专利名称：一种含油污泥热解残渣中碳分离回收的方法
技术领域：
本发明涉及采油废水与油泥污染处理技术领域，特别涉及一种含油污泥热解残渣 中碳分离回收的方法。
背景技术：
含油污泥热化学处理和资源化新方法探索，代表着固体废物处理领域的先进方向 和发展趋势。含油污泥热解残渣为油田含油污泥通过高温热解法处理后产生的废物残渣， 通常称为热解残渣，是本发明称的热解残渣。热解残渣中碳含量达40%左右，有较高的分离 回收价值。与含油污泥的热解是针对其中的有机成分相比，热解残渣的资源化利用主要是 针对其中以焦炭和灰渣的形式残留下来的无机成分，这些残渣若处理不当，就会造成二次 污染。本技术以含油污泥热解残渣为对象，按照“无害化、减量化、资源化”的原则，针对热 解残渣的自身特性，从资源利用模式上进行新的探索，研究含油污泥热解残渣中碳的分离 回收技术，同时通过对回收的残碳与商品炭黑、渗碳剂、活性碳的结构与特性对比研究，探 索回收碳在冶金工业、二硫化碳生产、炭砖生产、轮胎、橡胶、油墨生产中作为添加剂以及作 为吸附剂、脱色剂、催化剂载体等方面应用的可能性，为其产业化应用和污染控制技术提供 必要的理论基础和可靠的科学依据。含油污泥热解残渣中碳分离回收技术研究，符合国家 提出的建设资源节约型、环境友好型社会的理念，具有重要的环境效益、经济效益、社会效 益和一定的学术意义。目前，由于热解技术并未广泛使用，所以国内外对于含油污泥热解残渣资源化利 用的研究也相对较少，主要还侧重于热解过程研究和热解中产生的气、固、液产物的分析 上，而对于固体残渣，只提及有得到炭黑一类产品的可能性。中国专利公开号101113067A， 公开了一种含油污泥的资源化处理方法将含油污泥送入密闭的干馏裂解炉内进行热解处 理，热解处理在200 600°C条件下反应1 5小时，回收油、气、水；在含有无机铝盐或铁 盐絮凝药剂的污泥的热解残渣中按铝盐或铁盐的化学当量的11 5加入硫酸或盐酸进 行酸溶处理，产品回用到污水处理系统作絮凝药剂，或回用作污泥浓缩药剂；以粘土矿物为 主的热解残渣直接用作废水与油品脱色吸附材料或用作润滑油补充精制的吸附剂；该方法 在油田集输处理系统中实施，实现集输处理过程污泥“零排放”。从检索的国内外相关资料 来看，未见报道含油污泥热解残渣中碳分离回收的药剂配方及残渣中碳回收的工艺方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种含油污泥热解残渣中碳分离回收的方法，将含油污泥 热解残渣中碳分离回收，碳纯度达95%以上。通过物理化学方法，去除热解残渣中除碳以外 的其他物质。本发明采用的技术方案是含油污泥热解残渣中碳分离回收方法使用的装置，使 用的装置是由搅拌机、活化反应炉、螺旋输送机、反应罐、加药罐、蒸气管道、过滤板、贮碳 槽、离心机、干燥机、球磨机和废液储存池组成。搅拌机出口与活化反应炉入口连接，活化反应炉出口安装有螺旋输送机；螺旋输送机的出口连接回收桶的进料口，通过螺旋输送机将 活化后残渣输送到回收桶中。回收桶与补水系统连接，回收桶下部出料口有管线与第一反应罐上部进料口连 接，利用液位差并通过补水系统的进水将回收桶内残渣冲入反应桶中。在回收桶和第一反 应罐之间的管线上通过三通和管线连接加药罐A的出口。第一反应罐下部连接有蒸气管 道，能为第一反应罐内提供过热蒸汽。第一反应罐内底部有过滤废液的过滤板A ；第一反应 罐下部出口管线上装有阀门和泵，泵的出口通过管线与废液储存池进口连接，废液储存池 出液口连接有泵和管线，管线与补水系统、加药罐A和加药罐B的进液口联通。在第一反应 罐中下部有出料口，出料口有管线连接第二反应罐的入料口 ；在第一反应罐与第二反应罐 之间的管线上通过三通和管线连接加药罐B的出口。