Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ информационного материала по проблеме очистки от нефтяных загрязнений различных природных сред 8
1.1. Состояние вопроса 8
1.2. Способы и устройства очистки грунта от нефтяных загрязнений 10
1.3. Способы и устройства очистки водной поверхности от нефтяных загрязнений
1.4. Использование жидкого азота при пожаротушении 25
1.5. Использование жидкого азота для холодильной обработки пищевых продуктов 27
1.6. Результаты анализа информационного материала 32
Глава 2. Разработка установки для замораживания жидким азотом поверхности грунта, загрязненного нефтью 35
2.1. Состояние вопроса 35
2.2. Установка для криогенного замораживания нефтяных загрязнений грунта 38
2.3. Основные результаты 2-ой главы работы 46
Глава 3. Научные основы процесса замораживания нефтяных за грязнений с использованием криогенной установки 47
3.1. Анализ аналитических исследований процесса замораживания 47
3.2. Этапы организации процесса замораживания нефтяных загрязнений с использованием криогенного модуля 52
3.3. Теплофизические характеристики нефтяных загрязнений и исходные параметры процесса замораживания 55
3.4. Аналитические модели расчета продолжительности замораживания нефтяных загрязнений грунта 57
3.5. Аналитическое определение коэффициента теплоотдачи... 3.6. Результаты аналитических расчетов продолжительности замораживания нефтяных загрязнений с использованием криогенного модуля 73
3.7. Основные результаты 3-ей главы работы 79
Глава 4. Экспериментальные исследования процесса заморажи вания нефтяных загрязнений жидким азотом 81
4.1. Состояние вопроса 81
4.2. Опытная установка замораживания жидким азотом нефтя ных загрязнений 82
4.3. Методика проведения экспериментальных исследований... 84
4.4. Результаты экспериментальных исследований 89
4.5. Проверка адекватности аналитических моделей 98
4.6. Исследование процесса размораживания предварительно замороженных нефтяных загрязнений 102
4.7. Основные результаты 4-ой главы работы 108
Глава 5. Практическая реализация результатов исследований 110
5.1. Разработка технологической линии криогенной обработки загрязненного нефтью грунта 110
5.2. Определение расходных характеристик азота для работы модуля криогенной установки 1 5.2.1. Состояние вопроса 117
5.2.2. Определение теплопритоков в модуль аппарата 118
5.2.3. Определение расходных характеристик жидкого азота. 119
5.3. Экономическая и экологическая оценка установки для замораживания нефтяных загрязнений жидким азотом 125
5.3.1. Затраты на криогенный метод очистки загрязненного нефтью грунта 125
5.3.2. Расчет платы за ущерб от загрязнения земель разливом нефти
5.4. Испытания опытной установки для замораживания нефтяных загрязнений жидким азотом 131
5.5. Основные результаты 5-ой главы работы 132
Основные результаты работы и выводы 134
Список использованной литературы
- Способы и устройства очистки водной поверхности от нефтяных загрязнений
- Установка для криогенного замораживания нефтяных загрязнений грунта
- Аналитические модели расчета продолжительности замораживания нефтяных загрязнений грунта
- Исследование процесса размораживания предварительно замороженных нефтяных загрязнений
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Развитие промышленного производства обусловило появление неконтролируемых выбросов твердых, жидких, газообразных промышленных отходов, приводящих к техногенному загрязнению различных природных сред. К этой проблеме относятся и случаи аварийного разлива нефти и нефтепродуктов из емкостей при транспортировке, в процессе добычи или переработки. Угроза таких разливов существует на нефтеперерабатывающих заводах, вышках, нефтепроводах. Жидкие нефтепродукты могут просочиться внутрь почвы и отравить грунтовые воды, подвергая опасности водоснабжение населенных пунктов.
