Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Научные основы технологии утилизации нефтяных загрязнений водной среды

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Научные основы технологии утилизации нефтяных загрязнений водной среды"

003494636

На правах рукописи ЕВДОКИМОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОДНОЙ СРЕДЫ

Специальность 25.00.36 - Геоэкология по техническим наукам

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

2 5 шр ?010

Санкт - Петербург - 2009

003494636

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «СевероЗападный государственный заочный технический университет».

Научный консультант: доктор технических наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ Потапов Анатолий Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Журкович Виталий Владимирович

доктор технических наук, Семёнов Владимир Всеволодович

доктор технических наук, Волкодаева Марина Владимировна

Ведущая организация Научно-исследовательский центр

экологической безопасности РАН, (Санкт-Петербург)

Защита состоится 20 апреля 2010 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.244.01 при Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5, 200 ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СевероЗападного государственного заочного технического университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим отправлять по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5, ауд. 313

Автореферат разослан 18 марта 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор Иванова И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Одна из основных проблем защиты водоёмов от зафязнений заключается в разделении неоднородных смесей, в частности, эмульсий типа «масло» в воде, образующихся как в производствах пищевых продуктов, так и на всех без исключения предприятиях, потребляющих, транспортирующих или перерабатывающих нефтепродукты. Наиболее перспективны в энергетическом, экономическом и технологическом аспектах для разделения двух и трехфазных смесей процессы тонкослойной гравитационной сепарации и частичной фильтрации. Эго подтверждается мировой практикой и тенденциями в области водоочистки. По этой причине от интенсификации указанных процессов зависят и производственные площади, занимаемые очистными сооружениями, и энергозатраты на обработку эмульсий, и экономика и качество очистки воды, а, в конечном счёте, и экологическая безопасность внутренних водоёмов. Оба указанных процесса протекают при обработке потока жидкости в узких каналах. Закономерности такой обработки изучены недостаточно. Непростую задачу представляет и разделение водного и углеводородного слоев, образующихся при обработке эмульсий, а также обезвоживание вязких нефтепродуктов. Только после решения указанных вопросов можно полностью замкнуть производственные промывочные циклы нефтеналивного и нефтетранспортного оборудования и отказаться от потребления воды на промывку из природных водоёмов.

Установлено, что частицы, перемещаемые ламинарным потоком жидкости в узких каналах, движутся непрямолинейно. Перераспределение частиц в сечении узкого канала носит аномальный характер, что препятствует интенсификации указанных процессов. Наблюдаются, например, снижение эффективности гравитационной сепарации при сужении каналов, а также скопление частиц у поверхности полупроницаемых мембран в процессах частичной фильтрации (концентрационная поляризация).

Чтобы интенсифицировать эти процессы обработки эмульсий и по возможности повысить их эффективность, необходимо вначале разобраться в причинах аномального поведения частиц и выяснить факторы, влияющие на его проявление.

Для быстрого обезвоживания вязких нефтепродуктов необходимо перед началом отгонки обеспечить их предварительный перегрев и формирование достаточно тонкой плёнки, а по окончании отгонки -выгрузку из отгонного аппарата остывшей и затвердевшей массы.

Цель исследований. Повышение эффективности средств утилизации нефтяных зафязнений водной среды.

Задачи исследований.

• Определить экспериментально численные значения скорости поперечного перемещения частиц нефтепродукта в щелевом канале.

• Построить математическую модель взаимодействия частицы с ламинарным потоком вязкой среды в щелевом канале и рассчитать влияние параметров системы на скорость её перемещения в направлении нормальном к потоку.

• Определить условия, при которых можно влиять на перераспределение частиц при обработке эмульсий в узких каналах.

• По результатам теоретического анализа определить особенности режимов обработки и конструкций микрофильтрационного и сепарационного оборудования, при которых перераспределение частиц позволит интенсифицировать процессы разделения эмульсий.

• Построить математическую модель взаимодействия водной среды с плавающей углеводородной частицей. Найти зависимость формы капли от её размеров. Разобраться в причинах низкой селективности декантации углеводородного слоя и обосновать возможность селективного разделения водного и углеводородного слоев.

• Исследовать недостатки известных методов и средств обезвоживания вязких нефтепродуктов и научно обосновать возможности их интенсификации.

• Проверить в промышленных условиях справедливость результатов научных исследований и эффективность работы нового оборудования: микрофильтров без полупроницаемых мембран и сепараторов с неподвижной и вращающейся насадкой, а также отгонного плёночного аппарата с подвижными дисками.

• Разработать методики инженерных расчётов существующего и вновь созданного оборудования для микрофильтрации, тонкослойной сепарации и разделения водного и углеводородного слоев.

• Сформулировать основные технологические решения по утилизации обводнённых нефтепродуктов, образующихся при отмывке нефтеналивного оборудования.

Научная новизна.

• Построена математическая модель взаимодействия одиночной сферической частицы с потоком жидкости в узком щелевидном канале, которая учитывает плотности компонентов системы и ориентацию потока в гравитационном поле. Выведены аналитические зависимости связывающие действие потока на частицу с его скоростью, размерами и ориентацией канала, размерами и плотностью частиц, плотностью и вязкостью среды.

• Определены причины перераспределения частиц в сечении канала, вызывающие в одном случае эффект концентрационной поляризации, а в другом - снижение эффективности тонкослойной сепарации.

• Сформулированы условия, при которых действие потока на частицы способствует их тонкослойной сепарации или противодействуют их концентрационной поляризации.

• Определены условия осуществления микрофильтрационного разделения эмульсий без полупроницаемых мембран.

• Определены условия сепарации частиц и сбора плавающей плёнки нефтепродукта подвижными коалесцирующими дисками.

• Определены условия эффективного обезвоживания вязких нефтепродуктов.

Объекты исследования: водонефтяные смеси, образующиеся при транспортировке, хранении и использовании нефтепродуктов.

Практическая ценность полученных результатов. Разработаны практические рекомендации по устройству и расчёту микрофильтров, тонкослойных сепараторов с блоками неподвижных коалесцирующих пластин, сепараторов с подвижными коалесцирующими дисками и отгонных плёночных аппаратов с подвижными дисками. Сконструированы и уже используются в промышленности бессточные промывочные комплексы с высокоэффективными малогабаритными сепараторами, а также серия новых аппаратов: микрофильтров, коалесцирующих фильтров и тонкослойных сепараторов, как с неподвижными, так и с подвижными коалесцирующими пластинами. В т.ч:

• тонкослойные коалесцирующие сепараторы (КС-01, КС-02, КС-03, КС-04 и КС-05) с блоками наклонных и вертикальных пластин выпускаются серийно ООО «Чистые технологии» по ТУ 3683-012-50905025-2001;

• сепараторы с блоком наклонных пластин использованы АО «Айсберг» для судовых камбузов (атомный ледокол «60 лет Победы»);

• сепараторы с подвижными дисками (НЖЛ) производятся серийно ООО «Чистые технологии» по ТУ 3689-013-50905025-2001;

• микрофильтры без полупроницаемых мембран использованы ПКБ «Прогресс» в составе установок типа УСМ;

• приёмные колодцы с НЖЛ, которыми оборудованы вагонные депо Октябрьской и Восточно-Сибирской железных дорог, а также цех водоочистки АО «Кировский завод»;

• универсальные мобильные промывочные станции (УМПС, СПУМ-01, СПУМ-02, СПУМ-03 и СПУМ-К) с блоками для тонкослойной сепарации производятся серийно для отмывки внутренней поверхностей цистерн ООО «Чистые технологии» по ТУ 3185-004-50905025-2001;

• промывочные комплексы для отмывки щебня, замасленной окалины, букс, подшипников, крышек, колёсных пар, багажников автомобилей и др. функционируют в вагонных депо Октябрьской и Восточно-Сибирской

железных дорог, а также на предприятиях Петербургской транспортной компании (ПТК), заводах Выксунском металлургическом и «Вибратор».

