Эмульсионного шлама в топочный мазут:
1 – шламонакопитель; 2 – скиммер; 3 – активатор; 4 – разделочная емкость; 5 – дозировочный насос; 6 –смеситель; 7 – дезинтегратор;
Потоки: I – нефтешлам; II – очищенная вода; III – эмульсионный нефтешлам; IV – топочный мазут; V – смесь эмульсионного нефтешлама и мазута; VI – топливная композиция; VII – паровоздушная смесь
Рассматривается использование нефтешламов как компонентов котельного топлива. Благодаря многоступенчатому циклу отстаивания происходит частичное отделение воды (до 60-70 % от имеющегося количества) и механических примесей (до 2-3 %), стойкая нефтяная эмульсия является добавкой к котельному топливу.
Известен способ получения топливной композиции, включающий смешивание нефтешлама с тяжелой нефтяной фракцией, причем перед смешиванием последний подвергают эмульгированию, предварительно отделив его механические примеси и воду гравитационным отстаиванием. Перед эмульгированием нефтешлам нагревают до 70-80 оС.
Предложена топливная композиция, образующаяся при смешивании тяжелых нефтяных фракций с нефтешламом, очищенным предварительно от механических примесей и избытка влаги (55-63 %) с помощью гидроциклона. Полученную смесь подвергают эмульгированию при содержании шлама в полученном целевом продукте от 1 до 50 %.
Анализируя предложенные методы утилизации нефтяных эмульсий в качестве компонентов топлива можно сделать вывод о том, что в подобных композициях предлагается использовать верхний слой содержимого шламонакопителя, т.к. содержание механических примесей в используемых шламах невелико (2-5 %). Донные слои шламонакопителей, которые и являются неутилизируемыми шламами, подобным образом использовать невозможно, т.к. высокое содержание механических примесей (до 45 %) создаёт опасность засорения топливоподающей аппаратуры и форсунок.
АО «Монтажинжиниринг» (Казахстан, г. Алматы) создана установка АКТАУ-1 по переработке амбарной нефти и нефтешлама. АКТАУ-1 позволяет перерабатывать замазученное сырье с содержанием неорганической части до 30 % и нефтешлам, содержащий до 30 % органических веществ, в продукцию, по качеству соответствующую дизельному топливу. В процессе переработки образуется отход, содержащий минеральные компоненты с примесью органических веществ.
Известны многие направления утилизации шламов при их использовании в качестве добавок в различные продукты. В литературных источниках часто рассматривается возможность их использования в производстве строительных материалов.
Рассмотрена возможность использования нефтешлама в качестве добавки в бетоны. Известны комплексные гидрофобнопластифицирующие добавки, которые готовят эмульгированием гидрофобного компонента в растворах технического лигносульфоната (ЛСТ). Добавку готовили совместным эмульгированием нефтешлама и раствора ЛСТ в соотношении 1:1 и 2:1. Для приготовления бетонных смесей использовался воркутинский портландцемент М 400 и М 500, песок и щебень. На основе полученных результатов можно сделать вывод о том, что добавка на основе нефтешлама позволяет увеличить прочность бетона на 20 %, морозостойкость, водопроницаемость в 2 раза и уменьшить расход цемента на 1 м3 бетона на 10 % (при оптимальной концентрации нефтешлама 0,15-0,2 % от массы цемента). Заметим, что указанные выше соотношения «нефтешлам – раствор ЛСТ» не обоснованы теоретически, нет также данных об использовании этой добавки в промышленных масштабах.
Одним из предлагаемых способов переработки нефтешлама является использование его в качестве добавки при получении битума. К нагретому до 75-105 оС нефтешламу (50-80 % общей массы) небольшими порциями подают кислый гудрон. Реакция протекает при постоянном перемешивании в токе воздуха. Первоначально выделяется вода, содержащаяся в нефтешламе, затем реакционная вода, образующаяся в процессе реакции сульфирования. После отгонки основного количества воды температуру увеличивают до 130 оС. Постепенная подача кислого гудрона обеспечивает более полное превращение серной кислоты в сульфокислоты. Время реакции определяется количеством воды в исходных образцах нефтешлама. Полученную реакционную массу можно использовать в качестве добавки при получении битума на основе прямогонного гудрона.
Смесь, содержащая легкий пылевидный суглинок (до 100 частей); нефтешлам (10 - 23 части) и воду (8 - 10 частей), используется в строительстве автомобильных дорог, для устройства морозозащитных слоев, изолирующих прослоек, верхних и нижних слоев оснований под усовершенствованные облегченные и переходные типы покрытий, нижних слоев оснований под цементно-бетонные и асфальтобетонные покрытия.
Сотрудниками Ярославского государственного технического университета изучена возможность использования нефте- и маслошламов в качестве вспучивающей добавки при производстве керамзита. Определено, что добавка НШ обладает вспучивающим действием при дозировке 4 % и выше.
Проведены производственные испытания вспучивающей добавки (20 т). Получен товарный керамзитовый гравий с объемно-насыпной массой от 500 до 600 кг/м3, прочностью от 2,4 до 2,5 МПа, что соответствует требованиям ГОСТ 9758-86.
Разработана технологическая схема и технологические рекомендации по проектированию производства получения вспучивающей добавки для керамзита на основе нефте- и маслошламов с добавлением отработанного моторного масла (рис. 3.7)
Маслошлам подвозится на участок автотранспортом и выгружается в бункер-накопитель 1 объемом 32 м3, откуда с помощью винтовых шнековых конвейеров 3 и 6 из бункера-накопителя подается 140 кг маслошлама в смесительную емкость 7 объемом 0,25 м3. Отработанное масло закачивается в бак–хранилище 12 объемом 7 м3 шестеренчатым насосом 13. Для контроля объема масла в баке–хранилище предусмотрен уровнемер. Из бака–хранилища 12 масло (60 кг) самотеком поступает в мерную емкость 10 объемом 0,065 м3. Уровень масла в емкости также контролируется уровнемером. Из емкости 10 масло самотеком поступает в емкость 7. Перемешивание компонентов добавки осуществляется в емкости 7, оснащенной пропеллерной мешалкой 8. Процесс перемешивания компонентов добавки продолжается 15 минут. За 1 час работы рассчитано выполнить два перемешивания. В процессе перемешивания контролируется условная вязкость добавки (67,78 ОВУ). Из емкости 7 готовая вспучивающая добавка самотеком поступает в приемную емкость 16 объемом 4 м3, откуда закачивается перистальтическим насосом в автоцистерну потребителя. При этом предусмотрено прохождение добавки через металлическую решетку с диаметром ячеек 5 мм для отсеивания более крупных механических примесей. По мере забивания решетки примесями ее очищают. Отход (листья и гравий, загрязненные нефтепродуктами) убирается вручную в предусмотренный для него контейнер, вывозится на бетонированную площадку.
Рис. 3.7. Технологическая схема получения вспучивающей добавки для производства керамзита на основе маслошлама:
1 – бункер-накопитель; 2, 4 – мотор-редуктор, 3, 6 - конвейер винтовой шнековый; 5 – патрубок; 7 – смесительная емкость; 8 – пропеллерная мешалка; 9 – привод мешалки; 10 – мерная емкость для отработанного масла; 11, 14, 15, 18 – вентили запорные; 12 – емкость для хранения отработанного масла; 13, 17 – насосы; 16 – приемная емкость