热解气冷凝协同处理含液油泥的装置的制作方法

文档序号:27624015发布日期:2021-11-29 14:55阅读:105来源:国知局
热解气冷凝协同处理含液油泥的装置的制作方法

1.本实用新型的实施例涉及一种热解气冷凝协同处理含液油泥的装置。


背景技术:

2.热脱附技术是利用热源对含油废弃物进行加热,在绝氧的条件下,含油废弃物中的有机物和水发生蒸发和热解形成热解气,使有机物和水与固相实现分离,并通过冷凝对热解气中的石油资源加以回收,实现含油废弃物的无害化处理和资源化利用。
3.含油污泥是油气田开发、炼制、集输和储运过程中产生的主要污染物之一。含油污泥成分复杂,主要由水、黏土颗粒、各种油类、沥青质、细菌质及有毒有害难降解有机物质等组成,其对水源和土壤具有严重危害且会影响到生态环境和人类的健康。因此,含油污泥必须进行处理。


技术实现要素:

4.本实用新型至少一实施例提供一种热解气冷凝协同处理含液油泥的装置,包括:第一罐体,包括第一进液口和第一进气口;第一管路,与含液油泥源连通并延伸至所述第一进液口;第二管路,与热解气源连通并延伸至所述第一进气口;其中,所述第一管路配置为将从所述含液油泥源得到的含液油泥传送至所述第一进液口,所述第二管路配置为将从所述热解气源得到的热解气传送至所述第一进气口,所述含液油泥和所述热解气在所述第一罐体中接触以进行热交换。
5.例如,本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置,还包括:设置在所述第一管路上的增压泵和设置在所述增压泵和所述第一进液口之间的液相调节阀。
6.例如,本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置,还包括设置在所述第一罐体中的喷淋器,其中,所述喷淋器与所述第一进液口相连通,所述第一进液口和所述喷淋器在所述第一罐体的上部,所述第一进气口在所述第一罐体的下部。
7.例如,在本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置中,所述喷淋器包括多个喷淋头,所述多个喷淋头排列成一排或者多排。
8.例如,本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置,还包括与保护气体源连通的第三管路,其中,所述第一罐体还包括位于其顶部的第二进气口,所述第三管路延伸至所述第二进气口。
9.例如,在本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置中,所述第二进气口连通至所述喷淋器与所述第一进液口之间,使得所述保护气体和所述含液油泥混合后被输送至所述喷淋器。
10.例如,本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置,还包括冷凝器,其中,所述第一罐体包括设置在其顶部的第一排气口,所述冷凝器包括第二罐体,所述第二罐体包括第三进气口,所述第一排气口与所述第三进气口连接。
11.例如,在本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置中,在所述第一排气口与所述第三进气口连接的管路上设置有温度变送器,所述液相调节阀和所述温度变送器联锁控制,将从所述第一排气口排出的油水蒸气的温度控制在100℃

200℃。
12.例如,在本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置中,所述冷凝器还包括油水分离器,所述第二罐体包括设置在其底部的第一排液口,所述油水分离器包括设置在其顶部的第二进液口,所述第一排液口和所述第二进液口连通。
13.例如,本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置,还包括油分离器,其中,所述第一罐体还包括设置在其底部的第二排液口,所述油分离器包括第三进液口,所述第二排液口和所述第三进液口连通。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例,而非对本实用新型的限制。
15.图1为本实用新型一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的装置的结构框图;
16.图2为本实用新型再一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的装置的结构框图;
17.图3为本实用新型一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图;
18.图4为本实用新型再一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图;
19.图5为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图;
20.图6为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图;
