专利名称：油污泥的异密度循环流化床燃烧处理方法
技术领域：
本发明涉及一种油污泥的处理方法，尤其涉及一种采用异密度循环流化床燃烧方法对石油开采过程中所产生的油污泥进行资源化洁净利用，减少石油开采过程中所形成的油污泥对环境的污染。属于废弃物能源利用技术领域。
背景技术：
含油污泥是石油生产的“伴生品”，也是石油生产的主要污染源之一，主要由油井产出液中含有的大量泥沙在污水罐中沉积而成。油污泥是原油生产过程中的一种废弃物，其有两个来源，主要是原油开采过程中从地下采出的原油中含有水及泥沙等杂质，将其输送到联合站进行加工处理，固体废弃物与水被分离，被分离的固体废弃物中含有部分原油称为油污泥。另一部分是原油开采中的落地油。仅大庆、胜利、辽河三大油田每年产出的含油污泥就达200万立方米以上。在采油生产过程中产生的大量井场落地油泥和罐底油泥，既造成原油损失，又污染环境，每年需支付数额巨大的污染赔偿费，使油田开采成本增加，全国现有450多个油田，油污泥的产量很大。由于油污泥的处理成本很高，传统处理方法是将含油污泥进行固化处理，然后露天堆放、掩埋或用于道路建设。但这种办法不仅处理费用高，而且油污泥中含有硫等有害物质直接污染了土壤、地表水和地下水并占有土地，并没有根本解决环境污染问题。油污泥的成分非常复杂，油含量在10％～30％，水分含量10％～30％，泥土含量30％～60％。含油污泥处理是困扰石油开采业的难题之一。
申请号为03106566.X的中国发明专利公开了一种用溶剂萃取法从含油污泥中回收燃料油的方法，可将燃料油从含油污泥中回收，形成油、水、泥三相，但由于能量与溶剂的消耗使油污泥的处理成本较高。另有一种含油污泥处理方法(中国发明专利，申请号97118778.9)将经过预脱水的含油污泥通过减压蒸馏釜在一定的残压和蒸出温度的控制下，破坏含油污泥中油、水、泥渣所形成的稳定体系，蒸出污泥中全部的水和部分的油，使减压蒸馏后所剩下的油和泥渣可自然沉降分离，泥渣经洗涤其含油量可达到排放标准。该工艺相对复杂，能耗较高。若采用生物技术来处理油污泥除成本较高外，且易受外界因素的影响(油田含油污泥中烃类污染物的微生物降解，山东环境，2003年，第4期，45～46页)。油污泥在焚化炉的直接燃烧，也由于其含水量高，品质波动大而很难高效稳定燃烧，且燃烧过程中的硫氧化物很难处理。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种油污泥的异密度循环流化床燃烧处理方法，采用较低的运行成本对油污泥进行资源化洁净利用，将油污泥变废为宝，降低石油开采成本，解决环境污染问题。
为实现这样的目的，本发明采用石英砂与石灰石作为异密度流化床的媒体物料，实现油污泥的异密度循环流化床燃烧。具体步骤是首先制备由石英砂与石灰石混合构成的媒体物料，石英砂与石灰石的比率，是按油污泥中的硫含量来确定的，混合物料中的钙硫的摩尔比约为1～4。由石灰石与石英砂混合组成的媒体物料的颗粒粒度与级配为0.71mm～1mm的质量份额为5％～10％，1mm～2mm的质量份额为10％～20％，2mm～3mm的质量份额为50％～60％，3mm～4mm的质量份额为10％～20％，4mm～5mm的质量份额为5％～10％。然后通过媒体物料添加装置，将由石灰石与石英砂混合组成的媒体物料添加入循环流化床，静止料层的厚度为250mm～500mm。启动时用外热源将由石灰石与石英砂混合组成的媒体物料加热，然后调节送风量使媒体物料处于流化状态，将油污泥从燃烧室顶部或侧墙给入，进行循环流化燃烧，流化床运行温度控制在850～1000℃左右。