Происшествия с подобными последствиями часто происходят и при авариях танкеров или при умышленных сбросах нефти в акватории. При попадании нефти в воду она образует пленку на ее поверхности. Затем пленка выбрасывается прибоем на берег, где загрязняет большие площади и вызывает экологические бедствия, так как нарушает на этом участке естественное равновесие природных процессов. Поэтому желательно быстро и эффективно восстанавливать прибрежные территории и пляжи до их первоначального состояния.
В отечественной практике для удаления нефтяных загрязнений из различных природных сред, в основном, используются следующие способы: химический с помощью поверхностно-активного вещества - абсорбента; механический - приспособлениями, выполняющими функцию скребков; термический - путем выжигания.
Основными недостатками данных способов являются: значительная трудоемкость, высокая стоимость, недостаточная эффективность и ограниченность применения каждого отдельного способа в связи с различными физико-химическими свойствами загрязняющих жидкостей. В случае использования третьего способа - выжигания, необходим строгий контроль распространения огня, т.к. огонь губителен для флоры и фауны не только в выжигаемой зоне, но и в ее окрестностях, к тому же огонь и продукты горения сами по себе несут экологический вред.
В этом плане перспективен криогенный способ на базе жидкого азота, предусматривающий быстрое замораживание загрязненного слоя с последующей его утилизацией. Преимуществами данного способа являются: экологическая безопасность; значительное повышение эффективности процесса очистки; создание взрывобезопасной атмосферы над местом разлива, образованной газообразным азотом в результате испарения жидкого криоагента.
Кроме того, устройства, использующие криогенный способ, компактны, обладают малым энергопотреблением, просты в эксплуатации и поэтому позволяют создать мобильную систему замораживания на базе автомобильного транспорта, которую можно доставить в любые требуемые места.
Перспективность для отечественной практики криогенного способа очистки подтверждается и тем фактором, что в нашей стране производством
криоагентов, в том числе и жидкого азота, занимаются более 1200 предприятий, расположенных от Уссурийска на Дальнем Востоке до Калининграда, т.е. практически криопродукты доступны любому потребителю.
Однако в отечественной практике криогенный способ не используется, и практически нет исследований процесса замораживания нефтяных загрязнений грунта с использованием жидкого азота.
Для решения данной проблемы представляют интерес результаты выполненных работ по использованию азотной системы хладоснабжения для быстрого замораживания пищевых продуктов. Разработан (ООО «Темп-11») азотный скороморозильный туннельный аппарат (ACTA) различной производительности для широкого ассортимента пищевых продуктов.
На кафедре «Холодильная техника» МГУПБ выполнен ряд диссертационных работ (кандидатские: Арбузов С.Н., Пчелинцев С.А., Ручьев А.С., Феськов О.А.; докторская - Антонов А.А.) по исследованию процесса замораживания пищевых продуктов в аппарате ACTA. Результаты данных работ заслуживают внимания в методическом плане при исследовании процесса замораживания жидким азотом грунта, загрязненного нефтью и нефтепродуктами.
Анализ информационного материала показал актуальность и перспективность использования жидкого азота в плане совершенствования технологии и техники ликвидации последствий техногенных загрязнений. Однако использование криогенного способа требует решения ряда теоретических и практических задач, связанных с разработкой аналитических моделей расчета основных параметров процесса, а также конструкции криогенной установки для замораживания нефтяных загрязнений и технологии дальнейшей их утилизации.
Решению такой проблемы и посвящена данная работа, которая выполнялась в рамках проекта «ЭКА-Криоген - создание криогенных установок для быстрого замораживания пищевых продуктов и защитного слоя грунта для очистки его от техногенных загрязнений», разработанного ЗАО «ЭКА (Экология, Космонавтика, Авиация)» совместно с МГУПБ и 000 «Темп-11». Проект удостоен серебряной и золотой медалей на V-ом и VI-om Московском международном салоне инноваций и инвестиций (февраль 2005 и 2006 г.г.).