第二反应罐下部也连接蒸气管道，第 二反应罐内底部有过滤废液的过滤板B;第二反应罐下部出口管线上装有阀门和泵，泵的 出口通过管线与废液储存池进口连接，废液储存池出液口连接有泵和管线，管线与补水系 统、加药罐A和加药罐B的进液口联通。在第二反应罐中下部有出料口，出料口有管线连接 贮碳槽的入口，能使物料从第二反应罐被水冲入贮碳槽中。在贮碳槽中装有搅拌器，贮碳槽 下部出口管线与离心机进口管线连接。离心机的出水口连接有泵和管线，管线与补水系统、 加药罐A和加药罐B的进液口联通。离心机脱出的液体能返回补水系统或加药罐A或加药 罐循环使用。离心机的出料口与回转干燥机进料口连接，湿碳从离心机进入回转干燥机。回 转干燥机的出料口与干式球磨机进料口连接。含油污泥热解残渣中碳分离回收的方法A、热解残渣和活化剂同时加入搅拌机搅拌均勻，热解残渣与活化剂的质量比为 1 2 1 4;活化剂是氯化物溶液和硫化物溶液的混合液，其中氯化物含有铵、钠、铁、 铝、锌、硼、镁、锰或钙中的一种阳离子，优选氯化锌；硫化物含有钠或钾中的一种阳离子，优 选硫化钾，氯化物溶液与硫化物溶液的体积比为1 0.3 1 0.45，氯化物溶液与硫化物 溶液的浓度均为3mol/L。B、然后将热解残渣和活化剂送入活化反应炉进行活化处理，升温速度5 10°C / min，活化处理的温度在400 900°C，活化处理的时间为1 4小时，在活化反应炉内形成
活化后热解残渣。C、将活化后热解残渣通过螺旋输送机输送入回收桶中，利用回收桶与第一反应罐 的高度差，并利用补水系统的水将活化后热解残渣冲入第一反应罐中。D、同时利用第一加药罐往第一反应罐内加入试液A，活化后热解残渣与试液A质 量比为1 2 1 15 ；试液A是硫酸溶液、盐酸溶液、磷酸溶液和氢氟酸溶液中一种或两 种的混合物，浓度为1 8mol/L。Ε、通过蒸气管道往第一反应罐内通入120°C蒸汽20 60分钟；开启第一反应罐 底部过滤板A放出第一反应罐内的废液，用水漂洗残渣3 8次，用泵将废液和漂洗废水打 入废液储存池储存，储存池上清液返回补水系统或第一加药罐或第二加药罐再使用。F、将第一反应罐内经试液A处理工序后热解残渣用水冲入第二反应罐内；同时利 用第二加药罐向第二反应罐内加入试液B，经试液A处理工序后热解残渣与试液B的质量比 为1 3 1 12;试液B为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种，试液B重量百分比浓 度为 15%;通入120°C蒸汽20 40分钟；开启第二反应罐底部过滤板B放出第二反应罐内的废液，用水漂洗残渣3 8次至溶液呈中性，用泵将废液和漂洗废水打入废液储存 池储存，储存池上清液返回补水系统或第一加药罐或第二加药罐再使用。G、将第二反应罐内经试液B处理工序后热解残渣从第二反应罐冲入贮碳槽中；然 后开动贮碳槽内的搅拌器，使漂洗碳与水混合。H、将漂洗碳和水通过贮碳槽底部阀门进入离心机进行脱水，液体通过泵返回补水 系统或第一加药罐或第二加药罐循环使用。脱水后的湿碳输送入回转干燥机进行干燥处 理。干燥后的碳送入干式球磨机粉碎到120 200目。含油污泥热解残渣中碳分离回收的方法，是通过一系列物理和化学方法，去除热 解残渣中除碳以外的其他物质，经处理后的残渣中碳纯度达到95%以上，取得了很好的回 收碳的效果。本技术回收的碳通过电镜扫描、能谱分析及碘吸附值测定，在微观结构和特性 上与商品碳黑、活性碳有许多相似之处，回收的碳能作为碳砖、轮胎、橡胶、油墨、电极生产 中的添加剂使用，也有将其开发作为吸附剂、脱色剂、催化剂载体等方面应用的可行性。为 后续资源化利用创造条件。本发明的有益效果本发明含油污泥热解残渣中碳分离回收的方法，1.分离回收效果好将自主开发的回收药剂配方按一定顺序加入热解残渣中，经 “活化剂活化、热解活化、精洗、分离和干燥”工艺处理后，回收的碳纯度达95%以上，在微观 结构和特性上接近商品级炭黑、活性碳。