一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统和方法与流程

本申请涉及油田含油固废的无害化处理技术，尤指一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统和方法。

背景技术：

近一、二十年来，中国十分重视海洋环境保护工作。1990年9月20日，中国国家海洋局发布了《海洋石油勘探开发环境保护管理条例实施办法》。该办法第十五条规定，需使用油基泥浆时，应使用低毒油基泥浆；采取有效的技术措施，使钻屑与泥浆得到充分的分离；油基泥浆必须回收，不得排入海中；钻屑中的油含量超过15％(重量)时，禁止排放入海。含油量低于15％(重量)的钻屑，回收确有困难、经海区主管部门批准，可以向海中排放，但应交纳排污费。严格的环境保护法律法规和钻井液及其废弃物排放标准，使海上钻井及钻井液公司有所约束，给海上钻井及钻井液公司带来了巨大的经济压力。因此，国外钻井及钻井液公司纷纷采取各种技术措施以适应环境法律法规的要求。据有关资料统计，在90年代石油科技发展中，美国石油学会(api)有80％的勘探与开发科研预算都用在了与环境保护有关的项目上。

传统的处理油基钻井废弃物的方法有岩屑回注法、焚烧法、坑内密封法等。岩屑回注的方法处理费用较高，破坏地下地质结构，污染油层或地下水，不适合大规模处理废弃钻屑；钻屑焚烧能完全清除钻屑里面的残余油分，但需要建立大型的处理站，占地较大且投资费用较高、能耗大，焚烧产物也会伴随产生二噁英等强毒性附加物；坑内密封法虽然处理费用较低，但占用耕地，不能永久无害处理。

因此，存在对新的油基钻井废弃物处理方法的开发需求。

技术实现要素：

本申请提供了一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统和方法，能够有效地实现油、水、固相的分离，回收得到的油能重复配制油基泥浆，得到的固体废弃物的含油量较低，而且能耗低，成本低，不会产生二次污染。

本申请提供了一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统，包括：

混合装置；

热分离器，所述热分离器分别与所述混合装置和驱动装置连接，所述热分离器内部设置有运动部件，所述运动部件设置为能够在所述驱动装置的驱动下运动并且在运动过程中与进入所述热分离器内部的油基钻井废弃物摩擦生热，使得油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发；

除尘装置，所述除尘装置与所述热分离器连接热分离器；

冷凝罐，所述冷凝罐与所述除尘装置连接。

在本申请的实施例中，所述除尘装置可以包括旋风除尘器和油洗涤湿式除尘器中的任意一种或两种。任选地，所述除尘装置包括旋风除尘器和油洗涤湿式除尘器，所述旋风除尘器的一端与所述热分离器连接，另一端与所述油洗涤湿式除尘器连接。

在本申请的实施例中，当所述除尘装置包括旋风除尘器和油洗涤湿式除尘器时，所述油洗涤湿式除尘器的第一端与所述旋风除尘器连接，所述油洗涤湿式除尘器的第二端与油洗涤循环泵的一端连接，所述油洗涤循环泵的另一端与所述油洗涤湿式除尘器的第一端连接，使得在所述油洗涤湿式除尘器的第一端与第二端之间形成油洗涤循环管路；

所述油洗涤湿式除尘器的第二端盛放有油液；所述油洗涤湿式除尘器的第一端从上到下依次设置有雾化器和混合层。

在本申请的实施例中，所述冷凝罐可以包括一个冷凝罐，通过该一个冷凝罐对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的油蒸汽和水蒸气进行冷凝。

在本申请的实施例中，所述冷凝罐可以包括油冷凝罐和水冷凝罐，所述油冷凝罐与所述除尘装置连接，所述油冷凝罐设置为能够对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的重质油进行冷凝，所述水冷凝罐与所述油冷凝罐连接，所述水冷凝罐设置为能够对来自于所述油冷凝罐的混合气体中的轻质油和水蒸气进行冷凝。

在本申请的实施例中，所述油冷凝罐的第一端与所述油洗涤湿式除尘器连接，所述油冷凝罐的第二端依次与油冷凝循环泵和油冷凝温度控制器的一端连接，所述油冷凝温度控制器的另一端与所述油冷凝罐的第一端连接，使得在所述油冷凝罐的第一端与第二端之间形成油冷凝循环管路。

任选地，所述油冷凝罐的第一端可以设置有油冷凝雾化器；所述油冷凝雾化器下方可以设置有第一填料层。

在本申请的实施例中，所述水冷凝罐的第一端与所述油冷凝罐连接，所述水冷凝罐的第二端依次与水冷凝循环泵和水冷凝温度控制器的一端连接，所述水冷凝温度控制器的另一端与所述水冷凝罐的第一端连接，使得在所述水冷凝罐的第一端与第二端之间形成水冷凝循环管路。