Изложенные положения определили цель и основные задачи данной диссертационной работы.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Разработка установки и процесса замораживания нефтяных загрязнений грунта с использованием азотной системы хладоснабжения.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ работы:
разработать конструктивное решение установки для замораживания нефтяных загрязнений грунта, использующую холодильный потенциал жидкого азота и, образующегося в результате его испарения, газообразного;
разработать аналитический метод расчета продолжительности замораживания грунта, загрязненного нефтью, с учетом условий организации процесса предложенной конструкции криогенной установки;
создать опытную установку и провести исследования процесса замораживания жидким азотом нефти и загрязненного грунта с определением основных его параметров;
разработать методику и рассчитать расход жидкого азота для организации процесса замораживания загрязненного грунта с помощью предлагаемой установки;
разработать, на базе криогенной установки, технологическую линию обработки нефтяного загрязнения с последующей его утилизацией;
провести экологическую и экономическую оценку эффективности использования жидкого азота для ликвидации последствий а варийного разлива нефти.
Разработаны аналитические модели расчета продолжительности замораживания слоя нефти в зонах охлаждения газообразным и замораживания жидким азотом предложенной конструкции модуля криогенной установки и этапов его перемещения по загрязненной поверхности.
Разработаны, с использованием результатов расчета, номограммы для двух зон модуля, объединяющие следующие взаимосвязанные параметры процесса замораживания: продолжительность, толщина нефтяного загрязнения, конечная температура холодильной обработки в зонах, температура газообразного азота.
Получены, на базе созданной опытной криогенной установки, экспериментальные значения основных параметров процесса замораживания нефтяных загрязнений, позволившие также доказать адекватность предложенных аналитических моделей.
Экспериментально получены, с использованием результатов оценки структурного состояния замороженного слоя нефти, значения продолжительности его размораживания, необходимые для организации процесса утилизации, и установлена степень ее зависимости от наличия экрана (песок, древесные опилки).
Разработано конструктивное решение криогенной установки для замораживания нефтяных загрязнений и ее модуля с двухзонным принципом организации процесса, позволяющего использовать холодильный потенциал жидкого азота и образующегося в результате его испарения газообразного, на которое получен патент РФ № 2286857.
Создана, на кафедре «Холодильная техника» МГУПБ, опытная установка, моделирующая разработанную конструкцию криогенного модуля и получен акт ее испытания совместно с представителями организаций-разработчиков проекта «ЭКА-Криоген», в котором отмечается работоспособность данной конструкции и перспективность ее использования для замораживания нефтяных, а также других техногенных загрязнителей с последующей их утилизацией.
Получены графические зависимости расхода жидкого азота от толщины замораживаемого слоя нефти с учетом этапов перемещения криогенного модуля по загрязненной поверхности.
Разработана технологическая линия обработки нефтяного загрязнения на базе криогенной установки и технических средств для последующей его утилизации.
Доказана, с использованием результатов расчета эколого-экономических показателей, экономическая эффективность и перспективность использования жидкого азота для ликвидации последствий аварийного разлива нефти.
конструктивное решение криогенной установки и ее модуля для замораживания нефтяного загрязнения с использованием азотной системы хладо-снабжения (патент РФ № 2286857);
аналитические модели расчета продолжительности замораживания нефтяного загрязнения с учетом конструкции и условий работы модуля криогенной установки;
экспериментальные и расчетные значения основных параметров замораживания слоя нефти различной толщины и их зависимость от условий организации процесса, обеспечиваемых криогенной установкой;
экспериментальные данные продолжительности и структурного состояния замороженной нефти в процессе ее размораживания;
результаты расчета эколого-экономических показателей использования жидкого азота для ликвидации последствий аварийного разлива нефти.
Основные результаты работы обсуждались на следующих научно-технических конференциях: "Надежность и техническая диагностика оборудования перерабатывающих отраслей АПК" (Москва, 2005 г.); 4-ой международной научно-технической конференции "Современные проблемы холодильной техники и технологии "(Украина, Одесса, 2005); научно-технической конференции "Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии. Энергосбережение" (Москва, МГУПБ, 2006); VI-ом Московском международном салоне инноваций и инвестиций (Москва, 2006 г.).