2.占地小含油污泥热解残渣中碳分离回收装置占地面积较小，在石油企业油气 田环境保护中适用性强。3.结构简单，操作方便本发明工艺装置结构简单，加工安装方便，操作可实现自 动化。4.经济可行本发明具有无二次污染，能回收碳资源，能耗低，运行成本低等特 点，在实现含油污泥热解残渣无害化处理的同时，也为热解残渣中碳的进一步资源化利用 打下了很好的基础。5.回收得到的碳经过电镜扫描、能谱分析及碘吸附值测定，在微观结构和特性上 与商品炭黑、活性碳有许多相似之处，回收的碳能作为炭砖、轮胎、橡胶、油墨、电极生产中 的添加剂使用，也有将其开发作为吸附剂、脱色剂、催化剂载体等方面应用的可行性。为后 续资源化利用创造了条件。
图1是本发明含油污泥热解残渣中碳分离回收装置结构示意图。图中，1.搅拌机，2.活化反应炉，3.螺旋输送机，4.补水系统，5.回收桶，6.第一 反应罐，7.第二反应罐，8.过滤板A，9.过滤板B，10.贮炭槽，11.搅拌器，12.离心机，13.干 燥机，14.干式球磨机，15.加药罐A，16.加药罐B，17.阀门，18.泵，19.蒸汽管道，20.废液 储存池。
具体实施例方式以一台处理能力30m3/d的含油污泥热解残渣中碳分离回收的装置为例，对本发明 作进一步详细说明。
参阅图1。含油污泥热解残渣中碳分离回收方法使用的装置，使用的装置是由搅拌 机1、活化反应炉2、螺旋输送机3、反应罐、加药罐、蒸气管道19、过滤板、贮碳槽10、离心机 12、干燥机13、球磨机14和废液储存池20组成。搅拌机1 干粉砂浆搅拌机，型号TDG-201，功率7. 7kw ；活化反应炉2 回转式，内径2m，电机功率2. 2kw ；螺旋输送机3 直径260mm，长度为6m ；回收桶5 有效容积20m3 ；第一反应罐6和第二反应罐7的有效容积为60m3，两个反应罐内的过滤板具有开 启、关闭功能，能有控制地过滤。加药罐A15和加药罐B16 有效容积IOOm3 ；贮碳槽10 有效容积20m3 ；搅拌器11 :XRD系列，XR-Y翼型轴流桨叶；离心机12 卧式螺旋卸料过滤离心机LW350 X 2000mm，转速2100 2500r/min，电 机功率15kw ；干燥机13 回转圆筒干燥机内径1500mm，长度12000mm，处理量3t/h，驱动功率 7. 5kw ；干式球磨机14 型号内径1830mm，长度为3000mm，进料量4 10t/h，电机功率 180kw ；泵18 型号为 MDH-425 流量 24m3/h，扬程 25. 5m,功率 3. 7kw。废液储存池20 有效容积300m3 ；搅拌机1出口与活化反应炉2入口连接，活化反应炉2出口安装有螺旋输送机3。 螺旋输送机3的出口连接回收桶5的进料口。回收桶5与补水系统4(又称给水系统、供 水系统)连接，补水系统4采用一个水罐下部连接阀门和水管。回收桶5下部出料口有管 线与第一反应罐6上部进料口连接。在回收桶5和第一反应罐6之间的管线上通过三通和 管线连接加药罐A15的出口。第一反应罐6下部连接有蒸气管道19。第一反应罐6内底部 有过滤废液的过滤板A8 ；第一反应罐6下部出口管线上装有阀门17和泵18，泵18的出口 通过管线与废液储存池20进口连接，废液储存池出液口连接有泵和管线，管线与补水系统 4、加药罐A15和加药罐B16的进液口联通。在第一反应罐6外壁中下部有出料口，出料口 的位置在过滤板A8的上部5毫米处。第一反应罐6的出料口有管线连接第二反应罐7的 入料口 ；在第一反应罐6与第二反应罐7之间的管线上通过三通和管线连接加药罐B16的 出口。第二反应罐7下部也连接蒸气管道19，第二反应罐7内底部有过滤废液的过滤板 B9 ；第二反应罐7下部出口管线上装有阀门和泵，泵的出口通过管线与废液储存池20进口 连接，废液储存池出液口连接有泵和管线，管线与补水系统4、加药罐A15和加药罐B16的进 液口联通。在第二反应罐7中下部有出料口，出料口有管线连接贮碳槽10的入口。在贮碳 槽10中装有搅拌器11，贮碳槽10下部出口管线与离心机12进口管线连接。离心机12的 出水口连接有泵和管线，管线与补水系统4、加药罐A15和加药罐B16的进液口联通。离心 机12的出料口与回转干燥机13进料口连接。回转干燥机13的出料口与干式球磨机14进 料口连接。