任选地，所述水冷凝罐的第一端可以设置有水冷凝雾化器；所述水冷凝雾化器下方设置有第二填料层。

任选地，所述水冷凝罐的底部设置有出液口，所述出液口与油气水三相分离器连接。

在本申请的实施例中，所述油基钻井废弃物回收和无害化处理系统还可以包括不凝气体过滤器，所述不凝气体过滤器与所述冷凝罐连接。

在本申请的实施例中，所述不凝气体过滤器中可以设置有过滤不凝气体的滤芯。

在本申请的实施例中，所述不凝气体过滤器中还可以设置有填料过滤层和/或热氧化过滤器，任选地，所述填料过滤层可以为活性炭过滤层。

在本申请的实施例中，所述油基钻井废弃物回收和无害化处理系统还可以包括风机，所述风机设置在所述不凝气体过滤器之后并且与所述不凝气体过滤器连接。

在本申请的实施例中，所述热分离器可以为锤式热分离器，包括筒体和水平伸入所述筒体的输入轴，所述输入轴上设置有运动部件，所述运动部件为转子，油基钻井废弃物进入所述锤式热分离器后被容纳在所述筒体的密封腔体内并与所述转子相接触。

在本申请的实施例中，所述热分离器的底部可以设置有卸料口，所述卸料口与卸料阀的一端连接，所述卸料阀的另一端与输送机或储料罐连接。

本申请还提供了一种油基钻井废弃物回收和无害化处理方法，包括：使油基钻井废弃物在密封腔体内与运动部件接触，利用驱动装置带动运动部件运动，在运动过程中运动部件与油基钻井废弃物摩擦生热，油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发为混合蒸汽，使混合蒸汽依次通过除尘、油喷淋冷凝和水喷淋冷凝的方式实现油水固三相分离。

在本申请的实施例中，如上所述的处理方法采用如上所述的油基钻井废弃物回收和无害化处理系统进行，包括：

(1)将油基钻井废弃物置于所述混合装置内，混合均匀后泵送至所述热分离器中；

(2)所述热分离器内部的运动部件在所述驱动装置的驱动下运动并且在运动过程中与进入所述热分离器内部的油基钻井废弃物摩擦生热，油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发为混合蒸汽，所述混合蒸汽夹带着粉状固相离开所述热分离器，油基钻井废弃物中剩余的固相留在所述热分离器底部；

(3)从所述热分离器出来的混合蒸汽夹带着粉状固相进入所述除尘装置中，所述除尘装置对夹带的粉状固相进行捕捉并沉积在所述除尘装置底部，所述混合蒸汽被分离出；

(4)从所述除尘装置分离出的混合蒸汽进入所述冷凝罐中，所述冷凝罐将所述混合蒸汽中的可凝性油蒸汽和水蒸气进行冷凝，被冷凝的油和水留在所述冷凝罐底部，所述混合蒸汽中的不凝气体被分离出。

在本申请的实施例中，所述步骤(2)还可以包括：通过调节所述驱动装置的转速和控制所述热分离器的进料量和卸料量来使所述热分离器内的温度维持在260℃至370℃范围内。

在本申请的实施例中，所述步骤(2)还可以包括：将所述热分离器底部的固相通过卸料阀排出到输送机或储料罐中。

在本申请的实施例中，所述步骤(3)可以包括：

(3-1)从所述热分离器出来的混合蒸汽夹带着粉状固相进入旋风除尘器中，通过旋风分离将一部分粉状固相沉积在所述旋风除尘器的底部，所述混合蒸汽夹带着剩余的粉状固相被分离出；以及

(3-2)从所述旋风除尘器分离出的夹带着少量粉状固相的混合蒸汽进入所述油洗涤湿式除尘器中，所述油洗涤湿式除尘器将其中的油液雾化，雾化的油滴与夹带着粉状固相的混合蒸汽接触并对粉状固相进行捕捉，被捕捉的粉状固相沉积在所述油洗涤湿式除尘器底部，所述混合蒸汽被分离出。

在本申请的实施例中，所述步骤(3-1)可以包括：将所述旋风除尘器底部的固相通过卸料阀排出到输送机或储料罐中。

在本申请的实施例中，所述步骤(3-2)可以包括：从所述旋风除尘器分离出的夹带着粉状固相的混合蒸汽进入所述油洗涤湿式除尘器中，所述油洗涤湿式除尘器通过油洗涤循环泵将第二端的油液泵送至第一端，接着通过雾化器将油液雾化，雾化的油滴与夹带着粉状固相的混合蒸汽在混合层处接触和混合，使得粉状固相被捕捉，被捕捉的粉状固相沉积在所述油洗涤湿式除尘器底部，所述混合蒸汽被分离出。