• разработаны и испытаны в условиях промышленного предприятия средства интенсивного обезвоживания вязких нефтепродуктов.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

• Результаты теоретического анализа взаимодействия частицы с потоком вязкой среды в узком щелевом канале, объясняющие механизм перераспределения частиц в сечении этого канала.

• Научные основы расчёта микрофильтрационного и тонкослойного сепарациопного оборудования, а также обоснование режимов обработки эмульсий нефти в воде.

• Технология бессточной отмывки нефтетранспортного оборудования.

• Технология утилизации обводнённых нефтепродуктов, образующихся при отмывке нефтетранспортного оборудования.

• Средства сбора нефтепродуктов, разлитых на поверхности открытых водоёмов.

• Конструктивные особенности сепарационного, микрофильтрационного и отгонного оборудования, позволяющие интенсифицировать процессы разделения нефтеводяных эмульсий, разработать технологию бессточной отмывки нефтетранспортных цистерн и полностью утилизировать обводнённые нефтепродукты, образующиеся в процессе отмывки.

Апробация работы. Основные результаты исследований обсуждались •на Втором советско-американском симпозиуме по защите морей, строительству портов и торговле (г. Сиэтл, 1991 г.);

•на Международной экологической конференции «Охрана окружающей среды -90» (Таллинн, 1990 г.);

•на Международной конференции по терминалам, кораблестроению и морским перевозкам в Восточной Балтии (Таллинн-Лакузалу, 1994 г.); •на Международной конференции по судостроению, судоходству и разработке шельфа «Нева - 95» (Санкт-Петербург, 1995 г.); •на 1-й Международной конференции «Экология и развитие Северо -Западного региона РФ» (Санкт-Петербург, 1995 г.);

•на 2-й Международной конференции «Экология и развитие Северо -Запада России» (Санкт-Петербург-Кронштадт, 1997 г); •на Всесоюзной научно-технической конференции «Защита водного и воздушного бассейнов от загрязнений при постройке и эксплуатации судов» (Ленинград, 1990) •на Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам охраны окружающей среды при эксплуатации судов (Ленинград, 1982 г.);

• на Всесоюзном научно-техническом семинаре «Теория и оборудование для селективного разделения сред с использованием полупроницаемых мембран» (Краснодар, 1983 г); •на Всесоюзной паучно-технич. конференции по вопросам обеспечения охраны окружающей среды при эксплуатации судов (Николаев, 1986 г.); •на Всесоюзной научно-практической конференции «Интенсификация производства и применения искусственного холода» (Ленинград, 1986 г.); •на 3-ей Всесоюзной научно-технической конференции молодых специалистов по холодильной технике и технологии с участием профессорско-преподавательского состава ЛТИХП (Ленинград, октябрь 1977 г); •на 1 республиканской научно-техн. конференции «Эксплуатация, ремонт и проектирование специальных систем танкеров» (Владивосток, 1978);

Действующие образцы оборудования для разделения смесей типа «масло в воде» экспонировались на трёх международных выставках:

•ВДНХ (Москва, 1981 г.),

• Охрана окружающей среды - 90 (Таллинн, 1990),

• Экология большого города (Санкт - Петербург, май 1992 г.).

Стенды, посвященные новому экологическому оборудованию, водоочистным комплексам и бессточным системам очистки оборудования от нефтяных загрязнений, ежегодно экспонируются на республиканских экологических выставках «Русский промышленник» в Санкт-Петербурге.

Работа отдельных полупромышленных образцов эксклюзивного оборудования демонстрировалась неоднократно (январь и сентябрь 1996, 1998 г) в телевизионных передачах: ИНФОРМ - ТВ (Санкт - Петербург).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 71 работе, в том числе 16 авторских свидетельствах, 21 патенте РФ, одной международной заявке РСТ и одной монографии. Основные результаты исследований представлены 17-ю научными статьями в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Объём и структура работы. Диссертация включает 10 глав, выводы и приложения. Библиографический список содержит 187 наименований, из них 32 иностранных источника. Изложена диссертация на 178 страницах машинописного текста, 9 таблицах, 28 рисунках и 24 приложениях.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследований, теоретическая значимость и прикладная ценность полученных результатов, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан информационно-аналитический обзор по проблеме: источники образования эмульсий, методы их разделения, обработка эмульсий в узких каналах, эффект аномального перераспределения частиц в сечении канала, эффекты «убегания» и концентрационной поляризации, вопросы разделения слоев и обезвоживания вязких нефтепродуктов.

Во второй главе описаны экспериментальные исследования процессов микрофильтрации и определены скорости «убегания» частиц от фильтрующей перегородки.

В третьей главе выполнен анализ взаимодействия частицы с потоком в узком канале, имеющем форму плоской щели с размерами 2ЯхВ (211«В). Поток рассматривается как сумма параллельных элементарных струй. Приняты допущения: перемещаемая потоком частица сферическая, жёсткая и не оказывает влияния на распределение динамических напоров в поперечном сечении канала на достаточно большом удалении от неё. Рассмотрены два варианта. В первом, когда частица не противодействует потоку (дрейфует), баланс осевых воздействий на частицу возможен только при балансе составляющих динамического напора. Во втором варианте, когда объёмные силы противодействуют потоку, определяющую роль играет сопротивление, вызванное обтеканием частицы.

Для первого варианта были получены следующие слагаемые осевого /"».радиального и вращательного Мт воздействия потока на частицу:

11 Рс гр 1- Кл ГУ-,, \ . „ ,1 =—Т51-а) +0,1];

А 1-(1-а2)°-31 3 > + а)2 — За2 2 , а2] 8а3

(2Ь + а)2 — За: 2 а2" +-5- ]"

- 2я(1 - а2 )0,5 рг( 2Ь-а)2 +

8а3(1-а2):'5 21

(2Ь + а)-- 3«: 1

10

-I-

Зя(1 — я:)с,3(1— 2а:)[(2Ь + а): - Зд2 5

5 +42

4.

— (агсБта)

Мм. п.

а,- д4

Г'¥20

" ] Ь[а(2Ь - а) + 0,5] ■ [(агата) - а(1 - а2) ■ (1 - 2о2)]

+ 2(1 -а2)

1 — а

(1 + «)

1 + а- + 9а° 15

+ 2

_

Ь = Г(/г„.

где использованы относительные размеры:

а = е/гр,

Если частица не испытывает никаких внешних воздействий, кроме тех, что оказывает на неё поток, условие баланса осевых воздействий на неё можно записать в виде

я4

Л =0,

где

П = 2Ь(1 - а2)'13 |а(2о - о) +-

-+а31а

--а(1-а2)^

16

5а(2Ь- а) + —

1 + (1-а2)0-5 \2b-af

1 - (1 - а2)03 3

(2Ь -+ а)2 — За2 2

сг

заЬ + Т

2а(1 - а2)'15

:(2 Ь-а)2 +

- Ь(2Ь - а)

ВаЦ1-а2)13 ~21

(2Ь + а)2 — За2

4- ■

Зс(1 - а2)05 (1 — 2а2)

10

(2Ь + аУ - За2

1

+ — 14

■ + -

42

— (агсзта)

2 (2Ь + д)2 - За* < 1

3«Ч2*-*>'+---+ -

Определитель ¡2 равен нулю при определённых значениях а для каждого значения Ъ. Эти значения можно вычислить приближённо по формуле:

а* — — 0,132й~'

Подставляя а* в выражение, характеризующее радиальную составляющую действия потока, находим Рх<0: в отсутствие других воздействий поток стремится прижать частицу к ближайшей стенке канала. Влияние гравитационного поля на частицу определяется составляющими:

4/3 тс гр (рр - рс.) g со.ч ф

= 4/3 я г? (рр - рс) ё <р соэ

где ф - угол ооразованный направлениями потока и гравитационного ноля, а £ - угол поворота поперечного сечения щелевого каната.

