Араластырғыш болат материалдан жасалған конструкция, оның негізгі бөлшектері болып қалақшалары және төменгі бөлігінде винтті шнек орналасқан білік, цилиндр тәрізді қорап, редуктор және шынжырлы беріліс табылады. Қозғалыс электрқозғалтқыштан редуктор және шынжырлы беріліс ақылы араластырғыштың қалақшалар және винтті шнек бекітілген білікке беріледі. Білік айналғанда қалақшалар компоненттерді шеңбер бойымен араластырады, винтті шнек араластыру процесінде кері айналып қораптың түбінен компоненттерді жоғарыға көтереді, ал винтті шнек оң айналып араластырғыштан біртектес араласқан компонентерді шығару процесінде төменге түсіреді. Винтті шнектің, яғни араластырғыш білігінің оң және солға айналуын электрқозғалтқыштың қайта қосқышы жүзеге асырады. Жиілікті өзгерткіш араластыру құрылғысының айналу жылдамдығын бірқалыпты реттеуге арналған. Компоненттердің қажетті температурада араласуын қораптың төменгі бөлігінде орналасқан газ горелкасы қамтамасыз етеді.
Компоненттерді араластыру бойынша сынақ жүргізуде берілген араласытырғышта келесі артықшылықтар байқалды:
араластырғыш жоғары сапалы қоспаны қамтамасыз етті, яғни араластырғыш құрылғысының тиімділігі жоғары;
ластағыш заттардың залалсыздануда өнімді сынау нәтижесі араласу процесі суда көмірсутегінің және басқа да қауіпті заттардың жоқтығын сынақ нәтижесі куәландырады;
араластыру процесінде қажетті температураны қалыпты ұстап тұру арқылы қоспаның (негізінен қатты мұнай қалдығы) төмен температурада қатуын болдырмайды;
ротордың айналу бағытын басқару ыңғайлы;
араластыру және дайын қоспаны алу ыңғайлылығы.
Қоспаның түзілуінің механикалық процесі комплексті болып табылады, себебі екі жеке және бір біріне қарама-қарсы процестерден тұрады: араласу және сепарация.
Дайындалған қоспаның сапасы араласу дәрежесімен немесе біртектестік дәрежесімен сипаттауға болады. Бір тектес – қоспа барлық жүйе араласуда екі немесе одан да көп компоненттердің өзара орналасуы.
Қоспаның сапасын сипаттайтын ұсыныстардың ішінде ең маңыздысы қоспаның сепарациялау S дәрежесі болып табылады. Сепарациялау дәрежесі – барлық таралатын көлем бойынша қоспа компоненттердің физикалық тығыздығына таралудың статистикалық тығыздығының орталық абсолютті моменті:
|
(1)
|
Мұнда: V – қоспаның толық геометриялық көлемі; ρсм – барлық көлем бойынша қоспаның орташа тығыздығы; ρi – і-інші компонентінің осы бөліктегі тығыздығы; ΔVе – қоспаның барлық көлеміндегі і-інші компонентінің орташа тығыздығы; m – қоспадағы компоненттер саны; n –қоспадағы элементтер бөлігіндегі элементтер саны.
Жалпы ағын қозғалысы x араласу ұзақтығымен t анықталады, ал сепарациялау дәрежесін анықтайтын өрнек келесі түрде болады:
|
(2)
|
мұнда n – қалақшалардың айналу жиілігі, с–1; d – араластырғыштың қалақшалары жүретін щеңбердің орташа диаметрі, м; t – араласу ұзақтығы, с; p – араласатын ортадағы қалақшалардың қалақша қозғалысына меншікті кедергісі, кПа.
(2) өрнекті қолдану арқылы араласу ұзақтығы t=60 с, Smax=1,0; n=0,72 с-1, қалақшалардың орташа диаметрі d=0,2 м тік қалақшалы араластырғышта әртүрлі меншікті кедергісі бар қоспалар үшін сепарациялау дәрежесінің есептік шамалары алынды.
Алынған шамалар сепарациялау дәрежесінің мәніне сәйкес келеді, реологиялық, конструктивті және технологиялық параметрлерде уақытқа байланысты қоспаның сепарациялау дәрежесінің өзгерісін сипаттамасы экспонентті тәуелділікке бағынады (сурет 9).
