Развитие области нефтедобычи и нефтепереработки приводит к росту количества отходов с нефтепродуктами, что требует применения различных методов их обезвреживания.
Основные методы обезвреживания нефтешламов подразделяются на:
-
Механические методы: сепарация, фильтрация, центрифугирование. С их помощью отделяют твердую часть от жидкой фазы или разделяют несколько разных по плотности жидкостей. Данный метод позволяет частично очистить воду и нефть, однако эффективность отделения нефтепродуктов не высокая и задача полной утилизации остатков не решается полностью.
-
Химические методы: коагуляция, флокуляция, адсорбция. Используются для связывания и удаления мелких частиц нефти. Требуют значительных затрат реагентов и приводят к образованию вторичных загрязнителей.
-
Биологические методы: основаны на использовании микроорганизмов для разложения углеводородных компонентов. Метод экологически безопасен, но его эффективность зависит от условий окружающей среды и состава шлама.
-
Термические методы: предполагают нагревание нефтешлама до высоких температур, при воздействии которых происходит испарение воды и сгорание органических веществ. Позволяет полностью уничтожить органическую часть шлама и получит тепловую или электрическую энергию.
-
Комбинированные методы: сочетают несколько вышеперечисленных методов для достижения наилучших результатов. Например, механическая очистка может быть дополнена химической обработкой и последующей биологической утилизацией.
Наиболее эффективным и перспективным среди существующих методов обезвреживания и утилизации является термический метод по ряду преимуществ:
1. Высокая степень очистки.
Опыт компании Эко-Спектурм подтверждает данный факт на практике:
После термического обезвреживания грунта, загрязненного нефтепродуктами с содержанием 15% и более, остаточное количество нефтепродуктов в золе составляло менее 0,02%, что является меньше предела определения методики, по которой проводился анализ.
Обезвреживаемый отход относился к отходу III класса опасности, после обезвреживания класс опасности зольного остатка по результатам биотестирования составил IV.
2. Высокий энергетический потенциал.
При сжигании нефтепродуктов можно получить значительное количество тепловой или электрической энергии, которую можно использовать для собственных нужд, например, обогрев производственных помещений, или передавать внешнему потребителю.
Нашей компанией разрабатывались разнообразные проекты с применением тепловой энергии и с выработкой электроэнергии: использование тепла для отапливания производственных помещений было успешно реализовано неоднократно; тепло используется для предварительной сушки отхода с целью снижения затрат на себестоимость процесса обезвреживания путем уменьшения расхода топлива; проекты с получением электроэнергии были рассчитаны на выход по электроэнергии в 2,5 и 5 МВт. Ниже показан один из проектов, в которых тепло дымовых газов используется для отапливания производственных помещений.
Проект на базе инсинератора роторного типа HURIKAN 5000 R с выработкой электроэнергии до 2,5 МВт:
3. Минимизация объема отходов.
После термической обработки остается небольшой объем золы, который можно использовать в качестве материального ресурса, например в области строительства или для изготовления антивандальных полимерпесчаных изделий с золой вместо песка
4. Устойчивость к изменяемому составу нефтешлама.