在本申请的实施例中，步骤(3-2)中所述油液的温度可以为100℃至300℃。

在本申请的实施例中，当所述冷凝罐包括一个冷凝罐时，所述步骤(4)可以包括：通过该一个冷凝罐对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的油蒸汽和水蒸气进行冷凝；或者

当所述冷凝罐包括油冷凝罐和水冷凝罐时，所述步骤(4)可以包括：

(4-1)从所述除尘装置分离出的混合蒸汽进入所述油冷凝罐中，所述油冷凝罐将所述混合蒸汽中的重质油和部分轻质油进行冷凝，被冷凝的重质油和部分轻质油留在所述油冷凝罐底部，所述混合蒸汽中的水和剩余轻质油分离出；

(4-2)从所述油冷凝罐分离出的水和轻质油的混合气体进入所述水冷凝罐中，所述水冷凝罐对所述混合气体进行冷凝，冷凝得到的液体留在所述水冷凝罐底部，不凝气体被分离出。

在本申请的实施例中，所述步骤(4-1)可以包括：从所述油洗涤湿式除尘器分离出的混合蒸汽进入所述油冷凝罐中并发生冷凝，冷凝得到的混合液积聚在所述油冷凝罐的第二端，油冷凝循环泵将该混合液泵送至油冷凝温度控制器进行温度控制，然后泵送至所述油冷凝罐的第一端，第一端的油冷凝雾化器将该混合液雾化，雾化后的液滴中的重质油和部分轻质油在所述油冷凝罐中发生冷凝，被冷凝的重质油和部分轻质油留在所述油冷凝罐底部，所述混合蒸汽中的水和剩余轻质油分离出。

在本申请的实施例中，所述步骤(4-1)还可以包括：将从所述油洗涤湿式除尘器分离出的混合蒸汽通入所述油冷凝罐的第一填料层下部，雾化后的液滴进入所述第一填料层中与所述混合蒸汽接触，使得所述混合蒸汽被冷凝。

在本申请的实施例中，所述步骤(4-1)还可以包括：通过所述油冷凝温度控制器将所述油冷凝罐内的温度控制在100℃以上。

在本申请的实施例中，所述步骤(4-1)还可以包括：将所述油冷凝罐底部的重质油和部分轻质油排出至油储存罐中。

在本申请的实施例中，所述步骤(4-2)可以包括：从所述油冷凝罐分离出的水和轻质油的混合气体进入所述水冷凝罐中并发生冷凝，冷凝得到的混合液积聚在所述水冷凝罐的第二端，水冷凝循环泵将该混合液泵送至水冷凝温度控制器进行温度控制，然后泵送至所述水冷凝罐的第一端，第一端的水冷凝雾化器将该混合液雾化，雾化后的液滴中的轻质油和水蒸气在所述水冷凝罐中发生冷凝，冷凝得到的液体留在所述水冷凝罐底部，不凝气体被分离出。

在本申请的实施例中，所述步骤(4-2)还可以包括：从所述油冷凝罐分离出的水和轻质油的混合气体通入所述水冷凝罐的第二填料层下部，雾化后的液滴进入所述第二填料层中与所述混合气体接触，使得所述混合气体被冷凝。

在本申请的实施例中，所述步骤(4-2)还可以包括：通过所述水冷凝温度控制器将所述水冷凝罐内的温度控制在20℃至80℃。

在本申请的实施例中，所述步骤(4-2)还可以包括：将所述水冷凝罐底部的液体排出至油气水三相分离器中。

在本申请的实施例中，所述处理方法，在步骤(4)之后还可以包括：(5)从所述水冷凝罐分离出的不凝气体进入所述不凝气体过滤器中，所述不凝气体过滤器过滤掉所述不凝气体中夹杂的水和轻质油。

在本申请的实施例中，所述步骤(5)可以包括：通过滤芯对从所述水冷凝罐分离出的不凝气体进行初步过滤，任选地通过填料过滤层和/或热氧化过滤器对不凝气体进行补充过滤，使所述不凝气体中夹杂的水和轻质油被过滤掉。

在本申请的实施例中，所述步骤(5)还可以包括：采用风机将所述不凝气体过滤器中的不凝气体抽出。

在本申请的实施例中，所述油基钻井废弃物中的固相所占的质量百分比可以为10％至80％。

本申请利用摩擦生热原理处理油基钻井废弃物，属于低温热解吸技术，能有效解决处理过程中产生二次污染的问题，不仅填补了中国在该项技术领域上的短板，而且能解决海洋平台的环保问题，提升了中国的油田钻探技术在国际市场上的竞争力。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例的处理系统的结构示意图；