Основные положения работы опубликованы в 5 печатных работах, в т.ч. в реферируемом ВАК журнале, получен патент РФ № 2286857.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ:
Способы и устройства очистки водной поверхности от нефтяных загрязнений
В предлагаемом способе загрязненная почва обильно промывается сильными струями воды, нагнетаемой водяными насосами, берущими воду из водяных резервуаров. Водяные сопла установлены так, чтобы тщательно промывать почву одновременно с перемешиванием промываемой почвы в «зоне промывки и перемешивания». Вследствие этого, частицы почвы промываются, нефть отделяется и всплывает на поверхность воды, откуда ее можно собирать посредством вакуумного насоса. Собранная нефть накапливается в нефтеприемном резервуаре для дальнейшей переработки.
В плавучем исполнении изобретение может работать на отмелях вблизи побережий. В установке можно использовать разные типы лопастей в зависимости от консистенции почвы в загрязненной зоне. Для достижения наилучших результатов можно регулировать давление воды перед соплами в соответствии с консистенцией почвы.
Тот же принцип положен в основу способа и установки для сбора нефти и нефтепродуктов в холодное время года, предложенного в патенте РФ [58].
Способ состоит в следующем. Загрязненный участок накрывают пологом, имеющим каркас. В образованное пологом замкнутое пространство помещают заборное приспособление и подают теплоноситель, который после нагрева нефтяного загрязнения направляют в систему подогрева для повторного использования. Устройство снабжено теплогенератором, сообщенным с пространством под пологом. Теплогенератор соединен с насосом. Оборудование передвижного вакуумного агрегата теплоизолировано и имеет систему подогрева, а полог с каркасом и заборное приспособление совмещены в одном мо дуле, выполненном с возможностью перемещения над загрязненным участком.
Устройство работает следующим образом. Около загрязненного нефтью участка устанавливается передвижной вакуумный агрегат, а над загрязнением - заборное приспособление. Полог с каркасом, теплогенератор устанавливают рядом с передвижным вакуумным агрегатом и соединяют водяным насосом, сливным патрубком и отводом с пространством, образованным пологом. Сливной трубопровод от вакуумной емкости вводят под полог. При включении теплогенератора и подаче теплоносителя под полог обогревают заборное приспособление и прилегающий загрязненный нефтью участок. Затем включают вакуумный насос и за счет разряжения поднимают уровень подогретого загрязнения в заборном приспособлении, а затем и в вакуумной емкости. Включают обогрев в вакуумной емкости. После отстоя в вакуумной емкости нефть откачивают нефтяным насосом, а подогретая вода подается через теплогенератор под полог или сливается под полог по трубопроводу. По мере очищения загрязненного нефтью участка механизм сбора может перемещаться на новое место загрязнения.
Основное преимущество предлагаемого способа - возможность сбора нефти в холодное время года, когда ее вязкость повышена, за счет предварительной подготовки нефтяного загрязнения. В результате проведенного патентного поиска выявлен ряд патентов, использующих криогенный способ очистки грунта от нефтяных загрязнений [55, 61,91, 92]. В качестве криоагента имеет преимущество жидкий азот, поскольку он доступен в коммерческом плане и после распыления просто испаряется в атмосферу безо всякого экологического вреда. Однако можно использовать и другие газы, находящиеся в жидком состоянии при температурах ниже -100 С. Ниже приводятся патенты, представляющие интерес для выполнения данной диссертационной работы.
В общем случае криогенный способ представляет собой процесс, в котором участки загрязненной почвы сначала замораживаются, а потом удаляются для последующей переработки. В этом процессе загрязняющие вещества замораживаются вместе с находящимся под них слоем почвы, чтобы предотвратить выделение летучих загрязнителей в атмосферу и просачивание в окружающую чистую почву.
