Выбор метода утилизации отхода на основе расчета класса опасности

курсовая работа

2.2 Выбор технологии

отход нефтегазовый опасность утилизация

Учитывая состав отхода, класс опасности, характер его получения, был выбран метод утилизации отхода - патент RU 2242493 " Способ утилизации отходов бурения ".

Изобретение относится к способам переработки и утилизации нефтяных отходов бурения и может найти применение в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, а именно при строительстве дорог и обустройстве кустовых площадок. В основу предлагаемого изобретения положена задача создания способа утилизации отходов бурения, при котором обеспечивалось бы получение керамического заполнителя с высокой морозостойкостью, прочностью и водопоглощением, используемого при дорожном строительстве.

Технический результат достигается тем, что в известном способе утилизации отходов бурения, включающем перемешивание отходов бурения с суглинком и термическую обработку полученной сырьевой смеси, в качестве отходов бурения используют твердую фазу от разделения на жидкую и твердую фазы бурового шлама и отработанного бурового раствора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная твердая фаза 30-40

Суглинок 40-70

термическую обработку осуществляют во вращающейся барабанной печи при температуре не более 1100°С, а перед указанной термообработкой осуществляют грануляцию сырьевой смеси.

При этом жидкую фазу используют повторно (многократно) для приготовления бурового раствора, т. е. возвращают в циркуляционную систему буровой установки.

Для термообработки смеси суглинка и отходов бурения используют попутный нефтяной газ. При термообработке происходит вспучивание гранул с последующим отверждением.

На выходе вращающейся печи из пылегазовой смеси выделяют пыль, которую дополнительно вводят в сырьевую смесь в количестве не более 5% от массы сырьевой смеси. Это позволяет уменьшить содержание влаги в приготовленной сырьевой смеси, обеспечить предварительный подогрев и увеличить выпуск керамического заполнителя.

Содержание воды в подготовленной сырьевой смеси не должно превышать 30%, что обеспечивает сохранность гранул и уменьшает энергозатраты.

Увеличение содержания твердой фазы в смеси более 60% приводит к уменьшению спучивания гранул при термической обработке, т.к. увеличивается содержание трудноплавких компонентов (кварц и полевой шпат), а уменьшение содержания твердой фазы в смеси меньше 30% экономически нецелесообразно. При этом твердая фаза содержит до 35% жидкости.

Термическую обработку (или предварительная сушка) гранул осуществляют при температуре 350-400°С, а окончательную термообработку (обжиг) - при температуре 1000-1100°С. Время термической обработки определяют экспериментально, и оно определяется числом оборотов вращающейся барабанной печи.

В результате заявленного способа присутствующие в нефтяных отходах твердой фазы органические вещества связываются с суглинком. Последующая термическая обработка приводит к еще более прочному связыванию токсичных соединений и предотвращению последующего их растворения при воздействии окружающей среды.

Смешение в заявленных пропорциях твердой фазы с суглинком, выбранная последовательность и режимы утилизации обеспечивают получение продукта, соответствующего стандартам строительных материалов, который может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Требуемые характеристики керамического заполнителя обеспечиваются заявляемым содержанием компонентов, температурным режимом обработки и последовательностью проведения операций.

Для этого используют стандартное оборудование: вибросита, гидроциклоны, двухступенчатые циклоны, центрифугу, глиномешалку, гранулятор, вращающуюся барабанную печь, т.е. оборудование, выпускаемое промышленностью серийно для получения керамзита.

Схема реализации способа утилизации отходов бурения включает буровую установку 1, которая содержит циркуляционную систему 2 бурового раствора, соединенной через вибросито 3, центрифугу 4 с транспортером отходов 5 и контейнером 6. Установка термообработки 7 содержит смеситель 8, выход которого соединен через гранулятор 9 с вращающейся барабанной печью 10. Вращающаяся барабанная печь 10 содержит топку 11 с горелочными устройствами 12, выходы ее соединены с пылеуловителем 13 и через транспортер 14 с контейнером 15 для керамического заполнителя и вентилятор 16.

Схема работает следующим образом. В процессе бурения с выхода вибросито 3 и центрифуги 4 буровой шлам и отработанный буровой раствор при помощи транспортера 5 направляют в контейнер 6. После заполнения нескольких контейнеров их перевозят на установку по термообработке 7 отходов бурения. Сюда же доставляют и суглинок. Эти компоненты в требуемых пропорциях перемешивают в смесителе 8, после чего полученную сырьевую смесь подают на гранулятор 9, а затем из него - во вращающуюся барабанную печь 10. Одновременно с подачей гранул в печь на горелочные устройства 12 подают смесь нефтяного газа и воздуха, которую поджигают дистанционно. Горелочным устройством 12 обеспечивается требуемый температурный режим внутри печи: в зоне предварительной термообработки 350-400°С, а в зоне основной термообработки - 1000-1100°С. Время обжига определяют на основе практического опыта и регулируют числом оборотов вращающейся барабанной печи 10. Готовый продукт - керамический заполнитель поступает на металлический транспортер 14, где охлаждают воздухом при помощи вентилятора 16, а затем подают на контейнер 15. Так, на выходе вращающейся барабанной печи 10 пылегазовая смесь содержит пыль до 0,5% от массы смеси и ее выделяют с помощью двухступенчатого циклона-пылеуловителя 13. Пыль направляют на вход смесителя 8.

Таким образом, термообработка приготовленной в определенных пропорциях сырьевой смеси из суглинка и твердой фазы отходов бурения позволяет получить керамический заполнитель, который можно использовать при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Кроме того, по сравнению с прототипом, в 2-3 раза уменьшаются удельные энергозатраты (за счет снижения температуры с 4000К (3727°С) до 1100°С) и увеличивается производительность установок утилизации отходов бурения. Это позволит использовать заявляемый способ при безамбарном способе бурения скважин.

Полученный керамический заполнитель соответствует требованиям, предъявляемым стандартами для строительных материалов и соответственно он может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок.

Делись добром ;)