Оборудование для термического обезвреживания и утилизации нефтесодержащих отходов способно стабильно и эффективно работать независимо от химического состава исходного материала, что делает метод универсальным. Изменение состава может повлиять только на производительность инсинератора и расход топлива, что показано в таблице по результатам расчетов:
|
Код ФККО |
Наименование отхода |
С |
Н |
O |
N |
S |
Cl |
W |
A |
Q, ккал/кг |
Ср, Дж/(кг´°С) |
Рабочие температуры |
Коэффициент избытка воздуха |
Производительность на инсинераторе HURIKAN 1000 R |
Расход дизельного топлива |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
4 43 701 11 39 3 |
песок кварцевый, загрязненный нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов 15% и более) |
15,11 |
1,94 |
0,46 |
0,05 |
0,07 |
0 |
0,37 |
82,0 |
1685 |
2000 |
В ГК 850°С, в ВК 950°С |
1,62 |
до 1415 кг/ч |
До 127 л/ч |
|
4 43 511 03 61 3 |
фильтры волокнистые на основе полипропиленовых волокон, загрязненные нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов 15% и более) |
85,11 |
13,72 |
0,37 |
0,04 |
0,06 |
0 |
0,3 |
0,40 |
10255 |
2000 |
В ГК 850°С, в ВК 950°С |
1,62 |
до 314 кг/ч |
Не требуется |
|
7 23 102 01 39 3 |
осадок механической очистки нефтесодержащих сточных вод, содержащий нефтепродукты в количестве 15% и более |
16,71 |
2,15 |
0,51 |
0,06 |
0,08 |
0 |
32,3 |
48,2 |
1672 |
2500 |
В ГК 850°С, в ВК 950°С |
1,62 |
До 847 кг/ч |
До 219 л/ч |
|
7 23 301 01 39 3 |
осадок (шлам) флотационной очистки нефтесодержащих сточных вод, содержащий нефтепродукты в количестве 15% и более |
41,56 |
5,34 |
1,26 |
0,15 |
0,19 |
0 |
35,35 |
16,15 |
4429 |
2550 |
В ГК 850°С, в ВК 950°С |
1,62 |
До 557 кг/ч |
До 76 л/ч |
где C, H, O, N, S, Cl, W, А – содержание углерода, водорода, кислорода, азота, серы, хлора в отходе, влажность и зольность отхода;
Q – низшая теплота сгорания смеси отходов, ккал/кг
Ср – удельная теплоемкость отходов, Дж/(кг´°С)
К методам термического обезвреживания нефтешламов относят технологию сжигания и пиролиза, сравнительный анализ которых проведен в статье, и так как процесс на основе высокотемпературного окислительного обезвреживания имеет явные преимущества в сравнении с пиролизом, остановимся на дальнейшем рассмотрении технологии сжигания.
Термическое обезвреживание нефтесодержащих отходов методом сжигания в инсинераторах представлено технологической линией, включающей предварительную подготовку отходов при необходимости, термическое обезвреживание в главной камере инсинератора, высокотемпературное дожигание во вторичной камере инсинератора, очистку дымовых газов от загрязняющих веществ с возможностью получения тепло- или электроэнергии. Образуемый зольный остаток или захоранивается или используется в качестве инертного материала.
Исключение или минимизацию предварительной подготовки отходов возможно осуществить путем подбора подходящих типа инсинератора (роторный, циклонный, камерный) и узла загрузки отхода (узел подачи жидкого отхода, шнековый конвейер, бункер с толкателем и др.).
Индивидуально разработанная технологическая линия отвечает всем поставленным требованиям с достижением максимальной энергоэффективности, экологической целесообразности, минимизации материальных затрат на эксплуатацию.
В перечне ГЭЭ на оборудование компании Эко-Спектрум содержится большое количество отходов, содержащих нефтепродукты, которые возможно термически обезвреживать в инсинераторах нашего производства.