В одном из известных исполнений установки для осуществления процесса почва замораживается при помощи криоагента, обычно жидкого азота, вводимого в почву через трубки морозильного аппарата [92]. Трубки внедряются в глубь почвы, и чтобы избежать их деформации, трубки вводят в предварительно пробуренные в почве скважины. Однако эта процедура может вызвать дальнейшее загрязнение почвы, поскольку в процессе бурения или ввода трубок морозильного аппарата в грунт загрязненные зоны могут перемешиваться с чистыми, полости с загрязнителями, образовавшиеся в земле, могут быть прорваны. Кроме того, бурение мягких (и к тому же загрязненных) грунтов само по себе дорого и сопряжено с опасностями. Чтобы избежать испарения летучих загрязнителей требуется заморозить грунт по всей площади, подлежащей снятию. При использовании же трубок промораживание грунта происходит в основном прямо напротив них, а не вокруг них. Кроме того, трубки, поврежденные в процессе извлечения из замерзшего грунта, трудно и дорого ремонтировать.
Установка для криогенного замораживания нефтяных загрязнений грунта
Одной из основных задач математического моделирования является точное определение параметров процесса, в частности его продолжительности. В этом случае объект замораживания рассматривается как геометрическое тело простой формы. Слой нефтяного загрязнения можно рассматривать как неограниченную пластину, т.к. под воздействием силы тяжести загрязнение распределяется по поверхности грунта так, что его длина и ширина всегда гораздо больше толщины [82]. При постановке задачи принимались следующие допущения: - теплообмен объекта со средой происходит по закону Ныотона-Рихмана; - теплофизические характеристики объекта постоянны в пределах одной фазы, при фазовом переходе они изменяются скачкообразно; - начальная температура объекта (tH) постоянна по всему его объему; - температура окружающей среды (tcp) постоянна. Криогенное замораживание способом орошения некоторой поверхности криоагентом сверху обеспечивает нестационарные несимметричные условия теплообмена [8, 15, 51, 69]. В этих условиях, для решения аналитических задач, чаще всего используется приближенный метод интегральных соотношений Лейбензона Л.С. [69], основанный на работах Лямке, Клапейрона, Неймана, Стефана и развитый в последствии Пирвердяном A.M., Карпычевым В.А., Бражниковым A.M., Пелеевым А.И. [7, 75, 84]. Метод позволяет решить задачу Стефана путем составления дифференциальных соотношений, описы вающих тепловой баланс на температурных фронтах, при этом решается задача замораживания пластины толщиной 2L как однородного влагосодержащего объекта с начальной температурой t„, помещенного в среду с температурой tcp (tcp tKp tH) (где tKp - криоскопическая температура объекта, С) [7].
При несимметричном теплообмене имеет место неравномерность перемещения температурных фронтов и фронтов кристаллизации, т.е. возможно состояние объекта, при котором температурные фронты еще не встретились в термическом центре к началу движения фронтов кристаллизации. В этом случае в объекте, кроме возмущенной области и области кристаллизации, существует и третья - невозмущенная область, отделенная от других температурными фронтами. Температура объекта в этой области теоретически равна начальной [7, 69].
Используемый при криогенном замораживании уровень температур накладывает свои особенности на постановку несимметричной задачи: высокие значения коэффициента теплоотдачи приводят к более быстрому достижению криоскопической температуры хотя бы на- одной из поверхностей пластины, и раньше, чем происходит встреча температурных фронтов [69]. С этого момента характер теплообмена резко меняется, т. к. теплоотдача от объекта к среде осуществляется через замороженный слой, теплофизические характеристики которого существенно отличаются от свойств не замороженного слоя.