21.图7为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图;
22.图8为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图;
23.图9为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图;以及
24.图10为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例的附图,对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的
实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
26.除非另外定义,本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
27.目前,多采用直接喷淋或间接冷却的方式对热脱附产生的高温热解气进行冷凝。在采用间接冷却的方式时,冷却介质多为系统内的循环水或者循环油,但是,高温热解气冷凝释放的热量无法有效利用,从而造成了资源浪费。例如,在采用直接喷淋的方式时,多采用沉降分离水对高温热解气进行冷凝,同时,高温热解气也将循环的沉降分离水加热,为了使得沉降分离水进一步循环使用,需要采用换热设备及外部冷却水将沉降分离水降温,从而增加了额外的能耗。因此,亟待优化高温热解气冷凝工艺,实现高温热解气余热的利用。
28.目前,处理含液油泥的技术众多,但都会存在不同的问题,对于含液率高的含液油泥,例如,含油废水浮渣、老化油、含油乳化液等,直接采用热脱附技术的能耗高,会造成经济性差;采用焚烧的方式,不但热量利用率低对原料热值也有要求,还无法回收石油资源,且会产生粉尘污染和气体污染;由于含油废水浮渣、老化油、含油乳化液等的稳定性很强,采用常规的浓缩、脱水和化学破乳等方法也会使得脱水过程很困难,即使加入常规的药剂也不易实现油和水的有效分离,而且通过药剂处理后回收的油的质量也很差。
29.本实用新型的发明人注意到,高温热解气的温度通常可以达到250℃~550℃,如果专门采用循环水、循环油或者沉降分离水等对高温热解气进行冷凝,将会造成高温热解气的热量无法得到利用,且循环水、循环油和沉降分离水的消耗量也非常大,从而造成了大量的资源浪费。本实用新型的发明人同时还注意到,对含液率高的含液油泥进行加热有利于对其中的油资源进行回收,因此,可以采用高温热解气对含液油泥进行加热,同时采用含液油泥对高温热解气进行冷凝,这样就实现了热解气冷凝协同处理含液油泥,以使得资源得到最大化利用,且避免了资源浪费和环境污染。例如,可以采用高温热解气与含液油泥接触进行换热,以实现对高温热解气进行冷凝,使得高温热解气中至少部分油相冷凝;对含液油泥进行加热,使得含液油泥中的水相和至少部分油相蒸发,从而可以在不增加额外的能耗的情况下回收更多的油资源,同时在不使用任何化学药剂的情况下实现含液油泥中油和水的分离,并对含液油泥中的油资源进行回收以得到高质量的油资源。
30.本实用新型至少一实施例提供一种热解气冷凝协同处理含液油泥的装置,例如,图1为本实用新型一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的装置的结构框图,如图1所示,该热解气冷凝协同处理含液油泥的装置1包括:第一罐体10、第一管路13和第二管路14,该第一罐体10包括第一进液口11和第一进气口12。该第一管路13与含液油泥源连通并延伸至第一进液口11,该第二管路14与热解气源连通并延伸至第一进气口12,第一管路13配置为将从含液油泥源得到的含液油泥传送至第一进液口11,第二管路14配置为将从
热解气源得到的热解气传送至第一进气口12,该含液油泥和热解气在第一罐体10中接触以进行热交换。
31.例如,该第一管路13延伸至第一进液口11是指第一管路13和第一进液口11连通,且第一管路13可以将含液油泥传输至第一进液口11。第二管路14延伸至第一进气口12是指第二管路14连通至第一进气口12,且第二管路14可以将热解气传输至第一进气口12。
32.例如,该含液油泥为具有流动性的油泥,该含液油泥中水和油的总质量百分含量为70%~95%。例如,该含液油泥中水和油的质量百分含量为70%、75%、80%、85%、90%或者95%,这样可以保证含液油泥在第一管路13中进行很好的流动,也可以保证该含液油泥对热解气进行很好的冷凝。
33.例如,热解气是含油废弃物经过热脱附处理产生的。热脱附的过程是在高温绝氧的条件下含油废弃物中的有机污染物发生蒸发和热解等作用,最终将含油废弃物中的油和水从固相中彻底分离,并对石油资源加以回收,实现含油废弃物的无害化处理和资源化利用。例如,可以在一个或多个热解炉内进行热脱附处理,且将热脱附处理的温度控制在250℃~550℃,热脱附的时间控制在0.4~3.2h,最终形成的热解气的温度为250~550℃。例如,热解气的温度为250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃或者550℃。