图2为本申请实施例的处理系统的热分离器的主视和左视剖面图；

图3为本申请实施例的处理系统的油洗涤湿式除尘器的结构示意图；

图4为本申请实施例的处理系统的油冷凝罐的结构示意图；

图5为本申请实施例的处理系统的水冷凝罐的结构示意图；

图6为本申请实施例的不凝气体过滤器的结构示意图。

附图中的标记的含义为：

1-混合装置；2-进料泵；4-驱动装置；3-热分离器；302-转子；301-筒体；303-物料层；5-第一卸料阀；8-第二卸料阀；6-输送机；7-旋风除尘器；10-油洗涤循环泵；9-油洗涤湿式除尘器；901-第一雾化器；902-混合层；11-油冷凝罐；1101-油冷凝雾化器；1102-第一填料层；13-油冷凝温度控制器；12-油冷凝循环泵；14-水冷凝罐；1401-水冷凝雾化器；1402-第二填料层；16-水冷凝温度控制器；15-水冷凝循环泵；17-不凝气体过滤器；1701-不凝气体进气口；1702-不凝气体排气口；1703-排液口；1704-滤芯；18-风机；19-油气水三相分离器；20-油储存罐；a-进气口，b-出气口，c-排液口。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本申请实施例提供了一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统，如图1所示，所述处理系统包括：混合装置1、热分离器3、除尘装置和冷凝罐。

所述混合装置1设置为能够将置于其中的油基钻井废弃物混合均匀，所述混合装置1的出口端设置有用于对混合均匀的油基钻井废弃物进行泵送的进料泵2。

所述热分离器3分别与所述进料泵2和驱动装置4连接，所述热分离器3内部设置有运动部件，所述运动部件设置为能够在所述驱动装置4的驱动下运动并且在运动过程中与进入所述热分离器3内部的油基钻井废弃物摩擦生热，使得油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发。

所述除尘装置与所述热分离器3连接，设置为能够将来自于所述热分离器3的油和水的混合蒸汽夹带的粉状固相进行捕捉并沉积在所述除尘装置底部。

所述冷凝罐与所述除尘装置连接，设置为能够对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的油蒸汽及水蒸气进行冷凝。

在本申请的实施例中，所述驱动装置4可以为发动机或电机。

在本申请的实施例中，如图2所示，所述热分离器3可以为锤式热分离器，包括筒体301和水平伸入所述筒体的输入轴，所述输入轴上设置有运动部件，所述运动部件可以为转子302(例如，转臂)，油基钻井废弃物的物料层303进入所述热分离器3后被容纳在所述筒体301的密封腔体内并与所述转子302相接触。

在本申请的一个实施例中，所述热分离器3可以采用申请号为201611248867.4的中国专利申请中公开的含油固态废弃物三相分离装置。

在本申请的实施例中，所述热分离器3的底部可以设置有卸料口，所述卸料口与第一卸料阀5的一端连接，所述第一卸料阀5的另一端与输送机6或储料罐连接。

在本申请的实施例中，所述除尘装置可以包括旋风除尘器7和油洗涤湿式除尘器9中的任意一种或两种，可以根据实际除尘需要进行选择。所述油洗涤湿式除尘器9设置为能够将其中的油液雾化，并且通过雾化的油滴与进入所述油洗涤湿式除尘器9的夹带着粉状固相的混合蒸汽接触从而对粉状固相进行捕捉。

在本申请的实施例中，所述旋风除尘器7的外壁上可以设置有保温预防蒸汽冷凝隔热包，所述保温预防蒸汽冷凝隔热包可以由防火隔热棉材料制成；所述旋风除尘器7的内壁上可以设置有耐高温减阻喷涂层，所述耐高温减阻喷涂层可以由碳化钨涂层材料制成。

在本申请的实施例中，所述旋风除尘器7的底部可以设置有卸料口，所述卸料口与第二卸料阀8的一端连接，所述第二卸料阀8的另一端与输送机6或储料罐连接。任选地，所述输送机6可以为螺旋输送机。

在本申请的一个实施例中，所述热分离器3的第一卸料阀5和所述旋风除尘器7的第二卸料阀8可以与同一个输送机6或同一个储料罐连接。所述输送机6可以设置有两个物料入口，以分别与所述第一卸料阀5和所述第二卸料阀8连接。