С учетом этого процесс замораживания разделен на три характерные стадии, рассматриваемые последовательно: - охлаждение объекта - от начальной до криоскопической температуры на поверхности; - замораживание объекта - продвижение фронта кристаллизации от поверхности к центру до достижения криоскопической температуры в термическом центре; — доохлаждение объекта — до достижения заданной температуры (ниже криоскопической) в термическом центре или заданного значения среднеобъемной температуры. В работах Пчелинцева С.А. и Антонова А.А. [7, 69] для учета неравномерности температурных фронтов введено понятие коэффициента несимметрии теплоотдачи К (1,2 К 2). С учетом введенного коэффициента несимметрии авторами были получены графические зависимости Fo = ґ(Ві, К), позволяющие упростить нахождение времени замораживания при проведении инженерных расчетов. Проверка адекватности предложенных аналитических выражений составила порядка 17 %. Определению продолжительности быстрого замораживания в условиях низких температур посвящена работа Арбузова С.Н. [1]. Для аналитического описания стадий процесса автор использовал уравнение Стефана-Лейбензона с учетом указанных выше допущений. Автором обосновано наличие процесса пленочного кипения при криогенном замораживании пищевых продуктов способом орошения. Для нахождения коэффициента теплоотдачи (а) применены критериальные уравнения, характерные для пленочного кипения криоагента [80].
Пленочное кипение является одним из видов теплообмена при изменении фазового состояния, отличительная особенность которого состоит в том, что передача теплоты от твердого тела к окружающей жидкости происходит через разделяющую их паровую пленку. Эта паровая пленка представляет собой сплошной, сравнительно однородный слой на поверхности тела, образующий систему, в которой жидкость находится над паром
Аналитические модели расчета продолжительности замораживания нефтяных загрязнений грунта
В модуле (2) установлен коллектор с тремя форсунками (3), который соединяется с помощью гибкого теплоизолированного трубопровода (4) с сосудом Дьюара (5). Подача криоагента в модуль аппарата происходит в автоматическом режиме, регулирование осуществляется соленоидным вентилем (6) в щите управления (7).
Принцип действия установки следующий: криогенный модуль (2) помещается на загрязненный участок грунта; в сосуде Дьюара (5) с помощью встроенного испарителя давление поднимается до рабочего, при этом автоматически открывается соленоидный вентиль (6) и жидкий азот направляется по трубопроводу (4) к коллектору (3). Рабочее давление автоматически поддерживается соленоидным вентилем (6), управляемым блоком регулирования (7). Значение давления визуально контролируется по электроконтактному манометру (8). Жидкий азот распыляется через форсунки коллектора (3) и, попадая на нефтяное загрязнение, осуществляет процесс его замораживания. Газообразный азот, образовавшийся в результате кипения жидкого, циркулирует во внутреннем пространстве ограждения и затем выходит в атмосферу через зазор между ограждением модуля и грунтом.
Во время измерения показания первичных преобразователей температуры «ti» + «t4» и плотности теплового потока «q» поступают в регистрирующий прибор ИРТ-4 (9) и далее в портативный компьютер (10), который производит графическое отображение и запись данных на жесткий диск с помощью специального программного обеспечения.
В ходе эксперимента контролировались следующие параметры (рис. 4.1,4.2): - температура охлаждающей среды, регистрируется термопарой «ti»; - температурное поле нефтяного загрязнения: температура верхнего слоя - термопарой «t2»; температура среднего слоя - термопарой «t3» температура нижнего слоя - термопарой «t4»; - плотность теплового потока через верхний слой загрязненного грунта регистрируется датчиком теплового потока «q».
Термопары «ti» -г- «t4» закреплены при помощи липкой ленты на жесткой крестовине, собранной из деревянных реек (рис. 4.3). Датчик теплового потока «q» зафиксирован в отверстии поплавка так же липкой лентой, которая не влияет на его показания, поскольку прилегает с тыльной, нерабочей стороны датчика. Продолжительность холодильной обработки (т) определялась отрезком времени, за который температура нижней поверхности слоя замораживаемого объекта понижается от начальной (tH) до конечной (tK). По справочным данным (см. раздел 3.3.) температура затвердевания различных сортов нефти находится в пределах —20 - - —55 С. Исходя из этого, для гарантированного достижения нефтью твердого состояния и соотнесения с результатами аналитических исследований, в экспериментах была выбрана конечная температура нижнего слоя нефтяного загрязнения tK = -60 и -80 С.