34.例如,热解气中的重质油组分冷凝为液相,在热解气的加热作用下含液油泥的稳定性被破坏,乳化性降低,同时含液油泥中的水组分和轻质油组分被热解气加热形成水蒸气和油蒸气。通过含液油泥冷却后,热解气中未冷凝的气相和从含液油泥蒸发的油蒸气和水蒸气混合后形成油水蒸气。
35.例如,相对于第一进气口12,第一进液口11更靠近第一罐体10的顶部。
36.需要说明的是,在热解气冷凝协同处理含液油泥的装置正常工作时,液体在重力作用下向第一方向流动,与第一方向相反一侧的第一罐体10的表面即为第一罐体10的顶部,与第一方向相同一侧的第一罐体10的表面即为第一罐体10的底部。
37.例如,由于含液油泥受到重力的作用,其从第一进液口11流入第一罐体10后会向下(即在第一罐体10内远离第一罐体10的顶部的方向)流动;由于热解气的分子间距大,具体表现为密度小,热解气从第一进气口12进入第一罐体10后会向上(即在第一罐体10内靠近第一罐体10的顶部的方向)流动。这样,从更靠近第一罐体10的顶部的第一进液口11输入的含液油泥受到重力作用向下流动,与从第一进气口12输入的向上流动的热解气接触的表面更多,从而使得含液油泥和热解气接触的更充分,热交换的过程也更充分。
38.需要说明的是,第一进气口12到第一罐体10的顶部的距离和第一进液口11到第一罐体10的顶部的距离也可以大致相等;或者,相对于第一进气口12,第一进液口11也可以更远离第一罐体10的顶部,本实用新型的实施例对此不作限定。
39.例如,如图1所示,该热解气冷凝协同处理含液油泥的装置1还包括设置在第一管路13上的增压泵15和设置在增压泵15和第一进液口11之间的液相调节阀16。增压泵15和液相调节阀16均可以调节含液油泥的流量。
40.例如,增压泵15可以通过加快对含液油泥的传输速度,即为含液油泥的流动提供动力以调节含液油泥的流量。液相调节阀16可以调整含液油泥的输入量以调节含液油泥的流量,从而保证有足够量的含液油泥与热解气充分地接触。该液相调节阀16还可以与后续提及的温度变送器联锁控制油水蒸气的温度。
41.例如,根据调节部位的信号,可以自动控制该液相调节阀16阀门的开度,从而实现含液油泥流量的调节。
42.例如,该液相调节阀16包括电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。
43.例如,如图1所示,本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置还包括设置在第一罐体10中的喷淋器17,该喷淋器17与第一进液口11相连通,第一进液口11和喷淋器17在第一罐体10的上部,第一进气口12在第一罐体10的下部。含液油泥从第一进液口11进入后被传送到与第一进液口11相连通的喷淋器17,该喷淋器17配置为将含液油泥喷淋至通过第一进气口12输入的热解气,热解气通过喷淋器17的喷淋进行冷凝,使得含液油泥和热解气进行更充分的接触。
44.例如,将第一进液口11和喷淋器17设置在第一罐体10的上部,将第一进气口12设置在第一罐体10的下部,可以使得从喷淋器17喷出的含液油泥都能够接触到从第一进气口12进入的热解气,对热解气进行充分的喷淋降温,形成的油水蒸气也能够上升并快速排出。
45.例如,如图1所示,将第一罐体10沿着水平的中心线a

a’划分成第一部分101和第二部分102,第一罐体10的上部为更靠近第一罐体10的顶部的第一部分101,第一罐体10的下部为远离第一罐体10的顶部的第二部分102。
46.例如,该喷淋器17包括多个喷淋头171,多个喷淋头171设置成一排或者多排。在如图1所示的结构中,3个喷淋头171排列成一排。例如,还可以是更多个喷淋头171排列成一排或者多排,以使得第一罐体10的第一侧壁和第二侧壁之间的区域均可以喷洒含液油泥。
47.需要说明的是,多个喷淋头171设置成多排,该多排可以是多个喷淋头171位于同一高度的平面且排列成多排,也可以多个喷淋头171位于不同高度的平面排列成多排。该多个喷淋头171可以沿着第一罐体10内边缘的周向设置,也可以仅设置在第一罐体10的中心,本实用新型的实施例对此不做限定。
48.例如,该喷淋头171包括多头雾化喷嘴、方形喷嘴、高压清洗喷嘴、空心锥喷嘴、扇形喷嘴和螺旋喷头等。
49.例如,在一些实施例中,也可以是喷淋器17包括一个喷淋头171,该一个喷淋头为多头雾化喷嘴或者扇形喷嘴,这样也可以保证从喷淋头171喷洒的含液油泥覆盖足够大的区域,使得含液油泥和热解气进行更充分的接触,从而使得含液油泥和热解气之间的热交换过程更充分。
50.例如,如图1所示,本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置还包括与保护气体源连通的第三管路18,第一罐体10还包括位于其顶部的第二进气口19,该第三管路18延伸至第二进气口19,第三管路18配置为将从保护气体源得到的保护气体输送至第二进气口19,保护气体可以防止在高温条件下从含液油泥中挥发出的气体或者热解气被残留在第一罐体10中的氧气或者在输送含液油泥的过程中带入的氧气氧化。
51.例如,该第三管路18延伸至第二进气口19是指第三管路18和第二进气口19连通,且第三管路18可以将保护气体传输至第二进气口19。
