CC BY
137
Samara State Technical University, Samara, Russia
Amosov Evgeny Aleksandrovich, Cand.Tech.Sci., associate professor
Samara State Technical University, Samara, Russia
MODEL OF THE PROCESS OBTAIN USEFUL ENERGY FROM THE BATTERY PACK IN COMPARISON WITH THE PROCESS OF SHS POWDER.
Abstract. This article discusses the process models produce useful battery power compared to the SHS of powders.
Keywords: sample, SHS, energy, battery, ignition, charge-discharge.
УДК 62.732
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ РЕАГЕНТЫ И КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВОВ НЕФТИ Будыкина Татьяна Алексеевна, д.т.н., профессор (e-mail: tbudykina@yandex.ru) Курский государственный университет, г.Курск, Россия Будыкина Ксения Юрьевна, магистрант
Московский государственный институт международных отношений,
г. Москва, Россия (e-mail: kleo-046@yandex.ru))
В данной статье рассматриваются характерные для нефтебаз чрезвычайные ситуации, связанные с разливом нефтепродуктов. Определены причины аварийных разливов нефти. Рассматриваются и предлагаются для применения современные способы и средства обеспечения безопасности при ликвидации нефтеразливов. Предлагается использовать торф в качестве эффективного сорбента для реализации экстренных мер по очистке почв от загрязнения нефтепродуктами.
Ключевые слова: нефтебазы, сорбенты, аварийные разливы нефти
Эксплуатация резервуарных парков по хранению нефтепродуктов (нефтебаз) сопряжена с возникновением чрезвычайных ситуаций - возможными аварийными разливами топлива на почвенную поверхность вследствие следующих причин:
- периодически повторяющихся операций слива-налива нефтепродуктов под избыточным давлением из транспортных емкостей в резервуары для хранения и обратно;
- необходимости проведения периодического технического освидетельствования и ремонта оборудования и технологических трубопроводов, сопровождающихся их полным освобождением от нефтепродуктов;
- ошибок при проектировании и изготовлении (дефекты в сварных соединениях, усталостные дефекты металла, не выявленные при освидетельствовании);
- ошибок при проведении монтажных, ремонтных и пусконаладочных работ, халатность персонала;
- нарушение режимов эксплуатации (гидравлический разрыв в случае ошибок персонала или отказа систем контроля технологических параметров и переполнения резервуаров или цистерн, нарушение скорости наполнения и опорожнения, повышение давления в емкостях выше допустимого);
- высокого износа производственных фондов - резервуаров вертикальных стальных (РВС) и пр.
Результатом аварийного разлива нефти на нефтебазах для окружающей среды является масштабное экологическое бедствие, включающее загрязнение почвы, подземных горизонтов, атмосферного воздуха (вследствие испарений нефтепродуктов с большого «зеркала» поверхности), а также несущее угрозу жизни для живых существ, в том числе - для человека.
Ликвидация подобных экологических происшествий требует большого количества времени, сил и средств. Поэтому основной задачей по обеспечению безаварийной работы нефтехранилищ является реализация превентивных организационно-управленческих мероприятий и наличие на объекте современных технических средств по предупреждению ЧС. Последним будет уделено внимание в данной статье.
На территории Курской области в ведении ООО «Курскоблнефтепро-дукт» находятся 4 крупных нефтебазы: Курская с общим объемом храни-
3 3 3
мого топлива 14200 м , Льговская - 9000 м , Горшеченская - 8000 м , Дмитриевская - 7500 м .
На нефтебазах эксплуатируются резервуары, имеющие высокую степень износа РВС: Горшеченский цех - 45 %; Курская, Льговская и Дмитриевская нефтебазы - более 48 %. В 2015 г. принято решение о постепенном выводе из эксплуатации и консервации с 1 января 2016 года Льговской нефтебазы, построенной в водоохранной зоне реки Сейм еще в 1938 году, из-за высоких рисков возможного загрязнения подземного водоносного горизонта и окружающей среды, рисков для жизни и здоровья граждан вследствие несоответствия технического состояния нефтебазы современным экологическим нормам, требованиям промышленной и пожарной безопасности.
