Способ снижения концентрации эмульгированных в воде нефтепродуктов

 

Использование: очистка воды от эмульгированных нефтепродуктов. Сущность изобретения: способ основан на ультразвуковой кавитации с частотой 8 500 кГц и интенсивностью 2 Вт/см² Снижение концентрации нефтепродуктов в воде происходит за счет их разложения до двуокиси углерода и воды. 2 ил.

Способ относится к охране окружающей среды, так как может быть использован для снижения концентрации нефтепродуктов до уровней, предельно допустимых в установках по очистке на нефтеперерабатывающих заводах, в автомобильной промышленности, на речном транспорте, в авиационной промышленности и в других отраслях народного хозяйства, использующих нефтепродукты.

Известен способ снижения эмульгированных нефтепродуктов в воде, основанный на ее ультразвуковой обработке.

В этом способе в ультразвуковой стоячей волне в жидкости за счет разницы удельных плотностей воды и нефтепродуктов в пучности и узле ультразвуковой волны происходит сепарация нефтепродуктов с последующим их отбором и снижением общей концентрации.

Недостатком этого способа является то, что эмульсии очень тонких размеров (10^-8 -10^-7) м имеют удельную массу, близкую к удельной массе воды, и практически не отделяются.

Целью изобретения является снижение содержания оставшихся эмульсируемых нефтепродуктов в жидкости на существующих очистных сооружениях.

Предлагается для снижения содержания оставшихся эмульгируемых нефтепродуктов в жидкости вызывать кавитацию при помощи ультразвуковых колебаний частотой 8-500 кГц и интенсивностью 2 Вт/см².

Установлено, что нефтяные эмульсии в воде в основном представлены ароматическими углеводородами легких фракций. Физическая сущность предлагаемого способа заключается в "дожигании" этих углеводородов, находящихся вблизи пульсирующих кавитационных полостей, что обеспечивает в них режим низкотемпературной плазмы (10 тыс. ^оС и 10 тыс. атм) до конечных веществ процесса горения; двуокиси углерода и воды. Таким образом, обеспечивается снижение концентрации нефтепродуктов в водных системах, прошедших кавитационную обработку.

Реализация способа на примере нефтесодержащей воды судовых и промышленных стоков может осуществляться по представленным схемам фиг.1 и фиг.2.

На фиг. 1 показана схема обработки жидкости с помощью акустической кавитации, где 1 емкость с исходной жидкостью, 2 кавитационная емкость, 3 ультразвуковой генератор, 4 магнитострикционный излучатель ультразвука; на фиг. 2 схема обработки жидкости с помощью гидродинамического излучателя ультразвука, где 5 насос, 6 гидродинамический излучатель ультразвука.

При исходной концентрации 10-100 мгл/л получается снижение последней в очищенной воде в несколько раз. Обработка осуществляется в пределах частоты ультразвука 8-500 кГц и интенсивностью 2 Вт/см², при которой обеспечивается наиболее интенсивная обработка по "дожиганию" нефтепродуктов в кавитационных полостях в связи с обеспечением в основном адиабатического сжатия полостей с разогревом до 10^о тыс.^оС при давлении 10 тыс. атм (режим низкотемпературной плазмы).

Ограничение по частоте 8-500 кГц вызвано тем, что при частоте ниже 8 кГц происходит укрупнение полостей с последующим их делением, поэтому нельзя достигнуть режима низкотемпературной плазмы, который вызывается адиабатическим сжатием полостей. Режим низкотемпературной плазмы возникает только в ограниченных местах, где осуществляется разрыв кавитационного пузыря за счет электрического разряда. Реализация способа на частотах выше 5000 кГц требует пьезокварцевых источников колебаний.

Использование ультразвука в пределах частоты 8-500 кГц интенсивностью 2 Вт/см² позволяет очистить жидкость от частиц тонких эмульсий (10^-8 10^-7) м.

Формула изобретения

СПОСОБ СНИЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭМУЛЬГИРОВАННЫХ В ВОДЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ путем ее ультразвуковой обработки, отличающийся тем, что обработку осуществляют в режиме кавитации при частоте ультразвука 8 500 кГц интенсивностью 2 Вт/см².

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2