以五次应用含油污泥热解残渣中碳分离回收的方法制备碳为例，对本方法进行详 细说明。参阅图1。回收方法的实施例1 A、取热解残渣60kg和活化剂180kg同时加入搅拌机1搅拌均勻，热解残渣与活化 剂的质量比为1 3;活化剂是氯化锌溶液与硫化钾溶液的混合溶液，氯化锌溶液与硫化钾 溶液的复配体积比为1 0.35，氯化锌溶液与硫化钾溶液浓度均为3mol/L。B、然后将热解残渣和活化剂送入活化反应炉2进行活化处理，升温速度10°C / min ；活化处理的温度为800°C ；活化处理的时间为2小时。在活化反应炉2内形成活化后 热解残渣。C、将活化后热解残渣通过螺旋输送机3输送入回收桶5中，利用回收桶5与第一 反应罐6的高度差，并利用补水系统4的水将活化后热解残渣冲入第一反应罐6中。D、在冲入的同时利用第一加药罐15往第一反应罐6内加入盐酸溶液900kg，活化 后热解残渣与盐酸溶液质量比1 15。盐酸溶液浓度为5mol/L。Ε、通过蒸气管道19往第一反应罐6内通入120°C蒸汽60分钟；开启第一反应罐 6底部过滤板A8放出第一反应罐6内的废液，用水漂洗残渣7次，用泵18将废液打入废液 储存池20储存，储存池上清液返回补水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16再使用。F、将第一反应罐6内经试液A处理工序后热解残渣用水冲入第二反应罐7内；同 时利用第二加药罐16向第二反应罐7内加入试液B90kg，经试液A处理工序后热解残渣与 试液B的质量比为1 3;试液B是氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液重量百分比浓度为10%; 通入120°C蒸汽40分钟，开启第二反应罐7底部过滤板B9放出第二反应罐7内的废液，用 水漂洗残渣6次至溶液呈中性，用泵将废液打入废液储存池20储存，储存池上清液返回补 水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16再使用。G、将第二反应罐7内经试液B处理工序后热解残渣从第二反应罐7冲入贮碳槽10 中；然后开动贮碳槽10内的搅拌器11，使漂洗碳与水混合。H、将漂洗碳和水通过贮碳槽10底部阀门进入离心机12进行脱水，液体通过泵返 回补水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16循环使用。脱水后的湿碳输送入回转干燥 机13进行干燥处理。干燥后的碳送入干式球磨机14粉碎到160目，得到回收碳24. 7kg，碳 纯度达96. 7%0回收方法的实施例2 A、取热解残渣30kg和活化剂60kg同时加入搅拌机1搅拌均勻，热解残渣与活化 剂的质量比为1 2;活化剂是氯化锌溶液与硫化钠溶液的混合溶液，氯化锌溶液与硫化钠 溶液的复配体积比为1 0.3，氯化锌溶液与硫化钠溶液浓度均为3mol/L。B、然后将热解残渣和活化剂送入活化反应炉2进行活化处理，升温速度10°C / min ；活化处理的温度为400°C ；活化处理的时间为3小时。在活化反应炉2内形成活化后 热解残渣。C、将活化后热解残渣通过螺旋输送机3输送入回收桶5中，利用回收桶5与第一 反应罐6的高度差，并利用补水系统4的水将活化后热解残渣冲入第一反应罐6中。D、在冲入的同时利用第一加药罐15往第一反应罐6内加入磷酸溶液180kg，活化 后热解残渣与磷酸溶液质量比1 6。磷酸溶液浓度为8mol/L。