С учётом гравитации баланс осевых сил наступит при условии

4 , Л кГуУ,1рс

-^ЩЛРр ~ Рс)9 • cos<p —П =0

А сумму сил, направленных нормально к потоку, найдём по формуле

Fx=-\ TtTp (л - Рс)в • sin<p' C0SZ + Гр з& ~ а) + 0,1]

Величину определителя Q находим из уравнения баланса осевых сил п = _ *nr${pp-pc)9-C0S<í>-R*

3 ф%рс

а затем по найденному значению Q определим соответствующую ему величину а при интересующем нас значении Ъ. Расчёт упрощается, когда отставание частицы «масла» от потока (воды) невелико (|а|<0,5) и она находится довольно близко к стенке (¿>10). В этом случае, представляющем наибольший интерес при изучении концентрационной поляризации, графики зависимости Q от а. могут быть аппроксимированы уравнением пучка прямых линий с точностью, достаточной для технологических расчетов:

a--Q¡ (ЗЬ2).

Подставив полученное значение а в уравнение, определяющее нормальное действие потока, получаем выражение силы Пуазейля

/■'<= 4/3 я g Гр (рр - рс) (л'Шф cos q + 2/9 л coscp). Из последнего выражения следует,

• что на величину силы Пуазейля, когда частица находится достаточно близко к стенке канала (¿>10), уже не оказывают влияния ни размеры щелевого канала, ни вязкость среды, ни скорость её движения в канале;

• что менее плотную частицу (рр - рс<0) нисходящий поток (ф < я/2) прижимает к ближайшей стенке (/yíO), а более плотную - оттесняет от неё (F^O);

• что восходящий поток (ф>л/2) действует противоположным образом. В вертикально ориентированном потоке (<р ~0)

F = 4/3 я g г/ (Рр - pf) (0 + 2/9 я семф) ~ 0,7(4/3) я g г/ (р;; - рс). Особый интерес представляет случай, когда объёмные силы направлены против потока: более плотная частица (р;,—рс>0) противодействуют восходящему потоку (ф>Зл/4), а менее плотная (p;j - рг < 0) - нисходящему (ф < я/4). В этом случае осевые проекции векторов потока и поля полностью, либо в значительной мере уравновешиваются (|е| —*гр и |а|—>1), и принятое в п. 3.1. допущение о балансе лобовых действий потока на частицу становится некорректным. Для такого случая действие потока на частицу определяется известным выражением

F- = 6 я р rp AV.

Из допущения, что действие каждой струи на элемент поверхности частицы {с1х(1у) с учётом обтекания описывается тем же уравнением, получены слагаемые радиального осевого Fz и вращательного М(у) воздействия потока на частицу:

Е, = -2тг^г0 (гр/Л )" ; * г* _ _ _ 21)

80

( — 0,25;

' р * р / \' р /

В общем случае, учитывающем также влияние гравитационного поля, Fx и F. определены следующими выражениями.

Гд. = - (4/3)5гг„30>р - рс)д • simp ■ cos? -2щ>г0(гр/й)Ут;

= 2 nr*(pp-pc)g-cos<p-

if 1

R7 !

go]

р "р./ \ р.'

Анализ последних двух уравнений позволяет заранее предсказать результат процесса, протекающего в наперёд заданных условиях. Так, при Fx= 0 объёмные силы уравновешивают силу Пуазейля

(4/3)7Г7р3(рр - рс)д ■ sirup ■ cosí = 2щг0(гр/Я)~ Vm,

и перемещение частицы нормально к потоку прекращается (что и наблюдается при эксплуатации секционированных отстойников).

В четвёртой главе выполнена оценка результатов теоретического анализа. Дано сравнение полученных результатов теоретических исследований с наиболее надёжными экспериментальными данными других авторов, а также с теми, что получены в процессе собственных экспериментальных исследований микрофильтрации эмульсий, приведённых в главе 2. Результаты сравнения представлены в виде графиков и таблиц.

-4,4

Lgr.

-6,0 ■4т

-5,6

-5,2 -4,8

!И

п

а?

Ар I1 9 5

N кг/м сПз рад рад

I 0

11 60 1,6 0

III 60 1,6 л/2 0

IV 145 1,0 л

V 200 1,0 к

Сравнение экспериментальных

7 результатов и расчётных значений

8 скорости «убегания» частиц от пористой стенки.

Данные опубликованы в работах: 0-[126],О-[1О4],--[123], Л-ПЗО]^ - [Ц2], О -[132], ♦ - собственные данные.

Скорость «убегания» частиц от фильтрующей перегородки под действием силы Пуазейля рассчитана по формуле

Сравнение экспериментальных данных установившейся скорости отбора пермеата \¥ф с расчётной скоростью «убегания» частиц дисперсной фазы 1¥р

Исследуемая система Плотность, р, кг/м3 частиц среды Вязкость среды ц, 10'3 Пас гР 10~6м Ориентация потока, рад Ф ( Скорость 10"6 м/с Щ Wp Источн. информации

1 эритроциты в сыворотке 1090 1030 1090 1030 1,6 1,6 4,2 4,2 к/2 0 я/2 0 1,3 1,42 <18 1,42 [126J

2 эритроциты в сыворотке 1090 1030 1,6 4,2 я/2 0 7-10 1,42 [130J

3 эритроциты в сыворотке 1090 1030 1090 1030 1,6 1,6 4,2 4,2 0 ? я/2 0 0,9 1,03 1,5 1,42 [104 J

4 эритроциты в сыворотке 1090 1030 1,6 4,2 0 ? 05-ljO 1,03 [112]

5 эритроциты в сыворотке 1090 1030 1090 1030 1,6 1,6 4,2 4,2 л/2 0 я/2 0 2,7 1,42 2,14 1,42 [123]

6 нефть в воде 800 1000 1,0 2,5 я 28-55 1,90 [127]

7 нефть в воде 810 1000 1,0 2,5 л 1.8 1,81 гл. 2

8 масло в воде 855 1000 1,0 2,5 я 1,39 1,38 гл. 2

В пятой главе приведены особенности расчёта микрофильтрации и обоснование конструкций микрофильтрационных аппаратов и результаты опытной проверки экспериментальных установок. Мгновенную скорость фильтрации в любой точке пористой перегородки можно определить по формуле

а _БзЛ

* [8Ж5(Д-3 +Г-3)]0-3 '

Скорость фильтрации на начальном участке фильтроэлемента „

0 [8Ж5(Д-3 + г"3)]0-3 и количество прошедшей через пористую перегородку жидкости (7фГ*

бфх =

2 В -У й- г I

(/?"3 + г-3) I

1 _ е-0,25х^Л04,/2«>

Приведён ряд примеров конструкции микрофильтров. Принципиальная конструкция микрофильтра с плоскими шелевьгми каналами показана па рисунке. Внутри корпуса микрофильтра с плоскими стенками 1 размещены плоские элементы - конверты 2, отделенные один от другого гофрированными пластинами 3 с постоянной высотой гофра, что обеспечивает одинаковое расстояние между конвертами по всей их площади. Щели А между конвертами 2 служат для прохода обрабатываемой смеси, поэтому направление

гофров (вертикальное) определяет и направление движения жидкости. Каждый конверт состоит из пары пористых пластин 6 чаще прямоугольной формы, сваренных или склеенных по периметру. Между каждой парой пластин 6, образующих конверт 2, помещена дренажная сетка 7, сплетенная, склеенная или сплавленная из волокон.

Один из вариантов многоблочного микрофильтра. Корпус такого аппарата 7, снабженный патрубками подвода обрабатываемой эмульсин 7 и отвода концентрата 8, разделен вертикальными перегородками 4 на

Принципиальная конструкция микрофилыпра плоскими щелевыми каналами.