在本申请的一个实施例中，所述除尘装置包括旋风除尘器7和油洗涤湿式除尘器9，所述旋风除尘器7的一端与所述热分离器3连接；另一端与所述油洗涤湿式除尘器9连接。

在本申请的一个具体实施例中，所述油洗涤湿式除尘器9的第一端与所述旋风除尘器7连接，所述油洗涤湿式除尘器9的第二端与油洗涤循环泵10的一端连接，所述油洗涤循环泵10的另一端与所述油洗涤湿式除尘器9的第一端连接，使得在所述油洗涤湿式除尘器9的第一端与第二端之间形成油洗涤循环管路。所述油洗涤湿式除尘器9的第二端盛放有油液；如图3所示，所述油洗涤湿式除尘器9的第一端从上到下依次设置有第一雾化器901和混合层902，所述油洗涤湿式除尘器9设置为能够通过所述油洗涤循环泵10将第二端的油液泵送至第一端，接着通过所述第一雾化器901将油液雾化，并且雾化后的油滴与进入所述油洗涤湿式除尘器9中的含有粉状固相的油水混合蒸汽在所述混合层902处接触和混合，从而利用雾化的油滴对油水混合蒸汽中的固相进行捕捉。所述混合层可以由螺旋挡板形成，使进入所述油洗涤湿式除尘器内壁的气体紊乱，从而使经过所述第一雾化器901雾化后得到的油滴与气体进行更充分的混合。

在本申请的实施例中，所述油洗涤湿式除尘器9可以采用申请号为cn201920447032.4的中国专利中公开的高温油气除尘装置。

在本申请的实施例中，所述冷凝罐可以为一级冷凝或二级冷凝。

当为一级冷凝时，所述冷凝罐仅包括一个冷凝罐，通过该一个冷凝罐对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的油蒸汽和水蒸气进行冷凝。

当为二级冷凝时，所述冷凝罐可以包括油冷凝罐11和水冷凝罐14。所述油冷凝罐11与所述除尘装置连接，所述油冷凝罐11设置为能够对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的重质油和部分轻质油进行冷凝。所述水冷凝罐14与所述油冷凝罐11连接，所述水冷凝罐14设置为能够对来自于所述油冷凝罐11的混合气体中的轻质油蒸汽和水蒸气进行冷凝。

在本申请的一个具体实施例中，所述油冷凝罐11的第一端与所述油洗涤湿式除尘器9连接，所述油冷凝罐11的第二端依次与油冷凝循环泵12和油冷凝温度控制器13的一端连接，所述油冷凝温度控制器13的另一端与所述油冷凝罐11的第一端连接，使得在所述油冷凝罐11的第一端与第二端之间形成油冷凝循环管路。如图4所示，所述油冷凝罐11的第一端设置有油冷凝雾化器1101，所述油冷凝罐11设置为能够通过所述油冷凝循环泵12将来自于所述油洗涤湿式除尘器9的混合蒸汽冷凝在第二端的混合液经由所述油冷凝温度控制器13泵送至第一端，通过所述油冷凝温度控制器13对混合液进行温度控制以及通过所述油冷凝雾化器1101将混合液雾化，并将雾化后的液滴中的重质油和部分轻质油进行冷凝。

在本申请的实施例中，所述油冷凝雾化器1101下方可以设置有第一填料层1102。所述第一填料层1102中的填料可以为鲍尔环、拉西环等。

在本申请的实施例中，所述油冷凝罐11的底部可以设置有出液口，所述出液口与油储存罐20连接，所述油冷凝罐11内的液体会越积越多，可以将这些液体排出到所述油储存罐20中。

在本申请的一个具体实施例中，所述水冷凝罐14的第一端与所述油冷凝罐11连接，所述水冷凝罐14的第二端依次与水冷凝循环泵15和水冷凝温度控制器16的一端连接，所述水冷凝温度控制器16的另一端与所述水冷凝罐14的第一端连接，使得在所述水冷凝罐14的第一端与第二端之间形成水冷凝循环管路。如图5所示，所述水冷凝罐14的第一端设置有水冷凝雾化器1401，所述水冷凝罐14设置为能够通过所述水冷凝循环泵15将来自于所述油冷凝罐11的混合气体冷凝在第二端的混合液经由所述水冷凝温度控制器16泵送至第一端，通过所述水冷凝温度控制器16对混合液进行温度控制以及通过所述水冷凝雾化器1401将混合液雾化，并将雾化后的液滴中的轻质油和水蒸气进行冷凝；

在本申请的实施例中，所述水冷凝雾化器1401下方设置可以有第二填料层1402。所述第二填料层1402中的填料可以为鲍尔环、拉西环等。

在本申请的实施例中，所述水冷凝罐14的底部可以设置有出液口，所述出液口与油气水三相分离器19连接。水冷凝罐14内的液体会越积越多，其成分含轻质油和水分，可以将其排出到油气水三相分离器19中，使油液和水在内部静置，通过重力作用自然分层。所述油气水三相分离器19可以为卧式三相分离器。