E、通过蒸气管道19往第一反应罐6内通入120°C蒸汽40分钟；开启第一反应罐 6底部过滤板A8放出第一反应罐6内的废液，用水漂洗残渣8次，用泵18将废液打入废液 储存池20储存，储存池上清液返回补水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16再使用。F、将第一反应罐6内经试液A处理工序后热解残渣用水冲入第二反应罐7内；同 时利用第二加药罐16向第二反应罐7内加入试液B105kg，经试液A处理工序后热解残渣 与试液B的质量比为1 7;试液B是氢氧化钾溶液，氢氧化钾溶液重量百分比浓度为5%; 通入120°C蒸汽20分钟，开启第二反应罐7底部过滤板B9放出第二反应罐7内的废液，用 水漂洗残渣5次至溶液呈中性，用泵将废液打入废液储存池20储存，储存池上清液返回补 水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16再使用。G、将第二反应罐7内经试液B处理工序后热解残渣从第二反应罐7冲入贮碳槽10 中；然后开动贮碳槽10内的搅拌器11，使漂洗碳与水混合。H、将漂洗碳和水通过贮碳槽10底部阀门进入离心机12进行脱水，液体通过泵返 回补水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16循环使用。脱水后的湿碳输送入回转干燥 机13进行干燥处理。干燥后的碳送入干式球磨机14粉碎到160目，得到回收碳12. 8kg，碳 纯度达95. 7%0回收方法的实施例3:A、取热解残渣90kg和活化剂360kg同时加入搅拌机1搅拌均勻，热解残渣与活化 剂的质量比为1 4;活化剂是氯化锌溶液与硫化钾溶液的混合溶液，氯化锌溶液与硫化钾 溶液的复配体积比为1 0.4，氯化锌溶液与硫化钾溶液浓度均为3mol/L。B、然后将热解残渣和活化剂送入活化反应炉2进行活化处理，升温速度7。C /min ； 活化处理的温度为900°C ；活化处理的时间为4小时。在活化反应炉2内形成活化后热解 残渣。C、将活化后热解残渣通过螺旋输送机3输送入回收桶5中，利用回收桶5与第一 反应罐6的高度差，并利用补水系统4的水将活化后热解残渣冲入第一反应罐6中。D、在冲入的同时利用第一加药罐15往第一反应罐6内加入硫酸溶液630kg，活化 后热解残渣与硫酸溶液质量比1 7。硫酸溶液浓度为3mol/L。Ε、通过蒸气管道19往第一反应罐6内通入120°C蒸汽30分钟；开启第一反应罐 6底部过滤板A8放出第一反应罐6内的废液，用水漂洗残渣6次，用泵18将废液打入废液 储存池20储存，储存池上清液返回补水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16再使用。F、将第一反应罐6内经试液A处理工序后热解残渣用水冲入第二反应罐7内；同 时利用第二加药罐16向第二反应罐7内加入试液B270kg，经试液A处理工序后热解残渣 与试液B的质量比为1 6;试液B是氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液重量百分比浓度为2%; 通入120°C蒸汽40分钟，开启第二反应罐7底部过滤板B9放出第二反应罐7内的废液，用 水漂洗残渣4次至溶液呈中性，用泵将废液打入废液储存池20储存，储存池上清液返回补 水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16再使用。G、将第二反应罐7内经试液B处理工序后热解残渣从第二反应罐7冲入贮碳槽10 中；然后开动贮碳槽10内的搅拌器11，使漂洗碳与水混合。