Аналогичная ситуация по загрязнению окружающей среды характерна и для Дмитриевской нефтебазы, имеющей на своем балансе резервуары, введенные в строй в 1955 году, и для Курской нефтебазы.
В результате эксплуатации негерметичных РВС, переливов, утечек, потерь нефтепродуктов на Курской нефтебазе произошло загрязнение не только почв, но и подземных грунтовых вод, из-за чего в первом водоносном горизонте на глубине 7 м сформировался подземный горизонт из нефтепродуктов общей площадью пятна загрязнения 18 га. Мощность линзы нефтепродукта в отдельных местах доходила до 2 м (2003 г.). Санитарными органами г. Курска были закрыты отдельные водозаборы, эксплуати-
рующие совместный четвертично-альб-сеноманский водоносный горизонт в южной части г. Курска (водозаборы заводов «РТИ», «Аккумулятор») [1].
Проводимые Курской нефтебазой откачки загрязненных нефтепродуктами подземных вод из скважин-колодцев позволили к 2010 г. снизить толщину нефтяного слоя до 10-12 см [2].
Таким образом, емкостное оборудование, технологические трубопроводы нефтебаз являются источником повышенной опасности, приводящим к возникновению локальных и масштабных чрезвычайных ситуаций из-за значительных объемов нефтепродуктов, обращающихся на нефтебазах.
Существует большое разнообразие способов и средств для ликвидации аварийных разливов нефти (ЛАРН) на почве, включая следующие:
- механический (выемка почв, сбор нефтепродуктов при помощи вакуумных систем сбора нефти, подпорных стенок, боновых сооружений, эластичных резервуаров и др.);
- физико-химический (применение различных сорбентов);
- биологический (биорекультивация, биоразложение);
- термический (выжигание слоя нефти или сорбента с поглощенным нефтепродуктом).
К современным средствам удаления разлившейся на почву нефти механическим способом следует отнести использование подпорных стенок для локализации распространения нефти, применение вакуумных установок (ВАУ) производства ООО «Лессорб», г. Брянск, с максимальной производительностью 20 м /ч, а также применение эластичных (мягких) резервуаров ПЭР (производства ООО НПФ «Политехника», г. Москва) для сбора или перекачки нефти при аварийной ситуации, ремонте емкостей или для расширения резервуарного парка [3, 4].
Эластичные резервуары вместимостью 1 - 120 м (максимальный индивидуальный размер - 500 м ) изготавливают из сверхпрочных полиэфирных тканей с полиуретановым или поливинилхлоридным покрытием и защитным противофильтрационным каре, обеспечивающих прочность, герметичность изделия в интервале температур от - 60 °С до + 80 °С. Такие резервуары компактны, экологичны и позволяют экстренно эвакуировать горючие жидкости или разлитые нефтепродукты в безопасное хранилище.
Физико-химический способ для сбора разлившихся нефтепродуктов представлен разного рода сорбентами отечественного и зарубежного производства. Наиболее известными отечественными сорбентами нефтепродуктов можно считать следующие: Лессорб (г. Брянск), Петросорб (г. Санкт-Петербург), Версойл и Вермос (г. Апатиты), Миксойл (г. Екатеринбург), Эконафт (г. Курск), Синтапэкс (г. Уфа), Поролас (г. Москва), Уре-микс (г. Владимир) и др. Зарубежные сорбенты - Пит Сорб (ФРГ), Сор-бикс (Дания) и др.