52.例如,第二进气口19位于第一罐体10的顶部,可以便于第二进气口19连通至喷淋器17与第一进液口11之间,可以减少位于第一罐体10中的管路的长度,同时,也有利于保护气体向下流动以直接和含液流泥进行混合。
53.例如,第二进气口19连通至喷淋器17与第一进液口11之间,可以使得保护气体从
第二进气口19进入后被传送到喷淋器17与第一进液口11之间,从而使得含液油泥从第一进液口11进入后和保护气体先混合,然后保护气体和含液油泥形成的混合物被输送至喷淋器17。
54.例如,保护气体和含液油泥形成混合物后被输送至喷淋器17可以使得喷淋时含液油泥和热解气的接触面积更大,从而使得含液油泥和热解气的热交换更充分。
55.例如,该热解气冷凝协同处理含液油泥的装置还包括设置在第三管路18上的气体调节阀20,该气体调节阀20配置为对保护气体的流量进行调节。例如,根据调节部位的信号,可以自动控制该气体调节阀20阀门的开度,从而实现保护气体流量的调节。
56.例如,该气体调节阀20包括电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。
57.例如,保护气体为氦气、氩气等惰性气体和氮气中的至少之一。
58.例如,图2为本实用新型再一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的装置的结构框图。如图2所示,该热解气冷凝协同处理含液油泥的装置还包括冷凝器21,该冷凝器21可以对从第一罐体10排出的油水蒸气进行冷却。该冷凝器21可以采用直接换热或者间接换热的方式对油水蒸气进行冷却,直接换热的方式包括采用冷却水对油水蒸气直接进行喷淋;间接换热的方式包括采用冷却水列管等对油水蒸气进行冷却。
59.例如,采用间接换热的方式时,该冷凝器21为间壁式冷凝器,该冷凝器21包括第二罐体23,第二罐体23中设置有能够实现热交换的容纳腔和冷却介质腔。冷却介质腔内流动的冷却介质能够与容纳腔内的油水蒸气进行热交换,使得容纳腔内的油水蒸气冷却。
60.例如,第二罐体23还包括冷却介质入口和冷却介质出口。通过冷却介质入口与冷却介质源连通,将低温的冷却介质输送到冷却介质腔中。冷却介质出口与冷却介质腔连通,冷却介质在冷却介质腔内流动并与容纳腔内的油水蒸气完成热交换,然后通过冷却介质出口流出。从第二罐体23流出的冷却介质降温后,被送回冷却介质腔,以进行循环流动,持续地对容纳腔内的油水蒸气进行降温冷凝。
61.例如,第二罐体23内可以设置蛇管、多根相连通的列管以供冷却介质流通。需要说明的是,冷却介质入口、冷却介质出口以及冷却管可以参见常规的设计,在此不作限定。
62.例如,如图2所示,第一罐体10包括设置在其顶部的第一排气口22,第二罐体23包括第三进气口24,第一排气口22与第三进气口24连接,油水蒸气从第一罐体10的第一排气口22排出后,从第三进气口24进入第二罐体23。
63.例如,冷却介质腔位于第二罐体23的中部,第三进气口24和第一排液口27可以分别位于第二罐体23的顶部和底部,可以使得油水蒸气由顶部的第三进气口24流入,能够全部向下流动,进行冷凝,从而避免油水蒸气在第二罐体23的顶部滞留;位于底部的第一排液口27使冷凝出的油水混合液能够完全排出,避免在第二罐体23内滞留。
64.例如,采用直接换热的方式时,该冷凝器21包括第二罐体23,第二罐体23还包括冷却介质入口和冷却介质出口。该冷却介质可以是冷却水或者冷却油,第二罐体23包括第三进气口24,第一排气口22与第三进气口24连接,油水蒸气从第一罐体10的第一排气口22排出后,从第三进气口24进入第二罐体23。第三进气口24可以位于第二罐体23的下部,冷却介质入口可以位于第二罐体23的上部,这样由于重力作用冷却介质向下流动,油水蒸气向上流动,可以使得冷却介质将油水蒸气冷却地更充分。
65.需要说明的是,如图2所示,第三进气口24也可以位于第二罐体23的中部。
66.例如,如图2所示,在第一排气口22与第三进气口24连接的管路上还设置有温度变送器25,液相调节阀16和温度变送器25联锁控制,将从第一排气口22排出的油水蒸气的温度控制在100℃~200℃。
67.例如,该温度变送器25可以将油水蒸气的温度变量转换为可传送的标准化输出信号,以用于对油水蒸气温度参数的测量和控制。当温度变送器25显示油水蒸气的温度低于100℃时,可以指示液相调节阀16以减小含液油泥的流量;当温度变送器25显示油水蒸气的温度高于200℃时,可以指示液相调节阀16以加大含液油泥的流量,以实现液相调节阀16和温度变送器25的联锁控制,从而使得后续进入冷凝器的油水蒸气能够得到充分的利用。
68.例如,如图2所示,该冷凝器21还包括油水分离器26,第二罐体23包括设置在其底部的第一排液口27,油水分离器26包括设置在其顶部的第二进液口28,第一排液口27和第二进液口28连通。
69.需要说明的是,上述提及的“顶部”、“底部”可以参见前述类似定义,在此不再赘述。
70.例如,第二罐体23内的油水蒸气经过冷却后未冷凝的不凝气体净化后作为燃料供热解过程使用或进入废弃炉处置。