在本申请的实施例中，所述油冷凝罐11和所述水冷凝罐14可以采用本领域中常用的带有雾化器的小型填料塔和喷淋塔，例如，可以从无锡鹏茂化工装备有限公司购买获得。

在本申请的实施例中，所述处理系统还可以包括不凝气体过滤器17，所述不凝气体过滤器17与所述冷凝罐连接，所述不凝气体过滤器17设置为能够将进入其中的不凝气体中夹杂的水、轻质油及絮状杂质过滤掉。

在本申请的实施例中，如图6所示，所述不凝气体过滤器17可以包括：不凝气体进气口1701、不凝气体出气口1702、排液口1703、滤芯1704，来自于所述水冷凝罐14的不凝气从不凝气体进气口1701进入后通过滤芯1704过滤，然后从不凝气体出气口1702排出，少量不凝气中携带的雾气在底部聚集从排液口1703流出。其中，滤芯1704可以为湿式油气分离滤网，例如可以采用钢丝网滤芯。滤芯1704将所述不凝气体过滤器17的内部空间填满，发挥过滤气体夹杂的液态水、油和絮状杂质的作用。

针对于对不凝气体清除要求较高的场合，可以在所述不凝气体过滤器17中设置填料过滤层和/或热氧化过滤器，用于对不凝气体中夹杂的水和轻质油进行补充过滤。所述填料过滤层可以为活性炭过滤层。

在本申请的实施例中，所述处理系统还可以包括风机18，所述风机18设置在所述不凝气体过滤器17之后并且与所述不凝气体过滤器17连接，用于将所述不凝气体过滤器17分离出的气体从系统中抽出。

本申请实施例还提供一种油基钻井废弃物回收和无害化处理方法，包括：使油基钻井废弃物在密封腔体内与运动部件接触，利用驱动装置带动运动部件运动，在运动过程中运动部件与油基钻井废弃物摩擦生热，油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发为混合蒸汽，使混合蒸汽依次通过除尘、油喷淋冷凝和水喷淋冷凝的方式实现油水固三相分离。

在本申请的实施例中，所述处理方法可以采用如上所述的处理系统进行，包括：

(1)将油基钻井废弃物置于所述混合装置1内，混合均匀后经由所述进料泵2泵送至所述热分离器3中；

(2)所述热分离器3内部的运动部件在所述驱动装置4的驱动下运动并且在运动过程中与进入所述热分离器3内部的油基钻井废弃物摩擦生热，油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发为混合蒸汽，所述混合蒸汽夹带着粉状固相离开所述热分离器3，油基钻井废弃物中剩余的固相留在所述热分离器3底部；

(3)从所述热分离器3出来的混合蒸汽夹带着粉状固相进入所述除尘装置中，所述除尘装置对夹带的粉状固相进行捕捉并沉积在所述除尘装置底部，所述混合蒸汽被分离出；

(4)从所述除尘装置分离出的混合蒸汽进入所述冷凝罐中，所述冷凝罐将所述混合蒸汽中的可凝性油蒸汽和水蒸气进行冷凝，被冷凝的油和水留在所述冷凝罐底部，所述混合蒸汽中的不凝气体被分离出。

在本申请的实施例中，所述步骤(2)还可以包括：通过调节所述驱动装置4的转速和控制所述热分离器3的进料量和卸料量来使所述热分离器3内的温度维持在260℃至370℃范围内；

任选地，所述步骤(2)还包括：将所述热分离器3底部的固相通过第一卸料阀5排出到输送机或储料罐中。

在本申请的实施例中，所述步骤(3)可以包括：

(3-1)从所述热分离器3出来的混合蒸汽夹带着粉状固相进入旋风除尘器7中，通过旋风分离将大部分粉状固相沉积在所述旋风除尘器7的底部，所述混合蒸汽夹带着少量粉状固相被分离出；以及

(3-2)从所述旋风除尘器7分离出的夹带着少量粉状固相的混合蒸汽进入所述油洗涤湿式除尘器9中，所述油洗涤湿式除尘器9将其中的油液雾化，雾化的油滴与夹带着少量粉状固相的混合蒸汽接触并对少量粉状固相进行捕捉，被捕捉的少量粉状固相沉积在所述油洗涤湿式除尘器9底部，所述混合蒸汽被分离出。