块状油污泥在流化燃烧过程中燃烧本身的爆裂与媒体物料的冲击与研磨形成细小颗粒与颗粒团被热烟气带入上部稀相区进行悬浮燃烧。在燃烧室出口设有分离回输燃尽装置，被热烟气带出的媒体物料和较大的油污泥颗粒团被分离器分离、捕捉，通过分离器下部设置的回输通道返回燃烧室下部密相区，既减少了媒体物料的损失，又实现了油污泥颗粒团的循环燃烧。同时分离器气流的扰动有助于可燃气体与氧气的进一步混合和燃尽，从而获得高的燃烧效率。此外，由于为低温燃烧过程(850～1000℃左右)，有效的控制了热力型NOx的形成和避免炉内结焦。由于媒体物料由石英砂与石灰石构成，石灰石在运行温度下煅烧生成CaO，生成的CaO与烟气中的SO2反应进一步生成CaSO4，抑制了SO2的排放。油污泥的异密度循环流化床燃烧所产生的热量，传给布置在流化床燃烧室内的受热面的工质，加热后的工质作为生产的热源或作为汽轮机的动力源产生动能进一步推动发电机发电。
本发明的突出优点是(1)利用石灰石与石英砂构成的媒体物料，辅之于低温燃烧技术实现了油污泥燃烧过程中直接脱硫、脱硫系统简单、成本低；(2)实现了油污泥的低温燃烧，抑制了热力型NOx的生成与排放；(3)为油污泥着火、燃烧、燃尽创造了有利条件，具有高的燃烧效率；(4)采用循环流化床燃烧方法，即减少了媒体物料的补充量又提高了燃烧效率；(5)油污泥的异密度循环流化床燃烧处理方法适应了油污泥含水量大，热值波动大的特点，可以稳定安全连续运行；(6)不需要对油污泥进行前期预处理，运行成本低。(7)实现了石油开采过程中产生的对环境有害的油污泥废弃物的资源化洁净利用。
本发明将石油开采过程中所产生的“伴生品”即废弃物油污泥进行资源化洁净利用，大幅度降低了石油开采成本和对环境的污染。本发明将油污泥变废为宝，既解决了环境污染问题，又节约了运输成本，减少了土地占有，获得了热能，为油污泥的高效、清洁、资源化利用开辟了一条新的途径，具有巨大的市场潜力与经济和社会效益。
具体实施例方式
实施例1(1)将石灰石与石英砂混合构成媒体物料，石灰石与石英砂的比例按油污泥的含硫量确定，确定媒体物料中钙硫的摩尔比约为2。
(2)媒体物料的颗粒粒度与级配为0.71mm～1mm的质量份额为5％，1mm～2mm的质量份额为15％，2mm～3mm的质量份额为60％，3mm～4mm的质量份额为15％，4mm～5mm的质量份额为5％。
(3)将媒体物料通过媒体物料补充装置送入燃烧室底部，料层厚度为500mm。
(4)在流化状态下，用外热源将媒体物料加热到850℃。
(5)用投料装置将油污泥从燃烧室的顶部或侧墙送入流化床，运行温度为850～1000。
(6)设置在燃烧室出口的分离回输燃尽装置，将热烟气带出的媒体物料和油污泥颗粒团分离、捕捉，通过分离器下部设置的回输通道返回燃烧室下部密相区，实现油污泥颗粒团的循环燃烧和减少媒体物料的损失，燃烧效率可达98％以上，固硫效率可达85％以上，热力型NOx的生成量趋于零。
实施例2(1)石灰石与石英砂混合组成的媒体物料的比例按油污泥的含硫量确定，确定媒体物料中的钙硫的摩尔比约为3。
(2)混合物料的颗粒粒度与级配为0.71mm～1mm的质量份额为8％，1mm～2mm的质量份额为14％，2mm～3mm的质量份额为55％，3mm～4mm的质量份额为15％，4mm～5mm的质量份额为8％。