H、将漂洗碳和水通过贮碳槽10底部阀门进入离心机12进行脱水，液体通过泵返 回补水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16循环使用。脱水后的湿碳输送入回转干燥机13进行干燥处理。干燥后的碳送入干式球磨机14粉碎到140目，得到回收碳40. 1kg，碳 纯度达96. 1%0回收方法的实施例4 A、取热解残渣20kg和活化剂50kg同时加入搅拌机1搅拌均勻，热解残渣与活化 剂的质量比为1 2. 5;活化剂是氯化锌溶液与硫化钾溶液的混合溶液，氯化锌溶液与硫化 钾溶液的复配体积比为1 0.45，氯化锌溶液与硫化钾溶液浓度均为3mol/L。B、然后将热解残渣和活化剂送入活化反应炉2进行活化处理，升温速度5°C /min ； 活化处理的温度为900°C ；活化处理的时间为2小时。在活化反应炉2内形成活化后热解 残渣。C、将活化后热解残渣通过螺旋输送机3输送入回收桶5中，利用回收桶5与第一 反应罐6的高度差，并利用补水系统4的水将活化后热解残渣冲入第一反应罐6中。D、在冲入的同时利用第一加药罐15往第一反应罐6内加入盐酸与氢氟酸混合溶 液200kg，盐酸和氢氟酸混合溶液体积比15 1，活化后热解残渣与盐酸和氢氟酸混合溶液 质量比1 10。盐酸溶液浓度为7mol/L，氢氟酸溶液浓度为8mol/L。Ε、通过蒸气管道19往第一反应罐6内通入120°C蒸汽50分钟；开启第一反应罐 6底部过滤板A8放出第一反应罐6内的废液，用水漂洗残渣8次，用泵18将废液打入废液 储存池20储存，储存池上清液返回补水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16再使用。F、将第一反应罐6内经试液A处理工序后热解残渣用水冲入第二反应罐7内；同 时利用第二加药罐16向第二反应罐7内加入试液BlOOkg，经试液A处理工序后热解残渣与 试液B的质量比为1 10;试液B是氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液重量百分比浓度为3% ； 通入120°C蒸汽60分钟，开启第二反应罐7底部过滤板B9放出第二反应罐7内的废液，用 水漂洗残渣8次至溶液呈中性，用泵将废液打入废液储存池20储存，储存池上清液返回补 水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16再使用。G、将第二反应罐7内经试液B处理工序后热解残渣从第二反应罐7冲入贮碳槽10 中；然后开动贮碳槽10内的搅拌器11，使漂洗碳与水混合。H、将漂洗碳和水通过贮碳槽10底部阀门进入离心机12进行脱水，液体通过泵返 回补水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16循环使用。脱水后的湿碳输送入回转干燥 机13进行干燥处理。干燥后的碳送入干式球磨机14粉碎到200目，得到回收碳8. 2kg，碳 纯度达97. 6%。回收方法的实施例5 A、取热解残渣IOOkg和活化剂350kg同时加入搅拌机1搅拌均勻，热解残渣与活 化剂的质量比为1 3. 5;活化剂是氯化铵溶液与硫化钠溶液的混合溶液，氯化铵溶液与硫 化钠溶液的复配体积比为1 0.3，氯化铵溶液与硫化钠溶液浓度均为3mol/L。B、然后将热解残渣和活化剂送入活化反应炉2进行活化处理，升温速度10°C / min ；活化处理的温度为550°C ；活化处理的时间为3小时。在活化反应炉2内形成活化后 热解残渣。C、将活化后热解残渣通过螺旋输送机3输送入回收桶5中，利用回收桶5与第一 反应罐6的高度差，并利用补水系统4的水将活化后热解残渣冲入第一反应罐6中。