在本申请的实施例中，所述步骤(3-2)可以包括：从所述旋风除尘器7分离出的夹带着少量粉状固相的混合蒸汽进入所述油洗涤湿式除尘器9中，所述油洗涤湿式除尘器9通过油洗涤循环泵10将第二端的油液泵送至第一端，接着通过第一雾化器901将油液雾化，雾化的油滴与夹带着少量粉状固相的混合蒸汽在混合层902处接触和混合，使得少量粉状固相被捕捉，被捕捉的少量粉状固相沉积在所述油洗涤湿式除尘器9底部，所述混合蒸汽被分离出；

任选地，所述油液的温度为100℃至300℃；

任选地，所述步骤(3-1)还可以包括：将所述旋风除尘器7底部的固相通过第二卸料阀8排出到输送机或储料罐中。

在本申请的实施例中，所述步骤(4)可以采用一级冷凝或二级冷凝的方式。

当采用一级冷凝的方式时，所述冷凝罐仅包括一个冷凝罐，所述步骤(4)可以包括：通过该一个冷凝罐对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的油蒸汽和水蒸气进行冷凝。

当采用二级冷凝的方式时，所述步骤(4)可以包括：

(4-1)从所述除尘装置分离出的混合蒸汽进入所述油冷凝罐11中，所述油冷凝罐11将所述混合蒸汽中的重质油和部分轻质油进行冷凝，被冷凝的重质油和部分轻质油留在所述油冷凝罐11底部，所述混合蒸汽中的水和剩余轻质油分离出；

(4-2)从所述油冷凝罐11分离出的水和轻质油的混合气体进入所述水冷凝罐14中，所述水冷凝罐14对所述混合气体进行冷凝，冷凝得到的液体留在所述水冷凝罐14底部，不凝气体被分离出。

在本申请的一个具体实施例中，所述步骤(4-1)可以包括：从所述油洗涤湿式除尘器9分离出的混合蒸汽进入所述油冷凝罐11中并发生冷凝，冷凝得到的混合液积聚在所述油冷凝罐11的第二端，油冷凝循环泵12将该混合液泵送至油冷凝温度控制器13进行温度控制，然后泵送至所述油冷凝罐11的第一端，第一端的油冷凝雾化器1101将该混合液雾化，雾化后的液滴中的重质油和部分轻质油在所述油冷凝罐11中发生冷凝，被冷凝的重质油和部分轻质油留在所述油冷凝罐11底部，所述混合蒸汽中的水和剩余轻质油分离出；

任选地，所述步骤(4-1)还可以包括：将从所述油洗涤湿式除尘器9分离出的混合蒸汽通入所述油冷凝罐11的第一填料层1102下部，雾化后的液滴进入所述第一填料层1102中与所述混合蒸汽接触，使得所述混合蒸汽被冷凝；

任选地，所述步骤(4-1)还可以包括：通过所述油冷凝温度控制器13将所述油冷凝罐11内的温度控制在100℃以上；

任选地，所述步骤(4-1)还可以包括：将所述油冷凝罐11底部的重质油和部分轻质油排出至油储存罐20中。

在本申请的一个具体实施例中，所述步骤(4-2)可以包括：从所述油冷凝罐11分离出的水和轻质油的混合气体进入所述水冷凝罐14中并发生冷凝，冷凝得到的混合液积聚在所述水冷凝罐14的第二端，水冷凝循环泵15将该混合液泵送至水冷凝温度控制器16进行温度控制，然后泵送至所述水冷凝罐14的第一端，第一端的水冷凝雾化器1401将该混合液雾化，雾化后的液滴中的轻质油和水蒸气在所述水冷凝罐14中发生冷凝，冷凝得到的液体留在所述水冷凝罐14底部，不凝气体被分离出；

任选地，所述步骤(4-2)还可以包括：从所述油冷凝罐11分离出的水和轻质油的混合气体通入所述水冷凝罐14的第二填料层1402下部，雾化后的液滴进入所述第二填料层1402中与所述混合气体接触，使得所述混合气体被冷凝；

任选地，所述步骤(4-2)还可包括：通过所述水冷凝温度控制器16将所述水冷凝罐14内的温度控制在20℃至80℃；

任选地，所述步骤(4-2)还可包括：将所述水冷凝罐14底部的液体排出至油气水三相分离器19中。

在本申请的实施例中，所述处理方法在步骤(4)之后还可以包括：(5)从所述水冷凝罐14分离出的不凝气体进入所述不凝气体过滤器17中，所述不凝气体过滤器17过滤掉所述不凝气体中夹杂的水和轻质油。

在本申请的实施例中，所述步骤(5)可以包括：通过滤芯1704对从所述水冷凝罐14分离出的不凝气体进行初步过滤，任选地通过填料过滤层和/或热氧化过滤器对不凝气体进行补充过滤，使所述不凝气体中夹杂的水和轻质油被过滤掉；