Блочный микрофильтр.

несколько секций. В нашем случае секций 4: В, Г, Д и Е. Они различны по объему. В этих перегородках имеются отверстия 5 и каналы б, проходя через которые, поток обрабатываемой жидкости попадает из верхней части предыдущей секции в нижнюю часть последующей. Внутри секций размещено несколько микрофильтрационных блоков (здесь по 4), каждый из которых состоит из комплекта конвертов 2, имеющих по одному отверстию, предназначенному для отвода пермеата, каждый из патрубков укреплен на крышке 3. Любой из этих блоков может быть демонтйрован и установлен в аппарате без демонтажа других узлов аппарата.

Плоская форма фильтрующих элементов (конвертов) позволяет разместить наибольшую фильтрующую поверхность в единичном объеме аппарата. Благодаря этому конверты наиболее перспективны при создании малогабаритного современного оборудования, но не являются единственным техническим решением, пригодным для реализации процесса микрофильтрации без полупроницаемых мембран. Узкие щелевые каналы могут быть образованы, например, двумя цилиндрическими поверхностями, размещенными соосно одна в другой. Используя керамические трубы с пористыми стенками и гранулированную загрузку в каналах, предназначенных для отвода пермеата, можно изготовить по уже освоенной технологии простые трубчатые микрофильтры.

Среднюю скорость движения пермеата в порах фильтрующей перегородки можно рассчитать по формуле

х2 ~~ Х1

Среднюю скорость фильтрации, приведенную к общей площади фильтрующей поверхности, найдем из зависимости

Поверхность микрофильтра, которая обеспечит необходимый расход пермеата С, будет найдена из соотношения

Р

а число микрофильтрационных модулей с поверхностью — по формуле

А7-- Р/Р\.

Часто для изготовления аппаратов большой пропускной способности оказывается необходимым большое число микрофильтрационных блоков (несколько сотен). В таком случае схема их взаимного расположения представляет собой отдельную и довольно непростую задачу. В качестве исходных данных для решения такой задачи рассчитывается минимальное значение скорости движения обрабатываемой жидкости в щелевых каналах микрофильтра. Сущность предлагаемого решения заключается в том, что блоки располагают последовательно соединенными группами, в каждой из которых число блоков близко к требуемому соотношению

расходов эмульсии и пермеага. Каждая группа представлена одной или несколькими ступенями с постоянным числом блоков в них. Это число для каждой последующей группы уменьшается'на один, достигая в последней группе единицы. Такая схема позволяет поддерживать скорость движения эмульсии в щелевых каналах не ниже заданного значения, а также свести к минимуму непроизводительные энергозатраты. Опытные проверки найденных решений проведены на полупромышленной микрофильтрационной установке пропускной способностью 0,6 м3/ч, показанной на рисунке. В качестве первой ступени был использован коалесцирующий сепаратор с фильтрующей загрузкой из нетканого полипропилена.

Схема испытательного стенда УСМ-0,6:1- сепаратор 1-й ст.; 2 - микрофильтрационные модули; 3 - регулирующие клапаны; 4 - регулировочный вентиль; 5 - насос; б - ротаметр; 7 - манометры; 8 - пробоотборники; 9 - вакуумный пробоотборник исходной смеси

В качестве загрязняющего нефтепродукта использовались дизельное топливо и мазут. УСМ-0,6 была подвергнута двум видам испытаний: на соответствие требованиям ИМО и на определение ресурса. Всего в процессе испытаний установка отработала 108 часов.

Результаты испытания УСМ-0,6 по программе ИМО

Этап испытаний Содержание нефтепродуктов в пробах, мг/л

Вид нефте Выработано После После сепаратора После

продукта часов насоса 1 -й ступени микрофильтра

Соляр 1 1 588 4,2 1,0

Соляр 2 1677 2,0 1,0

Соляр 3 3 165 9,9 1,0

Соляр 4 51 800 15,0 5,0

Соляр 5 78 950 3,2 1,0

Соляр 6 54 190 32,0 5,0

Мазут 1 3 300 2,9 1,0

Мазут 2 7 280 2,0 1,0

Мазут 3 3 250 3,6 1,0

Мазут 4 41 000 0,1 1,0

Мазут 5 45 500 18 1,0

Мазут 6 31 700 8,5 1,0

Мазут 7 4 000 1,4 1,0

Мазут 8 1 430 9,0 1,0

Результаты замеров и анализов при ресурсных испытаниях УСМ-0,6

X, Рас- Давление, кг/см2 t, Содержание нефтепродукта,

ход мг/л

ч эмуль- ДО после после после °С до после после после

сии, насоса насоса 1-й ст м/фильт насоса насоса 1 сту- м/фильт

м3ч ра пени ра

4 0,3 0,05 0,35 0,30 0,25 22 - - -

8 0,3 0,05 0,35 0,30 0,25 22 - 350,0 0,7 0,8

12 0,3 0,05 0,35 0,30 0,25 22 2977,5 137,3 0,8 3,9

16 0,3 0,05 0,50 0,30 0,25 22 - - - 2,4

20 0,3 0,05 0,50 0,30 0,25 22 - - - 0,1

24 0,3 0,28 0,62 0,45 0,40 22 1389.2 235,0 3,9 4,8

28 0,3 0,26 0,65 0,45 0,40 22 389,5 620,8 4,7 10,0

32 0,3 0,23 0,70 0,40 0,35 22 2606,8 106,0 18,5 2,4

36 0,3 0,21 0,70 0,40 0,35 22 360,0 21,5 2,0 1,0

40 0,3 0,22 0,75 0,60 0,45 21 2888,8 364,1 14,0 2,4

44 0,3 0,24 0,78 0,60 0,45 21 1323,3 19,6 3,0 1,0

48 0.3 0,22 0,80 0,55 0,40 21 883,0 - 10,0 4,1

52 0,3 0,23 0,80 0,55 0,45 21 6898,0 - 71,8 12,6

56 0,3 0,20 0,80 0,70 0,40 20 816.1 98,3 34,9 3,8

60 0,3 0,21 0,90 0,70 0,40 21 785,8 126,3 185,2 8,4

64 0,3 0,23 0,80 0,60 0,35 21 684,5 240,5 30,7 9,6

68 0,3 0.20 0,80 0,80 0,40 21 - - - -

72 0,25 0,22 0,95 0,80 0,40 21 168.2 1240,0 59,0 4,4

76 0,3 0,22 1.20 1.00 0,50 21 1032,7 177,1 48,2 4,62

80 0,3 0,22 1.25 1,10 0,50 21 38482,5 49,4 4,2 4,9

84 0,3 0,20 1.30 1,13 0,50 21 1522,8 3190,0 20,2 1,1

88 0,28 0,30 1,40 1.20 0,50 22 158,5 40,8 48,9 2,1

92 0,3 0,22 1,42 1,22 0,50 23 224,0 35,5 14,0 2,1

96 0,3 0,33 1,40 1,30 0,47 23 170,0 150,0 60,0 2,7

100 0,3 0,23 1,60 1.30 0,47 23 552.6 2595,0 41,1 3,0

Полученные результаты доказывают возможность эффективного микрофильтрационного разделения эмульсий без полупроницаемых мембран.

В шестой главе получены основные уравнения тонкослойной сепарации и описаны основные конструктивные особенности аппаратов. При горизонтальном расположении канала (л/иф=1-частица дрейфует) результирующую радиального воздействия потока и поля находят из уравнения

= - зпг? \Рр - Рс)д • +-з^-

Эта сила перемещает частицу нормально к направлению потока со скоростью Ух, преодолевая сопротивление 6пцгрУх. Из условия баланса этих сил можно найти установившееся значение скорости Ух:

0,164гр2)о!;;>,

К, — *

9/í

2(/>Р — Рс)з ' cossr +-

2 R4

Нормальное перемещение прекратится (Vx= 0), когда действия потока и поля уравновесят друг друга

, ч 0Дб4гв2геК^Рс

2(р„ ~ Рс)9 • cosí +-^дГ^— =

Это случится, когда координата частицы г0 будет удовлетворять условию

_4(рр - рс)а ■ cosyr Г° 0,164гр21'^р.