(3)将媒体物料石英砂与石灰石的混合物通过媒体物料补充装置，送入燃烧室底部，料层厚度为400mm。
(4)在流化状态下，用外热源将媒体物料加热到800℃。
(5)用投料装置将油污泥从燃烧室的顶部或侧墙送入流化床，运行温度为850～1000。
(6)设置在燃烧室出口的分离回输燃尽装置，将热烟气带出的媒体物料和油污泥颗粒团分离、捕捉，通过分离器下部设置的回输通道返回燃烧室下部密相区，实现油污泥颗粒团的循环燃烧和减少媒体物料的损失，燃烧效率可达98％以上，固硫效率可达90％以上，热力型NOx的生成量趋于零。
实施例3(1)石灰石与石英砂混合组成的媒体物料的比例是按油污泥的含硫量确定的，确定媒体物料中的钙硫的摩尔比约为4。
(2)混合物料的颗粒粒度与级配为0.71mm～1mm的质量份额为10％，1mm～2mm的质量份额为16％，2mm～3mm的质量份额为50％，3mm～4mm的质量份额为14％，4mm～5mm的质量份额为10％。
(3)将媒体物料石英砂与石灰石的混合物通过媒体物料补充装置，送入燃烧室底部，料层厚度为250mm。
(4)在流化状态下，用外热源将媒体物料加热到750℃，(5)用投料装置将油污泥从燃烧室的顶部或侧墙送入流化床，运行温度为850～1000。
(6)设置在燃烧室出口的分离回输燃尽装置，将热烟气带出的媒体物料和油污泥颗粒团分离、捕捉，通过分离器下部设置的回输通道返回燃烧室下部密相区，实现油污泥颗粒团的循环燃烧和减少媒体物料的损失，燃烧效率可达98％以上，固硫效率可达95％以上，热力型NOx的生成量趋于零。
权利要求
1.一种油污泥的异密度循环流化床燃烧处理方法，其特征在于采用石灰石与石英砂混合构成媒体物料，使媒体物料中的钙硫的摩尔比为1～4，将媒体物料添加入循环流化床，静止料层的厚度为250mm～500mm，用外热源将混合物料加热，然后调节送风量使媒体物料处于流化状态，将油污泥从燃烧室顶部或侧墙给入，进行流化燃烧，流化床运行温度为850～1000℃。
2.根据权利要求1的油污泥的异密度循环流化床燃烧处理方法，其特征在于所述媒体物料的颗粒粒度与级配为0.71mm～1mm的质量份额为5％～10％，1mm～2mm的质量份额为10％～20％，2mm～3mm的质量份额为50％～60％，3mm～4mm的质量份额为10％～20％，4mm～5mm的质量份额为5％～10％。
3.根据权利要求1的油污泥的异密度循环流化床燃烧处理方法，其特征在于在燃烧室出口设有分离回输燃尽装置，将热烟气带出的媒体物料和油污泥颗粒团分离、捕捉，通过分离器下部设置的回输通道返回燃烧室下部密相区，实现油污泥颗粒团的循环燃烧和减少媒体物料损失。
全文摘要
本发明公开了一种油污泥的异密度循环流化床燃烧处理方法，采用石英砂与石灰石作为异密度流化床的媒体物料，将油污泥块状送入流化床中燃烧，油污泥在流化燃烧过程中由于爆裂与磨损形成的细小颗粒与颗粒团被热烟气带入上部稀相区进行悬浮燃烧。在燃烧室出口设有分离燃尽回输装置，被热烟气带出的媒体物料和较大的油污泥颗粒团被分离捕捉，返回燃烧室下部密相区实现循环燃烧，从而获得高的燃烧效率，同时也减少了媒体物料的损失。流化床运行温度控制在850～1000℃，有效的控制了热力型NO
文档编号F23G5/44GK1624383SQ20041008930
公开日2005年6月8日 申请日期2004年12月9日 优先权日2004年12月9日
发明者姜秀民, 韩向新, 于立军, 王辉, 张超群, 刘建国, 崔志刚, 任庚坡 申请人:上海交通大学