Smax=1,0; а=0,01; d=0,2м; n=0,8 c-1; p=70 кПа
Smax=1,0; а=0,01; d=0,2м; n=0,8 c-1; p=70 кПа
Сурет 9 – Сепарация дәрежесінің S араласу ұзақтығына t тәуелділік графигі.
Графикті талдаудан көретініміз, қалақшалардың қозғалысына аз меншікті кедергілі қоспаларды дайындауда араласу процесінің қарқындылығы едәуір өседі. Мысалы p = 70 кПа болғанда S = 0,026 90 секундта жетсе, ал p = 25 кПа болғанда сол сепарация шамамен 35÷38 секундта жетеді.
Негізгі қорытындылар мен ұсыныстар
Диссертациялық жұмыста қатты мұнай қалдықтарын қайта пайдаланудың тиімді технологиясын жасау жүйесін қалыптастырудың өзекті ғылыми негіздемелі шешімдер берілген.
Техногенді қалдықтарды қайта пайдаға жаратуда ғылыми әдебиеттерге жасалған талдаулар, қалдықтарды екінші шикізат көзі ретінде қарауға болатынын негіздеуге мүмкіндік берді.
Мұнай және газ өндірісі кезінде бөлінген қалдықтардың бөлініп шығу тегіне байланысты сараптап, оларды шикізат көзі ретінде қарастырып, әртүрлі өндіріс саласында пайдалану жобасы анықталды.
Сұйық өткізбейтін материалдың сығу кезіндегі беріктігі, суды сіңіруі және сүзілу коэффициентін жақсартатын құрамында минералды компоненттер – саз, құм және әктас, АШПШ және резина ұнтағы бар материалдың сапалық және сандық құрамының мәндері анықталды. Құрамында АШПШ (19,5÷24,5%), резина (0,5÷1%), саз (45÷50%), құм (15÷20%), әктас (10÷15%) болғанда сұйық өткізбейтін материалдың сығу кезінде беріктігі - 85÷110 кг/см2, суды сіңіруі - 0,76÷1,00 %, сүзілу коэффициенті - 0,96·10-10 ÷ 1,55·10-10 м/с болады.
АШПШ негізінде органикалық - минералды сұйық өткізбейтін материалды дайындаудың технологиялық схемасы жасалынды.
АШПШ негізінде органикалық - минералды сұйық өткізбейтін материалды дайындауға арналған араластырғыш жабдықтардың жаңа үлгісі жасалынды.
Араластырғыштардың ішінде – араластырғыш құрылғысының ең жоғары тиімділігі мен қарқындылығын жаңадан ұсынылып отырған қалақшалы араласатырғыш көрсетті.
Араластырғыш қалақшаларының қозғалысына әсер ететін меншікті кедергісі төмен қоспаларды дайындауда араласу процесінің қарқындылығы едәуір өсетіні анықталды.
Қойылған міндеттердің толық шешілгендігін бағалау. Қызылорда облысында орналасқан Ақшабұлақ кен орнындағы мұнай қалдықтарынан органикалық - минералды сұйық өткізбейтін материалды дайындаудың тиімді технологиясын жасау арқылы, материал алуға қажетті компонентерді араластыру үшін қалақшалы араластырғыштар қолдануға болатыны теориялық тұрғыда дәлелденіп, ғылыми зерттеу мақсаттары мен міндеттері толығымен орындалған. Бұлар өз кезегінде, жұмыстың алдына қойылған мақсатына қол жеткізгенін көрсетеді.
Жұмыстың нәтижелерін нақты пайдалану бойынша ұсыныстар мен бастапқы мәліметтерді дайындау. Мұнай кен орны аймақтарында мұнай қалдықтарын пайдалану негізінде органикалық - минералды сұйық өткізбейтін материалды дайындаудың технологиясы мен жабдықтары ұсынылды.
Орындалған жұмыстың ғылыми деңгейін бағалау. Мұнай қалдықтарын органикалық - минералды сұйық өткізбейтін материал жасаудың технологиясының жабдықтары пайдалану Қызылорда облысы үшін алғаш рет және кешенді түрде жүргізіліп отыр. Материалға қосылатын компоненттердің сандық және сапалық параметрлері серификатталған зертханаларда анықталды.