Двигаясь со скоростью Ух, частица преодолеет участок dra= RdQ за время

R А + ЕВ, Т~ --¡71-

Е А+Е9,

Когда объёмные силы противодействуют потоку среды в щелевом канале, ориентированном вертикально (лтжр = 0), радиальная составляющая суммы этих сил (формула 43) принимает вид

= -2 я№(гр/Д)\

Под действием этой силы частица перемещается нормально к направлению потока с такой скоростью, при которой вязкое сопротивление среды её уравновешивает:

бядгД. - 2?7ЦГ0(ГР/Я)\ = 0.

Решая это уравнение, получаем закон перераспределения частиц в вертикальном канале, когда сила Пуазейля ускоряет сепарацию частиц:

(УЛ > = (1/3)(гр/Д)(г0/й),

относительная скорость нормального перемещения частицы равна половине произведения её относительного размера на координату, а направлено это перемещение к ближайшей стенке. Особенности конструкций сепараторов. На основе изложенных решений мы сконструировали целую серию сепараторов, основным элементом которых является коалесцирующая загрузка (волокна, гранулы), либо блок параллельных коалесцирующих пластин. В корпусе сепаратора по а. с. СССР № 1001961 установлена кассета, которая представляет собой блок параллельных пластин 1, ориентированных вертикально. Щелевой зазор между пластинами обеспечивается за счёт калиброванных прокладок

2. Обрабатываемая смесь поступает в него через патрубок 4 и распределяется по щелевым каналам, которые имеют три участка: вертикальный 3| где происходит сепарация частиц масла на пластинах 1, поворота Зг, где поток изменяет направление в гравитационном поле, и расширения З3, где плёнка отсепарированного масла всплывает в верхнюю часть аппарата и выводится через коллектор 5. Очищенная вода выводится через коллектор 6.

Коалесцируюший сепаратор.

Требуемая эффективность и пропускная способность аппарата обеспечиваются подбором числа и размеров щелевых зазоров, а также режимов обработки жидкости. Основное преимущество такого сепаратора - высокая эффективность и пропускная способность, поскольку обе стороны пластины являются рабочими. В сепараторе (пат РФ 2032443), корпус которого 1 наклонён к горизонтали под углом (р>л/4, размещена кассета из плоских параллельных пластин 2. Кассета повёрнута также вокруг своей оси на угол 4 2 я/4, так что общий наклон пластин к горизонту > я/3. Такая конструкция обеспечивает высокую эффективность сепарации трёхфазных смесей, в непрерывном режиме работы.

Наклон и поворот кассеты достигается только при монтаже аппарата. Большой угол наклона пластин облегчает полное самоочищение насадки

даже в режиме повседневной работы. Чтобы обеспечить удаление отсспарированного высоковязкого продукта (мазут, битум, мазеобразный животный жир), пластины следует ориентировать строго вертикально, а поток обрабатываемой смеси направлять в щелевые каналы, под некоторым углом к вертикали.

Сепаратор жиросодержащих вод.

В корпусе сепаратора непрерывного действия размещается кассета, образованная блоком параллельных пластин, ориентированных вертикально. Обрабатываемая жидкость входит через коллектор 1 в одном из верхних углов сепаратора. Выходит очищенная дисперсионная среда через коллектор 3, расположенный в нижнем углу по диагонали от входа, так что направление потока образует с вертикалью некоторый угол. При этом в щелевых каналах, примыкающих к двум другим углам сепаратора, образуются застойные зоны 5 и 6. Варьируя высотой и шириной щелей, можно подобрать оптимальные условия для накопления сепарации в других двух углах в них слоев отсепарированных фаз. Лёгкие углеводороды по мере накопления в верхней застойной зоне 6 отбирают через коллектор 2. А частички более плотные, чем среда,

скапливаются в зоне 5 и отбираются через коллектор 4.

Последняя конструкция по сравнению с аналогами позволяет не только эффективно и полностью использовать рабочий объём аппарата (и обе стороны пластин), но удалять накапливающиеся продукты разделения потоком, не прекращая процесса разделения.

1

Сепаратор непрерывного действия.

Расчёт тонкослойных сепараторов. Время, необходимое для перемещения частицы, измененяющей координату от г1 до г2 в вертикальном щелевом канале, можно рассчитать но формуле

ЗЯ2 г, Г =——1п—.

гр Ьп Г1

Необходимая высота сепарационной зоны (длина пластан) определяется зависимостью

Н = [(2/3)1;, + 2г;(р„ -рс)д/9ц] г.

При скорости потока намного больше, чем скорость Стоксовского витания частиц, можно определить требуемую высоту зоны сепарации из выражения

Н = (3/гр)[Я:/£?(г2/г1) - (г2 - г.У/2}.

Граничные координаты сепарируемых частиц определяют условиями: г2=Я-гр и Э=(/?-Г|)//?, где Э - требуемая эффективность сепарации.

В седьмой главе рассмотрены вопросы разделения слоев в отстойнике. Проанализировав силы, способствующие и противодействующие деформации капли «масла», плавающей в воде, удалось вывести аналитическую зависимость размеров капли от плотностей среды и «масла», а также от коэффициента поверхностного натяжения на границе фаз.

За(1 -е:) ГЗ , 2 1 / , 3 1 + е

) ГЗ . 2 1 (л , 3 1 +

ь = (_4 р,:§ 1е- 1-е- 2г V- 'е-.' "1-е

И _2 —+

РЕ' || Ре ?г>

Используя эту зависимость, можно, например, определить толщину слоя жирового пятна по его диаметру. Анализ результатов расчёта, применительно к различным маслам, жирам и нефтепродуктам, позволяет разобраться в причинах низкой эффективности не только декантации, но и традиционных средств сбора плавающего слоя углеводородов (воронки, скиммеры). Результаты выполненного теоретического анализа позволили предсказать априори способ и средства удаления плавающей масляной плёнки с водной поверхности. В 1976 г. был впервые изготовлен нефтежироловитель (НЖЛ) с подвижными коалесцирующими дисками. Результаты испытаний НЖЛ на стенде ЛТИХП в 1980 г. подтвердили предсказанную эффективность сепарации частиц масла и масляной плёнки с помощью вращающихся дисков. Сразу после экспонирования НЖЛ в 1981 г. на ВДНХ он нашёл себе широкое применение во всём мире и для оснащения нефтеловушек, и для ликвидации аварийных разливов.

Пример одной из конструкций НЖЛ показан на рисунке. Неподвижный узел такого сепаратора включает полуцилиндрический корпус 1, секционированный полудисками 2 и снабженный патрубками для входа эмульсии 9 и для выхода очищенной воды 10. Над патрубком входа эмульсии 9 имеется карман 8 для сбора отсепарированпого «масла»

с патрубком 11 для отбора «масла» по мере его накопления в кармане. Подвижный узел представлен набором одинаковых дисков 7, насаженных соосно на общий вал 3, который закреплен в подшипниковых узлах 4 так, что половина каждого диска 7 оказывается между двумя неподвижными полудисками 2, образуя узкие щели для прохода разделяемой эмульсии. Вал сепаратора располагают горизонтально, поэтому щелевые каналы оказываются ориентированными вертикально.

Опираясь на одну половину ребер полудисков 2, между подвижными дисками размещены съемные ножи 5, соединяющиеся далее между собой с образованием желоба 6 для стока масла в карман 8, для чего ножи 5 наклонены в его сторону. Вместе с подачей эмульсии через патрубок 9 на разделение приводят во вращение барабан, так чтобы диски и жидкость двигались в одном направлении. Вращение осуществляется с такой скоростью, чтобы диски в любой точке щелевого канала двигались не медленнее, чем жидкость.