任选地，所述步骤(5)还可以包括：采用风机将所述不凝气体过滤器17中的无害的不凝气体抽出。

在本申请的一个具体实施例中，所述处理方法可以包括：

(1)将油基钻井废弃物置于所述混合装置1内，混合均匀后经由所述进料泵2泵送至所述热分离器3中；

(2)所述热分离器3内部的运动部件在所述驱动装置4的驱动下运动并且在运动过程中与进入所述热分离器3内部的油基钻井废弃物摩擦生热，油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发为混合蒸汽，所述混合蒸汽夹带着粉状固相离开所述热分离器3，油基钻井废弃物中剩余的固相沉积在所述热分离器3底部，然后通过第一卸料阀5排出到输送机或储料罐中；所述热分离器3内的温度始终维持在260℃至370℃范围内，可以通过调节所述驱动装置4的转速和控制所述热分离器3的进料量和卸料量来实现；

(3-1)从所述热分离器3出来的混合蒸汽夹带着粉状固相进入旋风除尘器7中，通过旋风分离将大部分粉状固相沉积在所述旋风除尘器7的底部，所述混合蒸汽夹带着少量粉状固相被分离出，将所述旋风除尘器7底部的固相通过第二卸料阀8排出到输送机或储料罐中；

(3-2)从所述旋风除尘器7分离出的夹带着少量粉状固相的混合蒸汽进入所述油洗涤湿式除尘器9中，所述油洗涤湿式除尘器9第二端盛放有温度为100℃至300℃左右的高温油液，所述油洗涤湿式除尘器9通过油洗涤循环泵10将油液泵送至第一端，接着通过第一雾化器901将油液雾化，雾化的油滴与夹带着少量粉状固相的混合蒸汽在混合层902处接触和混合，使得少量粉状固相被捕捉，被捕捉的少量粉状固相沉积在所述油洗涤湿式除尘器9底部，所述混合蒸汽被分离出；

(4-1)从所述油洗涤湿式除尘器9分离出的混合蒸汽进入所述油冷凝罐11中并发生冷凝，冷凝得到的混合液积聚在所述油冷凝罐11的第二端，油冷凝循环泵12将该混合液泵送至油冷凝温度控制器13进行温度控制，使所述油冷凝罐11内的温度控制在100℃以上，然后混合液被泵送至所述油冷凝罐11的第一端，第一端的油冷凝雾化器1101将该混合液雾化，雾化后的液滴与从所述油洗涤湿式除尘器9分离出的混合蒸汽在第一填料层1102中充分接触，雾化后的液滴中的重质油和部分轻质油被冷凝，被冷凝的重质油和部分轻质油留在所述油冷凝罐11底部，然后被排出至油储存罐20中，所述混合蒸汽中的水和剩余轻质油分离出；

(4-2)从所述油冷凝罐11分离出的水和轻质油的混合气体进入所述水冷凝罐14中并发生冷凝，冷凝得到的混合液积聚在所述水冷凝罐14的第二端，水冷凝循环泵15将该混合液泵送至水冷凝温度控制器16进行温度控制，使所述水冷凝罐14内的温度控制在20℃至80℃，然后将混合液泵送至所述水冷凝罐14的第一端，第一端的水冷凝雾化器1401将该混合液雾化，雾化后的液滴与从所述油冷凝罐11分离出的水和轻质油的混合气体在第二填料层1402中充分接触，对轻质油和水蒸气进行冷凝，冷凝得到的液体留在所述水冷凝罐14底部，然后被排出至油气水三相分离器19中，不凝气体被分离出；

(5)从所述水冷凝罐14分离出的不凝气体进入所述不凝气体过滤器17中，通过滤芯1704对从所述水冷凝罐14分离出的不凝气体进行初步过滤，以及通过填料过滤层和/或热氧化过滤器对不凝气体进行补充过滤，使所述不凝气体中夹杂的水和轻质油被过滤掉，采用风机将不凝气体抽出。

在本申请的实施例中，所述油基钻井废弃物中的固相所占的质量百分比可以为10％至80％。

表1

可以看出，当本申请实施例的油基钻井废弃物回收和无害化处理系统采用锤式热分离器对油基钻井废弃物中的油和水进行加热蒸发时，热处理后的干渣中的油含量较低，而且热处理的耗能较低，系统排出的尾气满足国家排放标准。但若去掉本申请实施例的系统中的除尘装置或冷凝装置，则回收油中的含固率明显增多或无法获得有价值的回收油以及微球需经过特殊处理才能满足排放标准。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。