71.例如,第二罐体23中至少部分油水蒸气冷凝形成油水混合液,该油水混合液的温度为40℃~80℃,油水混合液从第二罐体23的第一排液口27排出,然后从与第一排液口27连通的第二进液口28进入油水分离器26。基于密度差,该油水分离器26将从第二罐体23排出的油水混合液中的轻质油和含油废水进行分离,将分离出的轻质油进行回收和再利用,将分离出的含油废水输送到第二罐体23的冷凝系统中循环利用或排入污水处理系统。
72.例如,该冷凝器21能够将不凝气体、轻质油和水分离出,从而最大程度的回收油水蒸气中的轻质油和不凝气体,以提高油的回收率。
73.例如,如图2所示,该热解气冷凝协同处理含液油泥的装置还包括油分离器29,第一罐体10还包括设置在其底部的第二排液口30,该油分离器29包括第三进液口31,第二排液口30和第三进液口31连通。在第一罐体10中冷凝出的重质油能够向下流动到底部的第二排液口30排出。
74.例如,含液油泥中经加热的重质油分和固相与热解气冷凝的重质油分混合形成含固油相进入油分离器29。在油分离器29中,含固油相进行沉降分离,分离出的重质油可采用储油罐收集以进一步利用;分离出的含油固相可以进行深度处理以防止环境污染。
75.例如,第一排气口22和第二排液口30分别位于第一罐体10的顶部和底部,可以使得上升的油水蒸气和向下流动的重质油能够完全的离开第一罐体10,避免在第一罐体10内滞留,以使的油资源的回收率达到最大。
76.需要说明的是,上述提及的“顶部”、“底部”可以参见前述类似定义,在此不再赘述。
77.例如,在本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置中,与外界接触的管路的表面都包裹有保温层,以使管路中流通的介质的温度基本保持不变。
78.例如,采用本实用新型的实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置,无需外界热源的添加,仅通过需要被资源化的热解气和含液油泥即可实现,从而使得能量和
资源得到最大化的利用,且达到了含液油泥和热解气的无害化处理、回收热解气和含液油泥中的石油资源以实现资源再利用的目的。该热解气冷凝协同处理含液油泥的装置还可以实现自动化控制和模块化设计,占地面积小,安装移动方便,可在污染区域就近处理,以减少含液油泥的运输成本。
79.本实用新型至少一实施例还提供一种热解气冷凝协同处理含液油泥的方法,例如,图3为本实用新型一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图。如图3所示,该方法包括如下步骤。
80.s01:提供含液油泥和热解气;
81.s02:将含液油泥与热解气接触进行热交换以使热解气中的至少部分油相冷凝,含液油泥中的至少部分水相和至少部分油相蒸发,以得到油水蒸气和含固油相。
82.例如,热解气的温度通常可以达到250℃~550℃,如果专门采用冷却水、冷却油等对高温热解气进行冷凝,将会造成高温热解气的热量无法得到充分利用,且冷却水或者冷却油的消耗量也非常大,从而造成了大量的资源浪费。含液率高的含液油泥需要被加热以对其中的油资源进行回收,同时还可以避免环境污染,因此,采用高温热解气对低温的含液油泥进行加热,同时低温的含液油泥对高温热解气进行冷凝,可以实现热解气冷凝协同处理含液油泥,以使得资源得到最大化利用且可以避免环境污染。
83.例如,采用高温热解气与低温含液油泥接触进行换热,可以实现对高温热解气进行冷凝,使得高温热解气中至少部分油相冷凝;对含液油泥进行加热,使得含液油泥中的水相和至少部分油相蒸发,从而可以在不增加能耗的情况下可以回收更多的油资源,同时在不使用任何化学药剂的情况下可以实现油和水的分离,并对含液油泥中的油资源进行回收以得到高质量的油资源。
84.例如,该含液油泥为具有流动性的油泥,该含液油泥中水和油的总质量百分含量为70%~95%。例如,该含液油泥中水和油的质量百分含量为70%、75%、80%、85%、90%或者95%,这样可以保证含液油泥在运输管路中进行很好的流动,也可以保证对热解气进行很好的冷凝。
85.例如,热解气是含油废弃物经过热脱附处理产生的。热脱附的过程是在高温绝氧的条件下,含油废弃物中的有机污染物发生蒸发和热解等作用,最终将含油废弃物中的油和水从固相彻底分离,并对石油资源加以回收,实现含油废弃物的无害化处理和资源化利用。例如,可以在一个或多个热解炉内进行热脱附处理,且将热脱附处理的温度控制在250℃~550℃,热解的时间控制在0.4h~3.2h,最终形成的热解气的温度为250℃~550℃。例如,热解气的温度为250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃或者550℃。
86.例如,热解气中的重质油组分冷凝为液相,在热解气的加热作用下含液油泥的稳定性被破坏,乳化性降低,同时含液油泥中的水组分和轻质油组分被热解气加热形成水蒸气和油蒸气。热解气中未冷凝的气相和从含液油泥蒸发的油蒸气、水蒸气混合形成油水蒸气。
87.例如,将含液油泥与热解气接触进行热交换包括:将含液油泥输送至罐体的进液口,将热解气输送至罐体的进气口,含液油泥与热解气在罐体中接触以进行热交换。
88.例如,图4为本实用新型再一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图,如图4所示,该方法包括如下步骤。
