Для предотвращения загрязнения моря нефтепродуктами используются сепараторы центробежного и коалесцирующего типов, требующие однако частей замены узлов и деталей.
Ресурс коалесцирующих элементов серпаторов менее 100 ч. Суда, на которых существующие сепараторы не обеспечивают очистку воды до нефтесодержания менее 100 млн-1, должны оборудоваться накопительными цистернами, вместимость которых достаточна для сбора нефтесодержащих вод в течение максимального перехода между портами, где эти воды могут быть сданы на сборщики льяльных вод или береговые очистные сооружения.
Наиболее перспективным сепарационным оборудованием являются коалесцирующие фильтры с регенерируемыми коалесцирующими и фильтрующими материалами.
Коалесценция — это процесс укрупнения частиц нефтепродуктов в эмульсиях в результате их слияния. Этот процесс может протекать самопроизвольно при столкновениях частиц, однако скорость его при этом невелика. Интенсивно процесс происходит при пропускании эмульсии через коалесцирующие фильтрующие материалы, например полипропилен, когда частицы нефтепродуктов, контактируя с коалесцирующей поверхностью фильтра, прилипают к ней и укрупняются, после чего укрупненные частицы отрываются и всплывают на поверхность. Лучшие результаты очистки обеспечивают фильтроэлементы с толщиной фильтрующего слоя 15 мм и диаметром элементарных волокон 4—8 мкм при температуре 30 °С. Однако полипропиленовые фильтроэлементы из нетканых материалов длительно и надежно работают лишь при отсутствии механических примесей в очищаемых водах и при очистке загрязненных вод с нефтесодержанием 150— 200 млн-1, т. е. они эффективны только для доочистки сбрасываемых вод. Характеристики доочистных сепараторов типа СКВ на применяемых отечественных судах приведены в табл. 2.5.
Для очистки нефтесодержащих вод на судах применяют сепарационную установку УСФ-4. Первая секция этой установки является ступенью предварительной очистки (до 100—200 млн-1), работающей под вакуумом и состоящей из фильтрующего материала (гранулы диаметром 1,6—3 мм); за ней устанавливается доочистной сепаратор коалесцирующего типа, заполненный фильтрующим синтетическим материалом (гранулы диаметром 0,3— 0,8 мм), работающий также в вакуумном режиме. Установка автоматизирована и обеспечивает очистку нефтесодержания менее 15 млн-1.
Для повышения эффективности работы установки необходимо систему осушения сточных колодцев машинного отделения и других емкостей, в которых накапливаются нефтесодержащие воды, отделять от системы осушения отсеков, не содержащих загрязненных нефтью вод.
С помощью модернизированных сепараторов обеспечивается выполнение требований конвенции ИМО, определяющей условия и методику испытаний судовых систем очистки (основным требованием является работа установки в проточном режиме при подаче в нее смеси с содержанием нефти не менее 5000 млн-1).
Хорошо себя зарекомендовало фильтрующее оборудование «Турболо» типоразмерного ряда ТЕIF (Финляндия). Агрегат состоит из сепаратора «Турболо» для грубой сепарации нефтепродуктов на выходе менее 100 млн-1 и из фильтра «Турболо» для тонкой очистки льяльных вод (менее 15 млн-1). Устройство оборудуется прибором ОСМ для измерения содержания нефти в очищенной льяльной воде. Если в ходе эксплуатации содержание нефти превысит 15 мг/л, последует сигнал тревоги и сепаратор необходимо переключить на кратковременную подачу чистой воды для промывки измерительной ячейки.
Установки системы сепарирования «Пепематик» фирмы «Сален и Викандер» (Швеция) типов ВS1500А, ВS3000А и ВS5000А имеют производительность соответственно 1,5; 3; 5 м3/ч; масса сухой установки 1200, 1500, 1900 кг, заполненной — 1900, 2600, 3200 кг соответственно; габариты 1,1 ? 1,1?1,8; 1,6 ? 1,4 ? 1,85; 2,6 ? 1,3 ?1,95 м. Эти установки просты в эксплуатации и надежны как на строящихся (рис. 2.3, а), так и на уже действующих судах (рис. 2.3, б). Установки имеют две ступени: грубой сепарации и фильтрования. Материал фильтра периодически восстанавливается с помощью обратной промывки под высоким давлением. Нефть, возвращенная в льяла во время обратной промывки, отделяется и собирается в грубом сепараторе во время следующего периода работы.