Частицы «масла» в восходящем потоке несколько опережают окружающую их дисперсионную среду, поэтому поток стремится оттеснить их в ту часть сечения, где скорость движения среды максимальна, т.е. к диску. К нему и прижимает поток частицы «масла». За время прохождения того участка щелевых каналов, где диск и жидкость движутся в одном направлении, частицы «масла» должны успеть достичь стенок подвижного диска и смочить их, образовав пленку. Освобожденная от углеводородных частиц вода отводится из аппарата через патрубок 10. По мере коалесценции частиц толщина пленки, покрывающей поверхности дисков, увеличивается, и она начинает сниматься скребками 5 и сдвигаться по наклонному жёлобу 6 в карман 8, откуда извлеченное масло по мере накопления отбирается через патрубок 11.

Не оказывая влияния на сепарацию отдельных частиц «масла», нисходящая часть дисков, как показали дальнейшие исследования, играет очень важную роль в том случае, когда водо-углеводородная смесь расслаивается уже на входе в сепаратор. Образующаяся пленка перекрывает поперечное сечение щелевых каналов и непрерывно смачивает поверхности опускающихся дисков. Наличие неподвижных дисков для сбора масляной плёнки уже необязательно.

Результаты проверки эффективности НЖЛ на лабораторном стенде показали, что очистка воды от взвешенных частиц масла с размерами 20 мкм и более осуществляется практически полная (остаточное содержание масла в очищенной воде соответствует его растворимости).

Принципиальная схема установки очистки сточных вод от масла (для того случая, когда уровень жидкости в отстойнике должен поддерживаться постоянным) показана на рисунке. Установка включает: сепаратор 1, сборник очищенной воды 2, сепаратор 3 с подвижными коалесцирующими дисками, сборник отсепарированного слоя масла 4 с подогревом 5, сборник отстоявшегося масла 6 и сборник очищенной воды 7.

Схема установки для очистки сточных вод от плавающего «масла».

При разделении смеси воды и масла, например, в тонкослойном отстойнике 1 образуется слой плавающего масла. По мере накопления, он улавливается подвижными дисками сепаратора 3, снимается с них скребками и сдвигается далее но жёлобу в сборник 4. Водный слой перетекает в сборник очищенной воды 2 и направляется на повторное использование.

В восьмой главе описан бессточный промывочный комплекс для отмывки ж/д цистерн, созданный по результатам настоящих исследований.

В девятой главе рассмотрены эффективный метод обезвоживания вязких нефтепродуктов и конструкция отгонного плёночного аппарата с подвижными дисками. Описана схема пилотной установки и результаты её испытания на Киришской ППС. Перегрев, жидкофазная сепарация исходной смеси в автоклаве и формирование предварительно перегретой пленки нефтепродукта на подвижных дисках позволяют полностью отогнать из него воду и принудительно выгрузить из отгонного аппарата.

В десятой главе и приложениях приведены сведения о промышленном использовании результатов диссертационной работы.

1. 4 5

6

7

Основные результаты диссертационной работы

1. Построена математическая модель и исследован механизм взаимодействия жёсткой сферической частицы с потоком вязкой среды в щелевом канале. Найдены причины аномального перераспределения частиц (эффекта Пуазейля). Поток, как сумма элементарных струй с гиперболическим распределением скоростей, действует на сферическую воспринимающую поверхность частицы несимметрично.

2. Рассмотрены различные варианты ориентации каната, направления потока и соотношения плотностей среды и частицы:

• при равенстве плотностей среды и частицы, независимо от ориентации канала, частица отстаёт от потока и оттесняется им в область меньших скоростей - к ближайшей стенке;

• если щелевой канал ориентирован нормально к гравитационному полю, поток оттесняет частицу к ближайшей стенке, независимо от соотношения плотностей компонентов рассматриваемой системы;

• если канал ориентирован вертикально, а направление потока совпадает с направлением поля (нисходящий поток), то к ближайшей стенке он оттесняет только менее плотные частицы, а более плотные частицы, не отстающие от потока, он отгоняет от стенки в область более высоких скоростей;

• восходящий поток в вертикальном канале, напротив, оттесняет к ближайшей стенке более плотные частицы, а менее плотные, не отстающие от потока, он отгоняет от стенки в область более высоких скоростей.

3. Выполненный анализ позволил не только объяснить причины снижения эффективности тонкослойных отстойников и эффект концентрационной поляризации, но и определить условия, при которых процессы частичной фильтрации и тонкослойной сепарации протекают наиболее эффективно.

4. Совпадение расчётных значений скорости нормального перемещения частиц в щелевом канале с экспериментальными данными 7-ми авторов по скорости «убегания» таких частиц от фильтрующей перегородки свидетельствует о достоверности результатов теоретического анализа и правомерности рассмотренной модели.

5. Выполнен анализ динамики потоков концентрата и пермеата в узких каналах, разделённых фильтрующей перегородкой, и получены основные аналитические зависимости эффективной микрофильтрации.

6. С учётом результатов анализа подготовлены рекомендации по устройству микрофильтрационных элементов и комплексов. Приведены примеры новых конструкторских и композиционных решений.

7. Опытные проверки работы установок (УСМ) с пластинчатыми микрофильтрационными блоками подтвердили принципиальную возможность эффективного разделения эмульсий микрофильтрацией с использованием пористого проката без полупроницаемых мембран.

8. Выполнен анализ процессов сепарации частиц в щелевых каналах тонкослойного сепаратора, ориентированных горизонтально или вертикально, и получены основные аналитические зависимости для расчёта необходимого времени сепарации и протяжённости канала.

9. С учётом результатов анализа подготовлены рекомендации по устройству тонкослойных сепараторов. Приведены примеры новых конструкторских и композиционных решений.

10. С учётом результатов теоретических исследований предсказана и подтверждена опытной проверкой возможность сепарации углеводородных частиц на подвижных коалесцирующих дисках.

11. Разработаны впервые конструкции сепараторов с подвижными коалесцирующими дисками (НЖЛ).

12. Рассмотрено действие сил на каплю масла, плавающую на водной поверхности, и получены аналитические зависимости, связывающие размеры капли с физико-химическими характеристиками «масла» и воды. Выяснены причины низкой эффективности процесса декантации масляного слоя и разработаны рекомендации по использованию сепараторов с подвижными дисками для селективного разделения водного и углеводородного слоев. Приведены примеры новых конструкторских и композиционных решений.

13. Разработаны методики инженерных расчётов сепарационного и микрофильтрационного оборудования.

14. Сспарационное и микрофильтрационное оборудование, разработанное с учётом результатов проведённых исследований, уже нашло промышленное применение в составе сепарационных и промывочных комплексов. Большая часть этого оборудования и комплексов производится серийно и реализуется как в России, так и в странах ближнего зарубежья.

15. Внедрения промывочных станций с сепараторами описанных выше конструкций позволили не только значительно снизить затраты на подготовку цистерн, но и нолностыо прекратить сброс нефтесодержащих вод на 50-ти ж/д объектах России, Казахстана и Украины.

16. Обоснована теоретически и подтверждена опытной проверкой в промышленных условиях возможность интенсивного и полного обезвоживания не только светлых, но и высоковязких нефтепродуктов. Для обезвоживания светлых нефтепродуктов пригодны известные комплексы, включающие отгонные аппараты, теплообменники, сборники и отстойники. Для обезвоживания высоковязких нефтепродуктов необходимы также автоклавы, перегреватели и отгонные плёночные

аппараты с подвижными дисками. Обезвоживание термолабильных продуктов целесообразно вести под вакуумом с использованием специальных азеотропобразующих уводителей, например, низкомолекулярных парафинов.

