердые нефтеотходы, загружаются в бункер - питатель термодесорбера. Для дозированной подачи шлама из бункера-питателя используется расположенный в его донной части двухшнековый питатель, который дозирует и уплотняет обрабатываемый материал.
В системе питания имеется возможность изменения скорости загрузки материала в термодесорбер за счет регулирования скорости вращения двухшнекового питателя.
С двухшнекового питателя материал поступает на второй - транспортирующий шнек, который подает уплотненный материал на третий - короткий инжектирующий шнековый конвейер, осуществляющий подачу материала непосредственно во вращающийся барабан термодесорбера. Конструкция инжектирующего конвейера обеспечивает образование уплотнения из исходного материала, предотвращающее попадание воздуха в рабочую зону термодесорбера со стороны загрузки.
^ НаверхБлок управления термодесорбционной системой
Блок управления термодесорбционной системой обеспечивает управление процессом в автоматическом и ручном режимах с выдачей аварийной сигнализации. Система реализована на базе промышленных логических контроллеров компании "Аллен Брэдли" и имеет удобный графический интерфейс оператора.
Блок обеспечивает контроль всех важных параметров процесса:
- Температуру газов в камере сгорания;
- Температура топочных газов омывающих барабан термодесорбера;
- Уровень кислорода в камере сгорания;
- Температура процессных газов в барабане печи;
- Температура обработанного материала;
- Температура масла в системе орошения скруббера;
- Температура процессных газов скруббера;
- Уровень масла скруббера;
- Уровень масла в сборной емкости масла.
Кроме того, блок управления обеспечивает:
- Автоматический запуск системы с выполнением розжига горелки;
- Предварительный разогрев системы с выходом системы на режим обработки материал;
- Управление процессом в режиме обработки материала;
- Автоматическую остановку системы.