D、在冲入的同时利用第一加药罐15往第一反应罐6内加入盐酸与氢氟酸混合溶液500kg，盐酸和氢氟酸混合水溶液体积比15 1，活化后热解残渣与盐酸和氢氟酸混合溶 液质量比1 5。盐酸溶液浓度为6mol/L，氢氟酸溶液浓度为5mol/L。Ε、通过蒸气管道19往第一反应罐6内通入120°C蒸汽50分钟；开启第一反应罐 6底部过滤板A8放出第一反应罐6内的废液，用水漂洗残渣6次，用泵18将废液打入废液 储存池20储存，储存池上清液返回补水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16再使用。F、将第一反应罐6内经试液A处理工序后热解残渣用水冲入第二反应罐7内；同 时利用第二加药罐16向第二反应罐7内加入试液B600kg，经试液A处理工序后热解残渣与 试液B的质量比为1 12;试液B是氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液重量百分比浓度为； 通入120°C蒸汽40分钟，开启第二反应罐7底部过滤板B9放出第二反应罐7内的废液，用 水漂洗残渣3次至溶液呈中性，用泵将废液打入废液储存池20储存，储存池上清液返回补 水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16再使用。G、将第二反应罐7内经试液B处理工序后热解残渣从第二反应罐7冲入贮碳槽10 中；然后开动贮碳槽10内的搅拌器11，使漂洗碳与水混合。H、将漂洗碳和水通过贮碳槽10底部阀门进入离心机12进行脱水，液体通过泵返 回补水系统4或第一加药罐15或第二加药罐16循环使用。脱水后的湿碳输送入回转干燥 机13进行干燥处理。干燥后的碳送入干式球磨机14粉碎到130目，得到回收碳37. 9kg，碳 纯度达95. 1%0
1权利要求
一种含油污泥热解残渣中碳分离回收的方法，其特征在于A、热解残渣和活化剂同时加入搅拌机(1)搅拌均匀，热解残渣与活化剂的质量比为1∶2～1∶4；活化剂是氯化物溶液和硫化物溶液的混合液，其中氯化物含有铵、钠、铁、铝、锌、硼、镁、锰或钙中的一种阳离子，优选氯化锌；硫化物含有钠或钾中的一种阳离子，优选硫化钾，氯化物溶液与硫化物溶液的体积比为1∶0.3～1∶0.45，氯化物溶液与硫化物溶液的浓度均为3mol/L；B、然后将热解残渣和活化剂送入活化反应炉(2)进行活化处理，升温速度5～10℃/min，活化处理的温度在400～900℃，活化处理的时间为1～4小时，在活化反应炉(2)内形成活化后热解残渣；C、将活化后热解残渣通过螺旋输送机(3)输送入回收桶(5)中，利用回收桶(5)与第一反应罐(6)的高度差，并利用补水系统(4)的水将活化后热解残渣冲入第一反应罐(6)中；D、同时利用第一加药罐(15)往第一反应罐(6)内加入试液A，活化后热解残渣与试液A质量比为1∶2～1∶15；试液A是硫酸溶液、盐酸溶液、磷酸溶液和氢氟酸溶液中一种或两种的混合物，浓度为1～8mol/L；E、通过蒸气管道(19)往第一反应罐(6)内通入120℃蒸汽20～60分钟；开启第一反应罐(6)底部过滤板A(8)放出第一反应罐(6)内的废液，用水漂洗残渣3～8次，用泵(18)将废液和漂洗废水打入废液储存池(20)储存，储存池上清液返回补水系统(4)或第一加药罐(15)或第二加药罐(16)再使用；F、将第一反应罐(6)内经试液A处理工序后热解残渣用水冲入第二反应罐(7)内；同时利用第二加药罐(16)向第二反应罐(7)内加入试液B，经试液A处理工序后热解残渣与试液B的质量比为1∶3～1∶12；试液B为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种，试液B重量百分比浓度为1％～15％；通入120℃蒸汽20～40分钟；开启第二反应罐(7)底部过滤板B(9)放出第二