17. Создание станций обезвоживания нефтепродуктов (СОНеф) на предприятиях нефтетранспорта, где в процессе отмывки непрерывно образуются обводнённые нефтеотходы, позволит полностью прекратить загрязнение окружающей среды (включая атмосферу), в сотни раз сократить потребление воды на промывку и получить дополнительный источник безводного углеводородного топлива. Прибыль от использования СОНеф только иа предприятиях ОАО РЖД составит ~ 2 млд. руб в год.

18. Приведённые результаты научных исследований могут быть использованы при создании средств утилизации нефтяных загрязнений водной среды, а также других примесей, образующих с водой неоднородные смеси.

Основные публикации, отражающие содержание диссертации.

Публикации в журналах, рекомендованных ВАК:

1. Евдокимов A.A. Очистка нефтеналивного и нефтетранспортного оборудования. Проблемы и решения. // Экология и промышленность России. №2, 2010, с. 7-9.

2. Евдокимов A.A. Краткий анализ методов и средств обезвоживания вязких нефтепродуктов. // Экология и промышленность России. № 3, 2010, с. 20-23.

3. Иоффе О.Б., Евдокимов A.A. Результаты испытаний пилотной установки обезвоживания вязких нефтепродуктов. // Экология и промышленность России. № 2, 2010, с. 22-25.

4. Евдокимов A.A. Установка для очистки льяльных вод методом микрофильтрации. - Л // Судостроение, N 4, 1990, с. 18-20.

5. Евдокимов А.А, Маленко Ю.И, Смирнов Н.И Изучение равновесия жидкость-жидкость-пар в системе ацетон-акрилонитрил-вода. // ЖФХ, изд. АН СССР, N8,1974,с.2415-2418.

6. Маленко Ю.И, Евдокимов А.А, Смирнов Н.И. Вопросы построения диаграмм ЧТТ-концентрация в трехкомпонентных системах. // ЖГ1Х, изд. АН СССР, N 8, 1970, с. 1728- 1731.

7. Маленко Ю.И, Евдокимов А.А, Смирнов Н.И. Диаграммы ЧТТ-концентрация в трехкомпонентных азеотропных системах. // ЖПХ, изд. АН СССР, N 10, 1971, с 2235-2241.

8. Маленко Ю.И, Евдокимов А.А, Смирнов Н.И. Структура трехкомпонентных диаграмм ЧТТ - концентрация. // ЖПХ, изд. АН СССР, N 1, 1972, с. 217-222.

9. Маленко Ю.И, Евдокимов А.А, Смирнов Н.И. Диаграммы ЧТТ-концентрация трехкомпонентных азеотропных систем при конечных значениях флегмового числа. //ЖПХ, изд. АН СССР, N 9, 1972, с. 2093 - 2096.

10. Маленко Ю.И, Евдокимов А.А, Смирнов Н.И. Классификация трехкомпонентных диаграмм ЧТТ-концентрация. // ЖПХ, изд. АН СССР, N1, 1973, с. 96-100.

11. Евдокимов А. А. Об использовании эффекта Пуазейля для обработки водно-жировых эмульсий. //МЖП, N 1-2, 1995, с. 42-48.

12. Евдокимов A.A. О микрофильтрации. //МЖП, N 3-4, 1995, с.43-53.

13. Евдокимов А. А. О коалесценции. // МЖП, N 5-6, 1995, с. 39-46.

14. Евдокимов A.A., Кабанюк А. Е. О разделении слоев в отстойнике. // МЖП, N 1-2, 1996, с. 29-31.

15. Евдокимов А.А, Кабанюк А.Е. Обсуждение результатов экспериментальных исследований эффекта Пуазейля. // МЖП, N 3-4, 1996, с. 44-47

16. Евдокимов А. А, Кабанюк А. Е. Краткий обзор проблем водоочистки в пищевой промышленности.// МЖП, N 3-4, 1996, с. 40-43.

П.Степанов К.А, Евдокимов А.А, Богатых С.А, Мачигин B.C. Очистка сточных вод микрофильтрацией. // МЖП, 1984, с. 28-30.

Монографии:

18. Евдокимов A.A. Защита водоёмов от нефтяных загрязнений. Бессточная нефтеводоочистка. Монография. - СПб: СПбГУНТиПТ, 2003, 136 с.

Изобретения:

19. Европейский патент № 01272334.5 по заявке РСТ N 01274223.5-2108-RU0100468. 01.12.03. Method of hydrocarbon impurities removal from surfaces. Evdokimov AA, Zuravlev AV, Novoseltsev DV, Smoljanov VM.

20. Патент РФ № 2327504, БИ 18, 2008 г. Станция обезвоживания нефтепродуктов. Евдокимов А.А, Иоффе О.Б, Матвеев В.И.

21. Патент РФ № 2315803, БИ 3, 2008. Способ обезвоживания нефтепродуктов. Евдокимов A.A.

22. Патент РФ № 2300408, БИ 16, 2007. Отгонный пленочный аппарат. Евдокимов A.A.

23. Патент РФ № 2262396, БИ 29, 2005. Способ очистки поверхности от углеводородных загрязнений. Евдокимов А.А, Евдокимов В.А, Евдокимов Е.А.

24. Патент РФ № 2243168, БИ 36, 2004. Установка для очистки нефтесодержащих вод. Евдокимов A.A.

25. Патент РФ № 2237586, БИ 35, 2004. Способ подготовки нефтеналивных цистерн и устройство для его реализации. Евдокимов

A.A., Смолянов В.М., Журавлёв A.B., Новосельцев Д.В., Груздев С.Г.

26. Патент РФ № 2221084, БИ 10, 2004. Способ очистки замасленной окалины и устройство для его реализации. Евдокимов A.A., Смолянов

B.М., Журавлёв A.B. и др.

27. Патент РФ № 2219304, БИ 10, 2004. Способ очистки материала основы дорожного покрытия от нефти и нефтепродуктов и устройство для его реализации. Евдокимов A.A., Смолянов В.М., Журавлёв A.B., Новосельцев Д.В.

28. Патент РФ № 2217552, БИ 33, 2003. Устройство для сбора жидких плавающих загрязнений. Евдокимов А.А, Евдокимова В.В, Смолянов В.М.

29. Патент РФ № 2205797, БИ 16, 2003. Установка для очистки нефтесодержащих сточных вод. Евдокимов А.А, Евдокимова В.В, Смолянов В.М и др.

30. Патент РФ № 2205709, БИ 16, 2003. Способ подготовки газовых цистерн к ремонту и/или техническому освидетельствованию. Евдокимов A.A., Смолянов В.М., Журавлёв A.B., Новосельцев Д.В.

31. Патент РФ № 2200637, БИ 8, 2003. Способ очистки поверхности от углеводородных загрязнений. Евдокимов A.A., Журавлёв A.B., Новосельцев Д.В., Смолянов В.М.

32. Патент РФ № 2013113, БИ 10,1994. Блочный микрофильтр. Евдокимов A.A., Богатых С.А., Белявский В.И., Денисенко A.C.

33. Патент РФ № 2017891, БИ 15, 1994. Нефтеловитель. Евдокимов A.A., Евдокимова В.В., Бутько Е.П.

34. Патент РФ № 2027494, БИ 3, 1995. Трубчатый микрофильтр. Евдокимов А.А, Степанов К.А, Сорочева В.И.

35. Патент РФ № 2027495, БИ 3, 1995. Трубчатый микрофильтр. Евдокимов А.А, Степанов К.А, Филатова В.Н.

36. Патент РФ № 2031689, БИ 9, 1995. Установка для очистки бснзинсодержахцих вод. Евдокимов A.A.

37. Патент РФ № 2032443, БИ 10, 1995. Устройство для очистки жиро-содержащих вод камбуза. Евдокимов А.А, Степанов К.А, Яценко В.Н, Меньчуков И.В.