К таким отходам относятся, например:
|
Код ФККО |
Наименование отходов |
Код ФККО |
Наименование отходов |
Код ФККО |
Наименование отходов |
|---|---|---|---|---|---|
|
9 31 100 01 39 3 |
грунт, загрязненный нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти или нефтепродуктов 15% и более) |
2 12 801 12 39 4 |
отходы механической пластовой воды перед закачкой ее в пласт при добыче сырой нефти и природного газа (содержание нефтепродуктов менее 15%) |
3 61 215 14 22 4 |
стружка из черных металлов, загрязненная нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов менее 15%) |
|
9 31 181 11 71 4 |
древесно-кустарниковая растительность, загрязненная нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти и нефтепродуктов менее 15%) |
2 91 211 02 20 4 |
проппант керамический на основе кварцевого песка, загрязненный нефтью (содержание нефти менее 15%) |
4 02 311 01 62 3 |
спецодежда из натуральных, синтетических, искусственных и шерстяных волокон, загрязненная нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов 15% и более) |
|
9 31 217 12 30 3 |
сорбенты неорганические, отработанные при локализации и ликвидации разливов нефти или нефтепродуктов (содержание нефти и/или нефтепродуктов 15% и более) |
3 31 284 11 33 3 |
отходы зачистки машин и оборудования производства шин, содержащие нефтепродукты 15% и более |
4 05 959 21 60 4 |
отходы бумаги протирочной, загрязненной нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов менее 15%) |
|
9 41 561 13 31 2 |
обводненная смесь галогенсодержащих органических веществ с суммарным содержанием 15% и более при технических испытаниях и измерениях |
3 61 151 21 31 4 |
смазочно-охлаждающие жидкости, отработанные при волочении медной проволоки, содержащие нефтепродукты менее 15% |
9 11 200 07 31 3 |
отходы очистки оборудования транспортировки и/или хранения нефтепродуктов (содержание нефтепродуктов 15% и более) |
В таблице показаны лишь несколько примеров из большого множества отходов, содержащих нефтепродукты и включенных в нашу ГЭЭ. И каждый отход индивидуален по своему химическому составу, поэтому и подбор оборудования осуществляется в каждом случае отдельно. Рассмотрим три примера запросов на разработку технологической линии и подбора оборудования для термического обезвреживания нефтешламов:
1. Термическое обезвреживание отходов с перечнем, в котором преобладают отходы производства, в том числе содержащие нефтепродукты:
|
Код ФККО |
Наименование отходов |
Накопление, т/г |
Морфологический состав смеси, % |
|---|---|---|---|
|
ЗАПРОС 1 |
|||
|
3 61 211 01 31 3 |
Смазочно-охлаждающие масла, отработанные при металлообработке |
3,54 |
3,00 |
|
9 21 210 01 31 3 |
Отходы антифризов на основе этиленгликоля |
13,71 |
1,22 |
|
9 11 200 02 39 3 |
Шлам очистки емкостей и трубопроводов от нефти и нефтепродуктов |
5,59 |
0,42 |
|
4 06 350 01 31 3 |
Всплывшие нефтепродукты из нефтеловушек и аналогичных сооружений |
1,94 |
0,63 |
|
9 19 204 01 60 3 |
Обтирочный материал, загрязненный нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти или нефтепродуктов 15 % и более) |
2,88 |
0,93 |
|
4 43 751 01 49 3 |
Керамзит, загрязненный нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов 15% и более) |
4,27 |
1,33 |
|
4 43 501 01 61 3 |
Нетканые фильтровальные материалы синтетические, загрязненные нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов 15% и более) |
6,10 |
0,10 |
|
9 18 612 01 52 3 |
Фильтры очистки масла электрогенераторных установок отработанные (содержание нефтепродуктов 15% и более) |
0,46 |
0,03 |
|
9 18 613 01 52 3 |
Фильтры очистки топлива электрогенераторных установок отработанные (содержание нефтепродуктов 15% и более) |
0,12 |
0,22 |
|
9 18 302 85 52 3 |
Фильтры очистки масла газоперекачивающих агрегатов отработанные |
0,99 |
0,00 |
|
4 91 197 11 52 3 |
Самоспасатели изолирующие с химически связанным кислородом, утратившие потребительские свойства |