Жүргізілген зерттеулер нәтижесі көрсетіп отырғандай, алынған тәуелділіктер мен жасалынған әдістемелер, технологиялық құрылғы мен жүйе жеткілікті дәлдікпен алынған органикалық - минералды сұйық өткізбейтін материалдың тиімділігін тұжырымдайды. Осы ғылыми нәтижелер арқылы Ақшабұлақ кен орны мұнай қалдықтарын сақтау полигондарының құрылысын жетілдіруге мүмкіндік береді. Ал бұл, өз кезегінде жұмыстың жоғары деңгейде орындалғанын көрсетеді.
Диссертацияның негізгі мазмұны келесі жұмыстарда жарияланды:
Таңжарықов П.А., Жұмағұлов Т.Ж., Абжаев М.М. Құмкөл кешеніндегі экологиялық қауіпсіздік жүйесін игеру жолдары // Халықаралық ғылыми практикалық конференция материалдары «Индустриалды-инновациялық даму – Қазақстанның тұрақты экономикасының негізі» - Шымкент, - 2006. -Б. 108-110.
Танжарыков П.А., Бурханов Б.Ж., Жумагулов Т.Ж. Абжаев М.М. Нейтрализация нефтяных разливов с помощью рисовой шелухи //Поиск. -2006. -Шымкент, -№3.-С. 142-146.
Жапахова А.У., Жумагулов Т.Ж., Танжарыков П.А., Абжаев М.М. Исследование тенденции накопления нефтеотходов на территории Кызылординской области // Наука и образование Южного Казахстана. -Шымкент, - 2006.-№1 (50)- С. 37-41.
Жұмағұлов Т.Ж., Таңжарықов П.А., Абжаев М.М. Мұнай қалдықтарының пайда болуын зерттеу // 5-ая Международная научно-техническая конференция «Энергетика, телекоммуникации и высшее образование в современных условиях». -Алматы, - 2006. -С. 463-465.
Жапахова А.У., Жумагулов Т.Ж., Танжарыков П.А., Абжаев М.М. Классификация нефтеотходов и пути их утилизации в качестве вторичного сырья // Наука и образование Южного Казахстана. –Шымкент, -2006. -№2(51) - С.67-70.
Таңжарықов П.А., Жұмағұлов Т.Ж., Абжаев М.М., Жайназаров Е.К. Создание опытного производства биоудорений на базе техногенных отходов // Труды Международной научной конференции «Наука и образование-ведущий фактор стратегии «Казахстан-2030» Выпуск 2, -Караганда, -2006. -С.371-373.
Абжаев М.М., Таңжарықов П.А., Жұмағұлов Т.Ж. Методика расчета размера экологического ущерба при аварийном разливе нефти // Халықаралық ғылыми-практикалық конференцияның материалдары «Маңғыстау өлкесінің экологиялық проблемалары және оларды шешудің жолдары», -Ақтау, -2006. -Б. 39-44.
Жұмағұлов Т.Ж., Таңжарықов П.А., Абжаев М.М., Сарабекова Ұ. Мұнай қалдықтарының классификациясы // Халықаралық ғылыми-практикалық конференцияның материалдары «Маңғыстау өлкесінің экологиялық проблемалары және оларды шешудің жолдары», -Ақтау, -2006. -Б.45-49
Абжаев М.М., Танжарықов П.А. Методика исследования поглощаемости нефти отходами растительного происхождения // Республикалық ғылыми-теориялық конференция материалдары «Арал өңірінің минералды-шикізат ресурстары: игерілуі, даму проблемалары мен болашағы». -Қызылорда, - 2007. -С. 127-131
Абжаев М.М, Жұмағұлов Т.Ж., Таңжарықов П.А., Жапахова А.У. Мұнай қалдықтарын құрылыс материалдары ретінде пайдалану жолдары // «Перспективы развития промышленности и аграрного сектора Республики Казахстан: наука, инновация, социально-экономические аспекты», -Кызылорда, -2010. -Б.66-69.
Абжаев М.М., Таңжарықов П.А., Естемесов З.А., Сейтжанов К.С. Мұнай өндіруші кен орындарындағы ауаның ластану көздері мен олардың қоршаған ортаға әсері // «Зерттеуші – Исследователь». -Шымкент, -2010. -№8 (52) -Б. 56-59.