Таблица 1 - Характеристики сорбентов инновационных, традиционных _и произведенных из отходов производства [3]_
Нефтепо- Водопогло- Степень
Сорбент глощение г/г щение, г/г отжима нефти, %
Шины измельченные (крошка) 3,58 7,20 55
Каучуковая (резиновая) крошка 5,11 0,30 0
Солома пшеничная (сечка) 4,10 4,30 36
Древесные опилки 1,72 4,31 10-20
Шелуха гречки 3,05-3,50 2,20 44
Отходы ватного производства 8,30 0,26 60
Высушенный мох цельный 3,5 3,1 -
Высушенный мох измельченный 5,8 3,5 -
Торф 17,71 24,28 74
Отходы прядильного производства (Синтапэкс) 24,45 0,20 83
Специальные поглотители нефти
«Лессорб» (торфяная пыль обработанная, РФ) 9,10 2,50 66
«Пит Сорб» (ФРГ) 6,19 0,71 0
«Ньюсорб» из верхового сфагнового торфа (РФ) 4,6-9 нет данных нет данных
Сорбент «СОНЕТ-СОРБ» из ни- 3,2 - 3,6 нет данных нет данных
зового торфа (РФ)
В таблице 1 приводится сравнительная характеристика свойств сорбентов инновационных, традиционных и произведенных из отходов производства. Как видно из таблицы 1, природный сорбент - торф имеет высокую сорбционную емкость по нефти (17,71 г/г) и может быть эффективно использован для экстренной рекультивации почв с возможностью возврата (до 74 %) поглощенного нефтепродукта. Высокую эффективность для очистки воды проявляют также современные алюмосодержащие коагулянты
[5].
К препаратам по биоразложению нефти относятся биотехнологические продукты Олеоворин (г. Москва), Биодеструктор (г. Москва), Экойл (Московская область) и др., содержащие микроорганизмы, обладающие способностью интенсивно разлагать нефтепродукты. Недостатком таких препаратов является большая длительность процесса очистки почвы - от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от концентрации нефтепродуктов и времени года. Достоинствами биосорбентов являются высокая
степень очистки (90-95 %) и безопасность для окружающей среды, так как препараты являются саморазлагающимися веществами, не требующими их последующей утилизации.
К средствам термического разложения собранных нефтепродуктов следует отнести, например, установки Факел (г. Брянск, ООО «Лессорб») по сжиганию при температуре до 1000 °С нефтезагрязненных отходов (отработанных сорбентов, сорбирующих изделий - матов, рулонов, подушек, пластин).
Современным решением по оперативному реагированию на ЧС с разливом нефти является применение готовых передвижных комплексов для ликвидации аварийных разливов нефти (ЛАРН, ООО «Лессорб», г. Брянск), сочетающих в себе несколько способов ликвидации аварийных разливов нефти. Комплексы ЛАРН скомплектованы на базе ж/д контейнеров, автомобилей или автоприцепов для удобства их доставки к месту аварийного разлива нефти.
В комплекс ЛАРН входят следующие элементы:
- боновые заграждения и подпорные стенки для локализации пятна разлива;
- сборщики нефти с водной и твердой поверхности - скиммеры, нефтесборщики и вакуумные установки;
- резервуары для временного хранения собранной нефти;
- вспомогательное оборудование (якорные системы для постановки бонов, распылители сорбента, осветительное оборудование, бензоинстру-мент, генераторы, и др.);
- спецодежда, СИЗ, медицинские аптечки, газоанализаторы;
- шанцевый искробезопасный инструмент для нанесения и сбора сорбентов, снятия загрязненного грунта;
- сорбенты и сорбирующие изделия.
Наличие на нефтебазах подобных комплексов позволят персоналу быстро реагировать и локализовать ЧС по разливу нефти. Предлагается на самой крупной в Курской области - Курской нефтебазе сформировать подобный комплекс.
На рисунке 1 представлен алгоритм предлагаемых мероприятий по ликвидации аварийных разливов нефти в резервуарных парках с использованием современных средств и способов (механический, физико-химический, биологический, термический).
Основное внимание по обеспечению средствами для аварийных разливов нефти резервуарных парков следует обращать на обеспеченность сорбентом. На нефтебазах Курской области для ликвидации нефтеразливов, в основном, рекомендуется засыпать загрязненный участок песком. В лучшем случае, на предприятии имеется запас отечественного сорбента «Лес-сорб» (на Дмитриевской нефтебазе запас сорбента 1 т, на Льговской - 1,5 т). Однако для многих предприятий приобретение сорбента обременитель-
но, поэтому целесообразно иметь запас недорого, но эффективного средства для ЛАРН.
