Přehled metod likvidace ropných kalů

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

V procesu těžby, přepravy, skladování a rafinace ropy nevyhnutelně vzniká ropný kal. Takový odpad obsahuje velké množství toxických sloučenin. Využití ropných kalů je naléhavým problémem v ropném průmyslu, protože mnoho podniků je na svém území skladuje po mnoho let kvůli nedostatku skládek odpadů nebo nedostatku zpracovatelských zařízení. Mezitím lze tyto látky využít jako druhotné materiálové zdroje, které přinášejí ekonomické výhody.

Klasifikace ropných kalů

Naftový kal je složitá směs těžkých uhlovodíků obsahující značné množství ropných produktů. Ten lze extrahovat několika způsoby a použít pro komerční účely. Zařízení, kde se skladují ropné kaly, se dělí na 2 typy: jezera ropných kalů, stodoly a nádrže. V prvním případě se látky nalévají přímo na zem a ve druhém - na vybetonovanou plochu s jasnými hranicemi.

V závislosti na původu ropných kalů se dělí na následujícískupiny:

• objevující se na dně přírodních nádrží po náhodném úniku ropy (dole);
• vzniká ve směsi s vrtnými výplachy při stavbě studny;
• pocházející z rafinace ropy;
• rezervoár – skládající se z kapalně viskózních látek a gelovitých látek tvořících se na stěnách;
• země (když se ropné produkty dostanou na zem).

Chemické složení a obsah mechanických nečistot v ropných kalech se velmi liší.

Metody likvidace

Nejběžnější způsoby likvidace ropných kalů jsou následující:

• chemical;
• biologické;
• termální;
• physical;
• fyzikální a chemické.

Racionální výběr té či oné metody je dán obsahem ropných produktů v kalu.

Chemická metoda

Chemické zpracování a likvidace ropných kalů probíhá metodou enkapsulace a neutralizace při reakci s kovy alkalických zemin (nejčastěji s nehašeným vápnem). V důsledku tohoto procesu se získá suchá práškovitá látka ve formě malých granulí s vápennou kapslí. Tento výrobek patří do třídy nebezpečnosti 4, to znamená, že je bezpečný pro životní prostředí. Používá se jako minerální přísada do asf altového betonu a při stavbě zemních násypů.

Schématické schéma zařízení na využití ropných kalů pro tuto technologii je znázorněno na obrázku níže.

Granule se vyznačují vysokou pevností a těsností. Karbonizace jejich skořápek pokračuje několik měsíců. Mezi nevýhody této technologie patří skutečnost, že je nutné použít speciální zařízení, velké množství vysoce kvalitního nehašeného vápna. Dopad konečného produktu na životní prostředí také není zcela pochopen. Výhodou chemické neutralizace je relativně nízká cena a možnost výroby mobilních jednotek.

Biologická technologie

Biologická dekontaminace je metoda nejšetrnější k životnímu prostředí, ale její použití je omezeno na úpravu těch typů ropných kalů, které se tvoří v nádržích, a také rozlitých na zemi nebo v přírodních vodních útvarech. Je to způsobeno faktory jako:

• vysoká cena bioreagentů;
• potřeba přidělit velké plochy půdy pro skládky;
• možnost neutralizace v terénu pouze v teplé sezóně;
• vysoké riziko znečištění půdy těžkými kovy a jinými škodlivými látkami.

Podstatou biologické technologie likvidace ropných kalů je využití mikroorganismů pro biodegradaci ropy.

Existuje také způsob zpracování ve vyhřívaném bioreaktoru. Je to komora, do které se přivádí kontaminovaná půda, voda, hnojiva a prospěšná mikroflóra. V důsledku vytvoření příznivých podmínek se mikroorganismy rychle množí adochází ke stratifikaci látky - ropné produkty se hromadí v horní části reaktoru a voda - ve spodní části. Zbývající ropný kal se vykládá na sušicí místa. Doba trvání tohoto procesu je 10-15 dní, poté je do komory přivedena nová várka druhotných surovin.

Tepelná metoda

Technologie tepelného zpracování má několik modifikací:

• spalování v pecích nebo na otevřeném ohni;
• dehydratace nebo sušení s následným návratem do výroby;
• tepelný rozklad s nedostatkem vzduchu (pyrolýza);
• zplyňování (oxidace ropného kalu za vzniku plynu používaného jako palivo).

Spalování je nejjednodušší způsob likvidace ropného odpadu, vyžaduje však čištění a neutralizaci spalin, které způsobují značné škody na životním prostředí. Sušení je doprovázeno vysokými náklady na energii.

Jednou z nejslibnějších oblastí je nepřetržitá pyrolýza. Díky tomuto zpracování se získává syntetický olej a pyrolýzní plyn, které se používají jako palivo pro stejný proces. Zařízením na likvidaci ropných kalů je v tomto případě zařízení, jehož hlavním prvkem je pyrolýzní komora, ve které dochází při teplotě cca 500 °C k tepelnému rozkladu na frakce. Uvolněný plyn vstupuje do filtrů a kondenzátorů, kde se čistí.

Při použití dodatečného krakovacího systému z ropného kaluDá se sehnat kvalitní benzín. Jednotka je schopna zpracovávat všechny druhy kalů, z ekonomického hlediska je však výhodnější používat tuhé odpadní ropné produkty s nízkým stupněm vlhkosti.

Fyzikální a fyzikálně-chemické metody

Fyzikální metody likvidace ropných kalů zahrnují následující metody frakcionace:

• Jednoduché vyřízení. Toto je nejlevnější a zároveň neefektivní technologie.
• Odstřeďování. Odstředivé zařízení se také často používá v mezistupni při přípravě ropných kalů pro jejich zpracování jinými způsoby.
• Zavedení povrchově aktivních látek (demulgátory, smáčedla, rozpouštědla).
• Filtrování.
• Extrakce organickými rozpouštědly, odpady z výroby etylenu a acetylenu, zkapalněné plyny nebo pára. Tato metoda je založena na vzájemném rozpouštění polárních sloučenin.

Nevýhodou všech výše uvedených technologií je neúplná separace ropných produktů.