Жұмағұлов Т.Ж., Абжаев М.М., Кабдулова Б.С. Атмосфералық ауада мұнай және мұнай қалдықтарының булануы кезінде зиянды заттардың таралу қарқындылығын анықтау // Қазақ-Британ техникалық университетінің хабаршысы №1 (16), -Алматы, -2011. - Б.35-39.
Абжаев М.М., Сакитжанов М.Ш., Жұмағұлов Т.Ж., Таңжарықов П.А. Мұнай кеніштеріндегі атмосфералық ауаның ластану мониторингі // Ғылыми зерттеулер әлемі, -Астана, -2012, - №1-2 (55-56) -Б.66-71.
Жұмағұлов Т.Ж., Таңжарықов П.А., Үдербаев С.С., Абжаев М.М., Сакитжанов М.Ш. Мұнай кеніштеріндегі техногендік қалдықтарды физика-химиялық талдау // Ғылыми зерттеулер әлемі, -Астана, - 2012, - №1-2 (55-56) -Б. 72-76.
Танжариков П.А., Жумагулов Т.Ж., Абжаев М.М., Сакитжанов М.Ш. Разработка технологии использования нефтеотходов, при подготовке топливных брикетов // «55 космических лет» международная науно-практическая конференция, посвещенная запуску 1 Искусственного спутника Земли, - Киев-Кызылорда, -2012, - С. 80-84.
Таңжарықов П.А., Жұмағұлов Т.Ж., Абжаев М.М., Сакитжанов М.Ш. Техногенді қалдықтарды тиімді пайдалану жолдары // Қазақ-Америка университетінің ғылыми еңбектері, - Алматы, -2012,- №1(15), -Б 105-113.
РЕЗЮМЕ
АБЖАЕВ МАРАТ МАЛИКОВИЧ
Повышение производительности оборудования при приготовление органо-минералного гидроизоляционного материала на основе нефтяных отходов
Объем и структура диссертации: диссертация состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка использованных источников и приложения. Объем диссертации 92 страницы текста, 18 рисунков, 22 таблицы. Библиография включает 92 наименовании.
Актуальность работы. На современном этапе развития цивилизации перед человечеством возник целый ряд проблем глобального характера, связанный с постоянно растущим антропогенным воздействием на природу. Среди наиболее реальных опасностей для жизни и здоровья людей следует указать, в первую очередь, на снижение запасов пресной воды, резкое повышение содержания в почве и воде токсичных соединений, увеличение вредных выбросов в атмосферу, постоянно растущий уровень радиации и т.п.
Создание надежного и эффективного промышленного оборудования - объективно более сложная задача, чем лабораторные испытания и предложение технологии переработки нефтеотходов. Главная сложность - это нестабильность физико-механических, химических и теплофизических свойств, не позволяеющих непосредственно и эффективно применить для переработки нефтеотходов, имеющееся типовое оборудование других производств. Основные требования к технике для переработки отходов - это прежде всего высокая производительность и надежность; экологичность, гибкость в управлении, устойчивость режима при изменении свойств перерабатываемых отходов, высокий уровень автоматизации.
В процесе производства нефтедобывающая отрасль способствует образованию и накоплению твердых отходов, в виде асфальто-смолисто-парафинистых отложений (АСПО), являющихся органическим вяжущим и по химическому составу, соответствующему основному компоненту органо-минералного гидроизоляционного материала.
Таким образом, задача разработки составов и усовершенствования технологии приготовления органо-минералного гидроизоляционного материала на основе АСПО в качестве органических вяжущих при строительстве противофильтрационного экрана полигона производственных и твердо-бытовых отходов (ТБО) и повышение производительности оборудования, актуальна на современном этапе.
Объект исследования. Полигоны для временного хранения нефтяных отходов месторождений Акшабулак на Южно-тургайском впадине.
Предмет исследования. Мехнизмы смесительного установки для приготовления органо-минералного гидроизоляционного материала на основе АСПО.
Цель работы. Исследования оптимального технологий утилизаций нефтяных отходов и на основе разработки оборудования технологий приготовления состава органо-минералного гидроизоляционного материала из отходов, установление системы использования нефтеотходов в качестве вторичного сырья в нефтяных месторождений.