0,01 |
3,31 |
|
9 19 201 01 39 3 |
Песок, загрязненный нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти или нефтепродуктов 15% и более) |
15,17 |
0,16 |
|
9 19 202 01 60 3 |
Сальниковая набивка асбесто-графитовая промасленная (содержание масла 15% и более) |
0,74 |
0,11 |
|
4 57 119 01 20 4 |
Отходы прочих теплоизоляционных материалов на основе минерального волокна незагрязненные |
0,50 |
0,02 |
|
4 91 102 21 52 4 |
Противогазы в комплекте, утратившие потребительские свойства |
0,08 |
0,05 |
|
9 18 611 02 52 4 |
Фильтры воздушные электрогенераторных установок отработанные (содержание нефтепродуктов менее 15%) |
0,21 |
0,00 |
|
9 11 287 32 52 4 |
Фильтрующие элементы (патроны) фильтр-сепаратора для очистки природного газа отработанные |
0,01 |
0,01 |
|
9 18 302 51 52 4 |
Фильтры очистки газов от жидкости и механических примесей при подготовке топливного, пускового и импульсного газов отработанные |
0,03 |
0,01 |
|
9 18 302 63 52 4 |
Фильтры бумажные очистки всасываемого воздуха газоперекачивающих агрегатов отработанные |
0,04 |
0,00 |
|
9 49 812 11 20 4 |
Фильтры бумажные, отработанные при технических испытаниях и измерениях |
0,01 |
0,00 |
|
9 49 811 11 20 4 |
Индикаторная бумага, отработанная при технических испытаниях и измерениях |
0,02 |
0,01 |
|
4 02 111 01 62 4 |
Ткани хлопчатобумажные и смешанные суровые фильтровальные отработанные незагрязненные |
0,06 |
0,05 |
|
4 55 700 00 71 4 |
Отходы резиноасбестовых изделий незагрязненные |
0,25 |
0,01 |
|
9 49 911 12 39 4 |
Бой стеклянной химической посуды, загрязненной нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов менее 15 %) |
0,03 |
0,01 |
|
4 38 195 12 52 4 |
Тара из разнородных полимерных материалов, загрязненная нефтепродуктами (содержание менее 15%) |
0,04 |
1,04 |
|
4 68 111 02 51 4 |
Тара из черных металлов, загрязненная нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов менее 15%) |
4,76 |
0,77 |
|
4 68 112 02 51 4 |
Тара из черных металлов, загрязненная лакокрасочными материалами (содержание менее 5%) |
3,54 |
0,10 |
|
8 91 110 02 52 4 |
Инструменты лакокрасочные (кисти, валики), загрязненные лакокрасочными материалами (в количестве менее 5 %) |
0,45 |
5,67 |
|
7 33 100 01 72 4 |
Мусор от офисных и бытовых помещений организаций несортированный (исключая крупногабаритный) |
25,95 |
8,44 |
|
7 31 110 01 72 4 |
Отходы из жилищ несортированные (исключая крупногабаритные) |
38,63 |
42,85 |
|
8 90 000 01 72 4 |
Отходы (мусор) от строительных и ремонтных работ |
196,15 |
0,00 |
|
9 19 202 12 60 4 |
Сальниковая набивка из полимерного материала промасленная (содержание масла менее 15 %) |
0,01 |
0,01 |
|
4 89 222 12 52 4 |
Рукава пожарные из натуральных волокон с резиновым покрытием, утратившие потребительские свойства |
0,04 |
0,20 |
|
4 05 919 01 60 4 |
Отходы упаковочных материалов из бумаги и картона, загрязненные средствами моющими, чистящими и полирующими |
0,90 |
0,00 |
|
9 49 868 11 52 4 |
Ареометры (кроме ртутьсодержащих), утратившие потребительские свойства |
0,00 |
0,44 |
|
4 03 101 00 52 4 |
Обувь кожаная рабочая, утратившая потребительские свойства |
2,02 |
0,11 |
|
4 31 141 91 52 4 |
Обувь комбинированная из резины, кожи и полимерных материалов специальная, утратившая потребительские свойства, незагрязненная |
0,52 |
0,01 |
|
2 12 203 11 39 4 |
Отходы очистки природного газа от механических примесей |
0,03 |
0,00 |
|
3 35 422 11 20 4 |
Отходы фторопласта при механической обработке заготовок из фторопласта |
0,02 |
0,22 |
|
9 21 130 01 50 4 |
Покрышки пневматических шин с тканевым кордом отработанные |
1,00 |
0,22 |
|
9 21 130 02 50 4 |
Покрышки пневматических шин с металлическим кордом отработанные |
1,00 |
1,20 |
|
4 02 131 01 62 5 |
Спецодежда из натуральных волокон, утратившая потребительские свойства, пригодная для изготовления ветоши |
5,50 |
0,05 |