89.s11:提供含液油泥和热解气;
90.s12:在将含液油泥与热解气接触之前,在输送含液油泥的过程中在含液油泥中混入保护气体;
91.s13:将含液油泥和保护气体的混合物与热解气接触进行热交换以使热解气中的至少部分油相冷凝,含液油泥中的至少部分水相和至少部分油相蒸发,以得到油水蒸气和含固油相。
92.例如,保护气体可以防止在高温条件下从含液油泥中挥发出的气体或者热解气被残留在罐体中的氧气或者在传输含液油泥的过程中带入的氧气氧化。
93.例如,将含液油泥和保护气体的混合物与热解气接触进行热交换的过程中,可以使得含液油泥和热解气的接触面积更大,从而使得含液油泥和热解气的热交换更充分。
94.例如,该保护气体为氦气、氩气等惰性气体和氮气中的至少之一。
95.例如,图5为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图,如图5所示,该方法包括如下步骤。
96.s21:提供含液油泥和热解气;
97.s22:输送含液油泥和热解气,并调节含液油泥的流量;
98.s23:将含液油泥与热解气接触进行热交换以使热解气中的至少部分油相冷凝,含液油泥中的至少部分水相和至少部分油相蒸发,以得到油水蒸气和含固油相,通过调节含液油泥的流量,以使得到的油水蒸气的温度在100℃~200℃的范围内。
99.例如,在将含液油泥输送至进液口的过程中,采用增压泵和液相调节阀中的至少之一调节含液油泥的流量。例如,该增压泵可以设置在传输含液油泥的管路上,该液相调节阀可以设置在增压泵和进液口之间。
100.例如,在将含液油泥输送至进液口的过程中,可以采用增压泵为含液油泥的流动提供动力,即对含液油泥施加压力以加快对含液油泥的传输速度以调节含液油泥的流量,以及采用液相调节阀控制阀门的开度以调节含液油泥的流量,以保证有足够量的含液油泥与热解气充分接触。
101.例如,罐体内还可以设置喷淋器,喷淋器与进液口连通,通过喷淋器可以向热解气喷淋含液油泥,以使含液油泥与热解气接触进行热交换。
102.例如,图6为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图,如图6所示,该方法包括如下步骤。
103.s31:提供含液油泥和热解气;
104.s32:将含液油泥输送至罐体的进液口并输送至与进液口连通的喷淋器,将热解气输送至罐体的进气口;
105.s33:通过喷淋器向热解气喷淋含液油泥,以使含液油泥与热解气接触进行热交换,以使热解气中的至少部分油相冷凝,含液油泥中的至少部分水相和至少部分油相蒸发,以得到油水蒸气和含固油相。
106.例如,该罐体还包括用于排出油水蒸气的排气口,在从排气口排出油水蒸气的输送通道中设置有温度变送器,该方法还包括:通过温度变送器和液相调节阀联锁控制,将油水蒸气的温度控制在100℃~200℃。
107.例如,图7为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的
流程图,如图7所示,该方法包括如下步骤。
108.s41:提供含液油泥和热解气;
109.s42:输送含液油泥和热解气,并调节含液油泥的流量;
110.s43:将含液油泥与热解气接触进行热交换以使热解气中的至少部分油相冷凝,含液油泥中的至少部分水相和至少部分油相蒸发,以得到油水蒸气和含固油相,通过温度变送器和液相调节阀联锁控制,将油水蒸气的温度控制在100℃~200℃。
111.例如,在将含液油泥输送至进液口的过程中,可以采用增压泵为含液油泥的流动提供动力,即对含液油泥施加压力以加快对含液油泥的传输速度以调节含液油泥的流量,以及采用液相调节阀控制阀门的开度以调节含液油泥的流量,以保证有足够量的含液油泥与热解气充分接触。
112.例如,该温度变送器可以将油水蒸气的温度变量转换为可传送的标准化输出信号,以用于对油水蒸气温度参数的测量和控制。当温度变送器显示油水蒸气的温度低于100℃时,可以指示液相调节阀以减小含液油泥的流量;当温度变送器显示油水蒸气的温度高于200℃时,可以指示液相调节阀以加大含液油泥的流量,以实现液相调节阀和温度变送器的联锁控制,从而使得后续进入冷凝器的油水蒸气能够得到充分的利用。
113.例如,图8为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图,如图8所示,该方法包括如下步骤。
114.s51:提供含液油泥和热解气;
115.s52:将含液油泥与热解气接触进行热交换以使热解气中的至少部分油相冷凝,含液油泥中的至少部分水相和至少部分油相蒸发,以得到油水蒸气和含固油相;
116.s53:将油水蒸气进行冷凝处理以得到油水混合物和不凝气体;
117.s54:将油水混合物进行油水分离以得到轻质油和含油废水,将不凝气体进行收集;
118.s55:将含固油相进行沉降分离以得到重质油和含油固相。
119.例如,当在如图2所示的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置中完成上述过程时,热解气冷凝协同处理含液油泥的方法包括采用冷凝器对油水蒸气进行冷凝,冷凝器包括第二罐体和油水分离器,将油水蒸气输送至第二罐体,在第二罐体中将油水蒸气冷却至40℃~80℃,以得到油水混合物和不凝气体;将油水混合物输送至油水分离器以得到轻质油和含油废水;同时将不凝气体收集。