В качестве объектов замораживания использовали нефть ГОСТ Р 51858-2002 с Московского нефтеперерабатывающего завода, а также смесь нефти с песком.
Процесс размораживания нефтяного загрязнения исследовался при температуре наружного воздуха t1LB. = 9 С, а также с использованием экранов, в виде слоя песка или древесных опилок, наносимого на поверхность замороженных объектов.
Были проведены следующие эксперименты: Эксперимент № 1. Замораживание нефти (tK = -60 С) с последующим размораживанием на воздухе (tH.B. = 9 С). Эксперимент № 2. Замораживание нефти (tK = -80 С) с последующим размораживанием на воздухе (tHB. = 9 С). Эксперимент № 3. Замораживание смеси нефти с песком (tK = -60 С) с последующим размораживанием на воздухе (t,,B. = 9 С). Эксперимент № 4. Замораживание нефти (tK = -80 С) с последующим размораживанием на воздухе (tHB = 9 С) с использованием слоя песка в качестве экрана. Эксперимент № 5. Замораживание нефти (tK = -80 С) с последующим размораживанием на воздухе (tH.B. = 9 С) с использованием слоя древесных опилок в качестве экрана.
Для проведения экспериментов использована разработанная на кафедре «Холодильная техника» МГУПБ контрольно-измерительная система на базе 10-канального измерителя температуры и плотности тепловых потоков ИРТ-4, выпускаемого ОАО «Практик-НЦ» (г. Зеленоград, Моск. обл.) (рис. 4.2 в). Данная система включает в себя, помимо прибора ИРТ-4, lapop компьютер с установленной на жесткий диск программой контроля и регулирования снимаемых показаний «ИРТ-4Т 16.exe», четыре хромель-алюмелевые 8-проводные термопары и датчик тепловых потоков с проводами-удлинителями (10 м).
В ходе эксплуатации прибор ИРТ-4 выполняет следующие функции: - производит измерение физических параметров (температуры, теплового потока), регистрируемых входными первичными преобразователями, по их НСХ (номинальная статическая характеристика); - производит сохранение (накопление статистики) измеренных параметров в энергонезависимой памяти с указанием времени и даты; - осуществляет цифровую фильтрацию измеренных параметров от промышленных помех; - осуществляет отображение результатов измерений на встроенном светодиодном цифровом индикаторе и, при соответствующем конфигурировании канала управления, выводит его на внешнюю сигнализацию; - осуществляет передачу на компьютер информации о значениях контролируемых датчиками величин и установленных рабочих параметрах, а также принимает от него команды и данные для изменения этих параметров.
Исследование процесса размораживания предварительно замороженных нефтяных загрязнений
Ниже приведен обзор стандартных, промышленно выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью, технических средств, пригодных для использования в данной технологической линии. Цистерны криогенные
Криоцистерны предназначены для накопления, длительного хранения, транспортирования жидких криопродуктов (азота, аргона, кислорода) и заправки ими емкостей, систем, аппаратов, стационарно установленных газификаторов. Цистерны представляют собой двустенный аппарат, состоящий из внутреннего сосуда и наружного кожуха. Изоляция сосуда - вакуумно-многослойная. Межстенное изоляционное пространство отвакуумировано до остаточного давления 5- 10 мм рт. ст. Эксплутационные показатели цистерн сохраняются в течение двух лет без дополнительного вакуумирования. Трубопроводы, арматура, приборы контроля и предохранительные устройства выведены на пульт арматурного шкафа. В нижней части цистерны имеется испаритель, служащий для создания в цистерне рабочего давления, равного 0,25 МПа (2,5 кгс/см). Цистерны установлены на полозья (кроме ЦТК-0,5/0,25) и имеют приспособления для крепления их при транспортировке. Цистерны можно перевозить железнодорожным и автомобильным транспортом, монтировать на шасси грузовых автомобилей при создании спецавтомобилей, транспортирующих технические газы.