反应罐(7)内的废液，用水漂洗残渣3～8次至溶液呈中性，用泵将废液和漂洗废水打入废液储存池(20)储存，储存池上清液返回补水系统(4)或第一加药罐(15)或第二加药罐(16)再使用；G、将第二反应罐7内经试液B处理工序后热解残渣从第二反应罐(7)冲入贮碳槽(10)中；然后开动贮碳槽(10)内的搅拌器(11)，使漂洗碳与水混合；H、将漂洗碳和水通过贮碳槽(10)底部阀门进入离心机(12)进行脱水，液体通过泵返回补水系统(4)或第一加药罐(15)或第二加药罐(16)循环使用；脱水后的湿碳输送入回转干燥机(13)进行干燥处理，干燥后的碳送入干式球磨机(14)粉碎到120～200目。
2.根据权利要求1所述的含油污泥热解残渣中碳分离回收的方法，其特征是使用的 装置是由搅拌机(1)、活化反应炉(2)、螺旋输送机(3)、反应罐、加药罐、蒸气管道(19)、过 滤板、贮碳槽(10)、离心机(12)、干燥机(13)、球磨机(14)和废液储存池(20)组成，搅拌机 ⑴出口与活化反应炉⑵入口连接，活化反应炉⑵出口安装有螺旋输送机⑶；螺旋输 送机(3)的出口连接回收桶(5)的进料口 ；回收桶(5)与补水系统(4)连接，回收桶(5)下部出料口有管线与第一反应罐(6)上 部进料口连接，在回收桶(5)和第一反应罐(6)之间的管线上通过三通和管线连接加药罐 A(15)的出口 ；第一反应罐(6)下部连接有蒸气管道(19)，第一反应罐(6)内底部有过滤废液的过滤板A(8)；第一反应罐(6)下部出口管线上装有阀门(17)和泵(18)，泵(18)的出 口与废液储存池(20)之间有管线连接；在第一反应罐(6)中下部有出料口，出料口有管线 连接第二反应罐(7)的入料口 ；在第一反应罐(6)与第二反应罐(7)之间的管线上通过三 通和管线连接加药罐B(16)的出口 ；第二反应罐(7)下部也连接蒸气管道(19)，第二反应 罐(7)内底部有过滤废液的过滤板B(9)；第二反应罐(7)下部出口管线上装有阀门和泵， 第一反应罐(6)和第二反应罐(7)下部出口管线泵的出口通过管线与废液储存池(20)进 口连接，废液储存池出液口连接有泵和管线，管线与补水系统(4)、加药罐A(15)和加药罐 B(16)的进液口联通；在第二反应罐(7)中下部有出料口，出料口有管线连接贮碳槽(10) 的入口 ；在贮碳槽(10)中装有搅拌器(11)，贮碳槽(10)下部出口管线与离心机(12)进口 管线连接；离心机(12)的出水口连接有泵和管线，管线与补水系统(4)、加药罐A(15)和加 药罐B(16)的进液口联通；离心机(12)的出料口与回转干燥机(13)进料口连接；回转干燥 机(13)的出料口与干式球磨机(14)进料口连接。
全文摘要
含油污泥热解残渣中碳分离回收的方法，应用于采油废水与油泥污染处理技术领域。热解残渣和活化剂同时进入搅拌机搅拌均匀；然后进入活化反应炉活化处理1～4小时；利用补水系统将活化后残渣冲入第一反应罐中并加试液A；活化后热解残渣与试液A质量比为1∶2～1∶15；通蒸汽，水漂洗残渣3～8次；残渣冲入第二反应罐7内并加入试液B，经试液A处理工序后热解残渣与试液B质量比为1∶3～1∶12；通入蒸汽；残渣冲入贮碳槽，开动贮碳槽搅拌器，碳与水混合；开动离心机脱水；进入干式球磨机粉碎到120～200目。效果是分离回收效果好；占地面积小；操作方便；经济可行，无二次污染，能回收碳资源，能耗低，运行成本低。
文档编号C01B31/02GK101935031SQ20101021863
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者于凤萍, 任雯, 何银花, 刘晓辉, 刘鹏, 岳勇, 张明栋, 汤超, 王万福, 王蓉沙, 谢水祥, 邓皓 申请人:中国石油天然气集团公司;中国石油集团安全环保技术研究院