38. Патент РФ № 2032454, БИ 10, 1995. Пластинчатый аппарат частичной фильтрации. Евдокимов А.А, Степанов К.А, Белявский В.И и др.

39. Патент РФ № 2035353, БИ 14,1995. Способ обработки судовых нефтесодержащих вод и устройство для его осуществления. Евдокимов А.А, Евдокимова В.В.

40. Патент РФ № 2042372, БИ 24, 1995. Установка для осушки топлива и масел. Евдокимов A.A.

41. АС СССР № 944607, БИ 27, 1982. Сепаратор эмульсии. Евдокимов А.А, Степанов К.А, Данилюк A.A.

42. АС СССР № 1001961 БИ 9, 1983. Сепаратор эмульсии. Евдокимов А.А, Альтман М.А.

43. АС СССР № 1041126, БИ 34, 1983. Способ разделения сегрегированных смесей. Евдокимов А.А, Степанов К.А.

44. АС СССР № 1149996, БИ 14, 1985. Сепаратор эмульсий. Евдокимов А.А, Фельдман Д.Я, Денисенко А.С, Боровик А.С.

45. АС СССР № 1162523, БИ 23, 1985. Приспособление для выполнения гофров. Евдокимов А.А, Пономарев В.В.

46. АС СССР № 1301438, БИ 13, 1987. Способ разделения сегрегированных смесей. Евдокимов А.А, Степанов К.А, Недлин Г.Я, Богатых С.А.

47. АС СССР № 1360764, БИ 47, 1987. Коалесцирующий сепаратор нефте-водяных эмульсий. Евдокимов А.А, Белявский В.И, Денисенко А.С.

48. АС СССР № 1404089, БИ 23, 1988. Установка для разделения эмульсий типа масло в воде. Евдокимов А.А, Степанов К.А, Белявский В.И, Денисенко А.С.

49. АС СССР № 1487926, БИ 23, 1989. Коалесцирующий фильтр. Евдокимов А.А, Степанов К.А, Мачигин В.С и Щербакова Л.Н.

50. АС СССР № 1510860, БИ 36, 1989. Коалесцирующий сепаратор нефте-водяных эмульсий. Евдокимов А.А, Евдокимова В.В, Денисенко А.С.

51. АС СССР № 1563730, БИ 18, 1990. Установка для разделения эмульсий масло в воде. Евдокимов А.А, Рубин В.Б, Белявский В.В, Асланов Н.Г.

52. АС СССР № 1563743, БИ 18, 1990. Фильтрэлемент микрофильтра для жидких сегрегированных смесей. Евдокимов А.А, Степанов К.А, Филатова В.Н.

53. АС СССР № 1581341, БИ 28, 1980. Установка для разделения смеси типа «масло в воде». Евдокимов А.А, Асланов Н.Г, Леонтьев А.М.

54. АС СССР № 1620114, БИ 2, 1991. Устройство для разделения суспензий. Евдокимов А.А, Асланов Н.Г, Степанов К.А.

55. АС СССР № 1674894, БИ 33, 1991. Устройство для накопления и разделения нефтесодержащих вод. Евдокимов А.А, Асланов Н.Г, Степанов К.А и др.

Тезисы докладов и статьи:

56. Evdokimov A. A. How to protect the hydrosphère against oil pollution. Summary of the USSR présentation. Second Soviet-American symposium on marine environmental protection, port development and trade. Seattle,-Washington, 8 Sept. 1991, p. 36-37.

57. Evdokimov A. A. The water of Neva River has a smell of oil products. St-Petersburg,//ECO-CHRONICLE, June-July 1993, p. 29-31

58. Евдокимов А.А. Исследование процессов микрофильтрации эмульсий. В сборнике «Вестник масложировой промышленности», № 2, 2009 г, с. 18-23.

59. Евдокимов Л.Л. Исследование процессов тонкослойной сепарации. В сборнике «Вестник масложировой промышленности», № 2, 2009 г, с. 24-26.

60. Евдокимов А.А, Богданов А.Ф, Смолянов В.М Высокоэффективная технология очистки котлов железнодорожных цистерн. Сб. Повышение надёжности и совершенствование методов ремонта подвижного состава - СПб: ПГУПС, 2002, с. 154 - 177.

61. Евдокимов A.A. Станция для регенерации обводнённых нефтепродуктов. Тезисы доклада на 11-м Межд. семинаре-ярмарке «Русские технологии для индустрии» 20-23 ноября 2007 г. Сборник проектов. Федеральное Агентство по науке и инновациям. Российский фонд фундаментальных исследований. ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН -СПб: Изд. ООО «Центр поддержки инноваций», - 2007 г, с. 41.

62. Евдокимов A.A. Отечественное оборудование для ликвидации нефтяных разливов. Тез. докладов на 2-й Международная Конференция «Экология и развитие Северо-запада России». Институт экологии и охраны труда РАН. СПб-Кронштадт, 1997, с 18-21.

63. Евдокимов A.A. Как защитить водоемы от загрязнений нефтепродуктами. Сб. докладов на 1 Межд. Конференции: Экология и развитие Северо-западного региона РФ 4-6 окт. 1995 г. - СПб: Изд. Института Экологии и Охраны Труда РАН, 1995, с. 105-109

64. Евдокимов А.А, Богатых С.А, Степанов К.А Новый принцип разделения эмульсий. //Вопросы судостроения. Серия: промышленная энергетика, охрана окружающей среды и энергоснабжение судов.— JT: Изд. ЦНИИ Румб, N 12, 1983, с. 36-42.

65. Евдокимов А.А, Степанов К.А. Методика расчета эффективности сепарации жировых эмульсий. Тезисы докладов па ВНТК Повышение эффективности процессов и оборудования холодильной и криогенной техники.- Л: Изд. ЛТИ им. Ленсовета. 1981, с. 180 -181.

66. Евдокимов А.А, Степанов К.А, Кубряков С.А. Испытание опытной установки нефтеводяной сепарации с тонкой очисткой на микрофильтре. Тезисы докл. на ВНТК Проблемы охраны окружающей среды и рекуперации вторичных ресурсов на предприятиях отрасли и при эксплуатации судов - Л: изд. Судостроение. 1982, с. 136-137.

67. Евдокимов А.А, Степанов К.А. Перспективный метод очистки судовых нефтесодержащих вод. Сб. Вопросы предотвращения загрязнения моря и атмосферы с судов. Вып. 356 НТО им. А.Н. Крылова - J1: Изд. Судостроение, 1981, с. 29-35.

68. Евдокимов А.А, Белявский В.И, Денисенко A.C. Опыт разработки и испытаний микрофильтрационной сепарационной установки Тез. докл. на ВНТК: Вопросы обеспечения охраны окружающей среды при эксплуатации судов и рекуперации вторичных ресурсов на предприятиях отрасли. - Л: Судостроение, 1986, с. 51-53.

69. Евдокимов Л.А, Степанов К.А. Результаты испытаний микрофильтров. Тезисы докл. на ВНТК: Вопросы обеспечения охраны окружающей среды при эксплуатации судов и рекуперации вторичных ресурсов на предприятиях отрасли -JI: Судостроение, 1986, с. 54 - 55.

70. Климкин Е.Н, Евдокимов А.А, Степанов К.А. Применение ультрафильтрации для очистки замасленных стоков на предприятиях масложировой промышленности. Тезисы докладов на ВНТК: Интенсификация производства с применением искусственного холода - Л: ЛТИ им. Ленсовета, 1986.

71. Степанов К.А, Евдокимов A.A. Очистка стоков кондитерского цеха хлебозавода. Сб. Интенсификация процессов и оборудования пищевых производств. - Л: ЛТИ им. Ленсовета, 1983, с. 25-32.

Подписано к печати 10.0.3 Л), формат 60x80 1/16. Бумага писчая.

Печать офсетная. Печ. л. 2.0. Тираж 100. экз. Заказ №56-СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9 ИИК СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9