Предлагаемые мероприятия безопасности при ликвидации аварийных разливов
нефти в резервуарных парках
1. Применение подпорных стенок для предотвращения распространения нефтеразливов
за пределы территории
2. Удаление нефти с поверхности почвы с помощью атмосферно-вакуумной установки
3. Сбор разлившейся нефти в полимерный эластичный резервуар «Политехника»
4. Отмывка почвы от остаточной нефти струями воды и направление нефти
в дренажную канаву
5. Распределение торфа, сорбента на поверхность почвы
6. Отжим сорбента на отжимных устройствах ОМУ-1
7. Удаление загрязненного слоя земли механизированным способом
8. Микробиологическая очистка с помощью биопрепаратов («Сойлекс»)
9. Сжигание отходов или отработанного сорбента на установках «Факел»
Рисунок 1 - Предлагаемые мероприятия обеспечения безопасности при ликвидации аварийных разливов нефти в резервуарных парках
Для удешевления мероприятий по ЛАРН и с целью обеспечения высокой эффективности ликвидации последствий ЧС нефтебазам, расположенным в Курской области, предлагается широко использовать торф в качестве сорбента, что позволит решить возможную проблему нефтеразлива в кратчайшие сроки и с минимальными затратами. Это является достижимым мероприятием, так как на территории Курской области имеется значительный запас торфа - на территории области насчитывается 207 торфяных месторождений (01.01.2015 г.) с балансовым запасом 29,6 млн. т древесного, древесно-тростникового и тростникового торфа низинного типа.
Стремление следовать современным достижениям в науке и технике не должно обходить стороной нефтебазы - потенциальные источники опасности окружающей среды, поэтому постепенное приобретение современных средств оперативного реагирования на разливы нефти и использование природных сорбентов (торфа) должно стать приоритетным направлением
деятельности в области охраны окружающей среды предприятий по хранению нефтепродуктов.
Список литературы
1. Будыкина Т. А., Басенко Р.Ю. Экологическая безопасность объекта на примере Курской нефтебазы. Сборник материалов V Международной научно-практическая конференции «Безопасность жизнедеятельности в третьем тысячелетии: в 2-х т./под ред. А.И. Сидорова. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2012 г.-т.2., с. 32-36. ISBN 978-5-696-04316-6 (т.2).
2. Будыкина Т. А., Басенко Р.Ю. О безопасности использования подземных источников водоснабжения в г. Курске. Материалы международных академических чтений РААСН «Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения», Курск, 1314 октября 2011 г., с. 32-37.
3. Будыкина Т. А., Емельянов С.Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы. - М.: Издательский центр «Академия», 2010 г. - 288 с.
4. Официальный сайт компании Политехника URL: www.http://poli.ru (дата обращения: 22.08.2016 г.).
5. Гандурина Л.В., Будыкина Т.А. Сравнение эффективности алюмосодержащих коагулянтов для очистки воды от взвешенных и растворенных загрязнений Ч.1. Коа-гуляционная очистка мутных малоцветных вод. Журнал «Вода: химия и экология», № 1-2011, с. 39-43.
Budykina Tatyana, Doctor of Engineering, Professor
(e-mail: tbudykina@yandex.ru)
Kursk State University (Kursk, Russia)
Budykina Ksenia, master student
Moscow State Institute of International Relations (MGIMO-University) (Moscow, Russia)
(e-mail: kleo-046@yandex.ru)
MODERN WAYS TO ENSURE SAFETY AND SECURITY WHEN CLEANING UP OIL SPILLS AT FUEL STORAGE FACILITIES
Abstract. This article deals with oil spill emergencies that might occur at a fuel storage facility and with conditions that cause them. The article describes modern ways to ensure safety and security when cleaning up oil spills with the main focus on adsorbing qualities of wide-spread sorbents. The article suggests using turf to remove petrochemicals from soil as a quick response to emergency situations.
Keywords: fuel storage facility, sorbents, emergency oil spills