Сепараторы RWО (ФРГ) соответствуют нормам национальных классификационных обществ СССР, США, Польши, Дании, Исландии, Швеции, Норвегии и др.; обеспечивают степень очистки менее 15 млн-1. Эти установки при испытаниях показывают остаточное содержание нефти менее 6 млн-1, следовательно, превышают норму очистки нефтепродуктов.
Сепараторы RWО типа GSF (производительностью 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5; 7,5; 10 м3/ч) имеют сварную конструкцию из мартеновской стали, защищенную от коррозии с внутренней и наружной сторон несколькими слоями антикоррозийного покрытия. Конструкция сепаратора выполнена без движущихся деталей внутри него. Сепаратор представляет собой комбинацию гравитационного сепаратора и дополнительно включенного фильтра. За счет принудительной циркуляции, создаваемой эксцентриковым винтовым насосом (около 0,1 МПа), поток смеси воды и нефти проходит систему кольцевых камер, сечения которых рассчитаны так, чтобы подъемная сила нефти в противотоке преодолела поверхностное трение в воде и нефть поднялась в верхнюю часть сепаратора (этому способствует подогрев нефтесодержащих вод до 60 °С). Отделенные нефтепродукты собираются в колпаке сепаратора в двух разделенных друг от друга уравнительных камерах, уровень нефти в которых регистрируется электродами с чувствительными элементами, и направляются в сборную цистерну через автоматические пневматические поршневые клапаны (для работы которых требуется сжатый воздух давлением 0,4—0,6 МПа). Вода, очищенная до 100 млн-1, попадает в дополнительно включенный коалесцирующий фильтр и доочистную трубу, где происходит тонкая очистка до остаточного нефтесодержания 5 млн-1.
Сепаратор трюмных вод «Аквамарин» типа СЕDЕ поставляется фирмой «Гейрстен» (Голландия), его производительность 1; 2,5; 5 и 10 м3/ч. Сепаратор «Аквамарин» (табл. 2.6) вакуумный, гравитационно-коалесцирующего типа. Обе ступени (гравитационно- отстойная и коалесцирующая) помещаются в одном вертикальном цилиндрическом корпусе. Коалесцирующие элементы, расположенные в нижней части корпуса, выполнены из синтетической ткани, натянутой между двумя дисками так, что образуется несколько круговых камер (ткань имеет гладкую поверхность с одной стороны и ворсистую с другой). Эти сепараторы могут быть рекомендованы для использования на судах, так как обеспечивают требуемую степень очистки и более надежны в работе по сравнению с сепараторами других типов.
Сепараторы трюмных вод типов НSN-D (рис. 2.4) и НSN-F [британская классификация А.398 (X), японская — А-233 (VII)], способные очищать трюмные (льяльные) воды до уровня не более 15 млн-1 нефтяных остатков производительностью от 0,25 до 10 м3/ч, удовлетворяют требованиям Международной конвенции 1973 г. по охране вод мирового океана. Сепарационная камера I с многочисленными параллельными сепарационными пластинами использует гравитационный принцип сепарации и способна отделять частицы размером более чем 50 мкм в диаметре. Сепарационные камеры II, III, оборудованные угольными очистителями, способны отделять топливные частицы размером 20 мкм (камера II) и 10 мкм (камера III). Сепаратор не имеет фильтрующих абсорбентов и фильтрующих материалов, поэтому удобен для обслуживания. Профилактическое обслуживание может быть осуществлено вручную с переднего фронта сепаратора.
Сепараторы типа НSN-F имеют две камеры и обеспечивают гарантированное качество очистки льяльных вод около 15 млн-1; сепараторы типа НSN-D (табл. 2.7) имеют три камеры и обеспечивают то же качество очистки льяльных вод. Эти типы сепараторов имеют производительность 0,25; 0,5 и 1 м3/ч и паровыми подогревателями не оборудуются. В случае необходимости в сепараторах любого типа вместо паровых могут устанавливаться электрические подогреватели.
|