120.例如,在第二罐体中将油水蒸气冷却包括采用直接换热或者间接换热的方式对油水蒸气进行冷却,直接换热的方式包括采用油或水对油水蒸气直接进行喷淋;间接换热的方式包括采用冷却水列管等对油水蒸气进行冷却。
121.例如,基于密度差,该油水分离器将从第二罐体排出的油水混合液中的轻质油和含油废水进行分离,将分离出的轻质油进行回收和再利用,将分离出的含油废水输送到第二罐体的冷凝系统中循环利用或排入污水处理系统。该冷凝器能够将不凝气体、轻质油和水分离出,从而最大程度的回收油水蒸气中的油质,以提高了油资源的回收率。
122.例如,热解气冷凝协同处理含液油泥的方法还包括采用油分离器对重质油和含油固相进行沉降分离,分离出的重质油可采用储油罐收集以进一步利用;分离出的含油固相进行深度处理。
123.例如,图9为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图。例如,图9所示的热解气冷凝协同处理含液油泥的方法在如图2所示的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置中完成。如图9所示,该方法包括如下步骤。
124.s61:提供含液油泥、热解气和保护气体;
125.s62:将热解气输送至第一罐体的第一进气口;
126.s63:采用增压泵对含液油泥施加压力,采用液相调节阀调节含液油泥的流量,将含液油泥输送至第一罐体的第一进液口;
127.s64:从第二进气口输入保护气体,将保护气体传输至喷淋器与第一进液口之间;
128.s65:将含液油泥和保护气体混合,将混合后的含液油泥和保护气体输送至喷淋器;
129.s66:采用喷淋器向热解气喷淋含液油泥和保护气体的混合物,使含液油泥与热解气接触进行热交换以使热解气中的至少部分油相冷凝,含液油泥中的至少部分水相和至少部分油相蒸发,以得到油水蒸气和含固油相。
130.例如,该热解气冷凝协同处理含液油泥的方法,还包括:采用位于第一罐体10内的喷淋器17向热解气喷淋含液油泥,该喷淋器17与第一进液口11相连通,第一进液口11和喷淋器17位于第一罐体10的上部,第一进气口12位于第一罐体10的下部。
131.例如,该第一罐体10还包括位于其顶部的第二进气口19,第二进气口19连通至喷淋器17与第一进液口11之间,从第二进气口19进入的保护气体和含液油泥混合后被输送至喷淋器17。该第二进气口19位于第一罐体10的顶部,可以便于第二进气口19连通至喷淋器17与第一进液口11之间,可以减少位于第一罐体10中的管路的长度,同时,也有利于保护气体向下流动直接和含液流泥混合。
132.例如,该保护气体通过延伸并连通至第二进气口19的第三管路18传输,在第三管路18上还设置有气体调节阀20,可以采用气体调节阀20对保护气体的流量进行调节。例如,根据调节部位的信号,可以自动控制该气体调节阀20阀门的开度,从而实现保护气体流量的调节。
133.例如,图10为本实用新型又一实施例提供的一种热解气冷凝协同处理含液油泥的流程图。例如,图10所示的热解气冷凝协同处理含液油泥的方法在如图2所示的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置中完成。如图10所示,该方法包括如下步骤。
134.s71:提供含液油泥、热解气和保护气体;
135.s72:将热解气输送至第一罐体的第一进气口;
136.s73:采用增压泵对含液油泥施加压力,采用液相调节阀调节含液油泥的流量,将含液油泥输送至第一罐体的第一进液口;
137.s74:从第二进气口输入保护气体,将保护气体传输至喷淋器与第一进液口之间,使含液油泥和保护气体混合,将混合后的含液油泥和保护气体输送至喷淋器;
138.s75:采用喷淋器向热解气喷淋含液油泥和保护气体的混合物,使含液油泥与热解气接触进行热交换以使热解气中的至少部分油相冷凝,含液油泥中的至少部分水相和至少部分油相蒸发,以得到油水蒸气和含固油相;
139.s76:通过第一罐体的第一排气口与冷凝器包括的第二罐体的第三进气口之间的温度变送器和液相调节阀的联锁控制,将油水蒸气的温度控制在100℃~200℃;
140.s77:将油水蒸气从第一排气口传输至第三进气口以进入第二罐体,将油水蒸气冷却至40℃~80℃,以得到油水混合物和不凝气体,对不凝气体进行收集,将油水混合物输送至冷凝器包括的油水分离器;
141.s78:基于密度差,在油水分离器中将轻质油和含油废水分离;
142.s79:从位于第一罐体底部的第二排液口排出含固油相,将含固油相输送至油分离器通过沉降分离的方式分离重质油和含油固相。
143.例如,所采用的热解气冷凝协同处理含液油泥所采用的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置还包括冷凝器21,第一罐体10还包括在其顶部的第一排气口22,油水蒸气从第一排气口22排出至冷凝器21;冷凝器21包括第二罐体23,第二罐体23包括第三进气口24,第一排气口22与第三进气口24相连通;通过第一排气口22与第三进气口24之间的温度变送器25和液相调节阀16的联锁控制,将油水蒸气的温度控制在100℃~200℃。