Цистерны не подлежат регистрации в органах Госгортехнадзора. Технические характеристики криоцистерн ЦТК-0,5/0,25; ЦТК-1/0,25; ЦТК-1,6/0,25; ЦТК-3,2/0,25; ЦТК-5М; ЦТК-6,3/0,25; ЦТК-8/0,25; ЦТК-8/0Д5М; ЦТ-3,2/0,25-1; ЦТ-16/0,25; РК-2/0,25; ТРЖК-5М представлены в табл. 5.1.
Средства механизации для съема замороженных нефтяных загрязнений с поверхности грунта
Для осуществления предусмотренного в технологическом процессе этапа утилизации замороженного нефтяного загрязнения необходимо применение специальных технических средств. При этом, в известных изобретениях, как было указано в главе 1, проблема удаления замороженного нефтяного загрязнения решается лишь частично или не решается вовсе. Так, для снятия замороженного загрязнения с поверхности песчаного пляжа предлагается использовать скребок сов 113
Рекомендуемый тип автомобиля для транспортировки цистерны с продуктом КрАЗ-257 КрАЗ-257 кового типа [91]. Этот способ осуществим на рыхлом или обезвоженном грунте, в остальных же случаях имеет место смерзание нефтяного загрязнения с поверхностью грунта, что делает невозможным отделение замороженного нефтяного загрязнения от поверхности грунта единым пластом. Кроме того, пласт загрязнения может иметь значительную площадь, что затрудняет его погрузку и транспортировку.
С учетом вышеназванных ограничений выбран механический способ удаления замороженного загрязнения с помощью фрезы. Используются дорожные фрезы, предназначенные для снятия старого слоя асфальтного покрытия с автодорог при их ремонте, относящиеся к дорожно-ремонтной технике. Помимо съема замороженного загрязнения, фреза выполняет его измельчение. В измельченном состоянии замороженное нефтяное загрязнение удобно для транспортировки в насыпном виде любым видом грузового транспорта.
Фреза RX-10, выпускаемая фирмой «Roadtec» имеет относительно компактные размеры. Рулевое управление на все 4 колеса обеспечивает высокую маневренность. Внутренний радиус поворота 1200 мм, радиус резки 310 мм. Глубина вскрытия 150 мм. Режущий барабан может помещаться под углом наклона от -9 до +15, который контролируется индикатором. Технические характеристики дорожной фрезы RX-10: - дизельный двигатель «Perkins» 1004-40Т 108 л.с; - режущий барабан шириной 30 или 50 см с глубиной вскрытия до 15 см; - прямая планетарная передача на все колеса; - 4 колеса, возможность движения «крабом»; - водяной бак на 740 л и топливный бак на 100 л; - контроль глубины резания с двойной индикацией на месте оператора. Отечественной промышленностью выпускается дорожная фреза ДС-197, а также модельный ряд дорожных фрез МТЗ.
Технические характеристики дорожной фрезы ДС-197: - Силовая установка состоит из дизельного двигателя Д-260.1, насосов, системы охлаждения, топливного и гидравлического баков. Полезная мощность на маховике двигателя при 2100 об./мин. ПО кВт (150 л.с); удельный расход топлива 221 г/кВт; - диаметр фрезерного барабана (с резцами) 550 мм; ширина фрезерования 1000 мм (250, 500, 750); максимальная глубина фрезерования до 80 мм; поперечный уклон барабана 6; - скорость движения машины: рабочая 0 + 10,0 м/мин; транспортная 0-3,9 км/ч; - максимальная высота разгрузки конвейера 2790 мм; угол поворота в плане 20; - колесная база 2500 мм, колея (макс.) 1920 мм; - производительность 180 м /ч.