Методы исследования. В работе использованы комплексные исследования, включающие анализ и обобщение литературных и патентных источников, физико-механические испытания и проведение опытно-производственных испытаний.
Научные результаты работы:
определены значения качественного и количественного состава соотношение компонентов органо-минералного гидроизоляционного материала на основе АСПО, глина, песка, известь и отходы автомобильных шин. Гидроизоляционный материал, состоящий из АСПО (19,5÷24,5%), глина (45÷50%), песка (15÷20%), известь (10÷15%), и отходы автомобильных шин (0,5÷1%). Материал имеет заданные физико-механические свойства: прочность при сжатии - 85÷110 кг/см2, водопоглощение - 0,76÷1,00 %, коэффициент фильтрации - 0,96·10-10 ÷ 1,55·10-10 м/с;
при приготовлении смесей с меньшим удельным сопротивлением движению лопасти интенсивность процеса смешивания значительно возрастает.
Научное значение работы заключается в повышение производительности оборудование технологий гидроизоляционного материала необходимых для строительство полигона временного хранения пройзводственных и твердо-бытовых отходов с использованием нефтяных отходов, в целях не поподания вредных компонентов.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждены изготовлением оборудования технологий приготовления органо-минералного гидроизоляционного материала на основе нефтеотходов и определением количественных составом смеси.
Область применения. Полученные научные результаты работы использывается ТОО «Южно-Казахстанский областной региональный технопарк».
Summary
Abzhaev Marat Malikovich
the Increase of equipment productivity for organo-mineral waterproofing material on the basis of oil wastes
Actuality of work. As it is shown in the analysis of condition problem and carried out researches by us, the reference with technogenic wastes should include: Minimization of their formation, ecologically safe reference, their maximal division on groups already at the stage of forming for supplying possibility of application more rational ways of recycling or neutralization of each group wastes, development of economically accessible and technically feasible technologies for involving wastes in resource construction. It is necessary to exploitate methodological approaches, allowing to the problem of recycling technogenic wastes not by traditional ways, and methods of increasy consumer properties of clearing from superfluous impurity and components of consentration and other ways of enrichment with application wastes in adjacent area of industry. Such approaches on involving wastes in resourceconstruction should be fixed in the basis og strategy of the reference with technogenic wastes and appropriate technical decisions.
It allows to make a conclusion that the development of scientific and practical bases of resourcefaving technologies usage of heavy wastes for maintenance of ecological safety of geosystems is the importent economic task, for decision in which needs development of new conceptual approaches and ecological-technical decisions.
Object of research. Landfills for temporary storage of oil waste of Akshabulak oilfield in South Turgay Basin.
Subject of study. Mechanisms of mixer for preparing the organo-mineral waterproofing material on the basis of AFS.
Purpose of work. Study the optimal utilization technology of oil wastes and by exploring the equipment technologies prepared components of organo-mineral waterproofing material from wastes, establishing the system of oil wastes as secondary raw material in oil fields.
The methods of research. We were used complex study, including the analysis and synthesis of literal and patent sources, physico- mechanical tests and holding experienced- productional testing.
The scientific results of research:
Determined the values of the qualitative and quantitative composition of the mixing ratio of organo-mineral waterproofing material based on AFS clay, sand, lime, and waste tires. Waterproofing materials consisting of paraffin (19,5 ÷ 24,5%), clay (45 ÷ 50%), sand (15 ÷ 20%), lime (10 ÷ 15%), and waste tires (0, 5 ÷ 1%). The material has a set of physical and mechanical properties: compressive strength - 85 ÷ 110 kg/cm2, water absorption - 0,76 ÷ 1,00%, the filtration coefficient - 0,96 • 10-10 ÷ 1,55 • 10-10 m / with;
by preparating mixtures with lower resistivity propellers intensity of mixing is greatly increased.
The scientific value of work is to improve productivity of equipment technology waterproofing material required for the construction of temporary storage productional landfill and solid wastes by using oil wastes, in order not to hit in harmful components.
The validity and reliability of scientific statements, conclusions and recommendations confirmed by the equipment manufacturer formulations of organo-mineral waterproofing material on the basis of oil wastes and determining the quantitative compositions of the mixture.
Range of application. Received scientific results of work are used in JSC "South Kazakhstan Oblast regional technopark."
Достарыңызбен бөлісу: |