144.例如,该热解气冷凝协同处理含液油泥的方法还包括:将油水蒸气输送至第二罐体23,在第二罐体23中将油水蒸气冷却至40℃~80℃,以得到油水混合物和不凝气体;将油水混合物输送至冷凝器21包括的油水分离器26以得到轻质油和含油废水;同时将不凝气体收集。
145.例如,在第二罐体23中将油水蒸气冷却包括采用直接换热或者间接换热的方式对油水蒸气进行冷却,直接换热的方式包括采用油或水对油水蒸气直接进行喷淋;间接换热的方式包括采用冷却水列管等对油水蒸气进行冷却。
146.例如,采用间接换热的方式时,所采用的冷凝器21为间壁式冷凝器,该间壁式冷凝器21包括第二罐体23,第二罐体23中设置有能够进行热交换的容纳腔和冷却介质腔。冷却介质腔内流动的冷却介质能够与容纳腔内的气体进行热交换,使得容纳腔内的油水蒸气冷却。
147.例如,第二罐体23还包括冷却介质入口和冷却介质出口。通过冷却介质入口与冷却介质源连通,将低温的冷却介质输送到冷却介质腔中。冷却介质出口与冷却介质腔连通,冷却介质在冷却介质腔内流动并与容纳腔内的油水蒸气完成热交换,然后通过冷却介质出口流出。从第二罐体23流出的冷却介质降温后,被送回冷却介质腔,以进行循环流动,持续的对容纳腔内的油水蒸气进行降温冷凝。
148.例如,第一罐体10包括设置在其顶部的第一排气口22,第二罐体23包括第三进气口24,第一排气口22与第三进气口24连接,油水蒸气从第一罐体10的第一排气口22排出后,从第三进气口24进入第二罐体23。
149.例如,冷却介质腔位于第二罐体23的中部,第三进气口24和第一排液口27可以分别位于第二罐体23的顶部和底部,可以使得油水蒸气由顶部的第三进气口24流入,能够全部向下流动,进行冷凝,避免油水蒸气在第二罐体23的顶部滞留;位于底部的第一排液口27使冷凝出的油水混合液能够完全排出,避免在第二罐体23中滞留。
150.例如,采用直接换热的方式时,该冷凝器21包括第二罐体23,第二罐体23还包括冷却介质入口和冷却介质出口。该冷却介质可以是水或者油,第二罐体23包括第三进气口24,第一排气口22与第三进气口24连接,油水蒸气从第一罐体10的第一排气口22排出后,从第三进气口24进入第二罐体23。第三进气口24可以位于第二罐体23的下部,冷却介质入口可以位于第二罐体23的上部,这样由于重力作用冷却介质向下流动,油水蒸气向上流动,可以
使得冷却介质将油水蒸气冷却地更充分。
151.例如,基于密度差,该油水分离器26将从第二罐体23排出的油水混合液中的轻质油和含油废水进行分离,将分离出的轻质油进行回收和再利用,将分离出的含油废水输送到第二罐体23的冷凝系统中循环利用或排入污水处理系统。
152.例如,该冷凝器21能够将不凝气体、轻质油和水分离出,从而最大程度的回收油水蒸气中的原油,以提高了油资源的回收率。
153.例如,该热解气冷凝协同处理含液油泥的方法还包括:从位于第一罐体10底部的第二排液口30排出含固油相,将含固油相输送至油分离器29以沉降分离重质油和含油固相。
154.例如,该油分离器29包括第三进液口31,第二排液口30和第三进液口31连通。含液油泥中经加热的重质油分和固相与热解气冷凝的重质油分混合形成的含固油相能够向下流动到底部的第二排液口30排出,以进入油分离器29。在油分离器29中,含固油相进行沉降分离,分离出的重质油可采用储油罐收集以进一步利用;分离出的含油固相进行深度处理。
155.例如,第一排气口22和第二排液口30分别位于第一罐体10的顶部和底部,从而使上升的油水蒸气和下流的重质油能够完全的离开第一罐体10,避免在第一罐体10内滞留。
156.本实用新型的实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置和方法,具有以下至少一项有益效果:
157.(1)本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的方法,采用高温热解气与含液油泥接触进行换热,以实现含液油泥对高温热解气进行冷凝,高温热解气对含液油泥进行加热,使得高温热解气中至少部分油相冷凝,含液油泥中的至少部分油相挥发,节省了资源。
158.(2)本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的方法,含液油泥在不使用任何化学药剂和不增加额外能耗的情况下实现了油和水的分离,回收了更多的油资源。
159.(3)本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的方法,保护气体和含液油泥形成混合物后被输送至喷淋器可以使得喷淋时含液油泥和热解气的接触面积更大,从而使得含液油泥和热解气的热交换更充分。
160.(4)本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置,相对于第一进气口,第一进液口更靠近第一罐体的顶部,使得含液油泥在重力的作用下向远离顶部的方向流动,热解气向靠近顶部的方向流动,使得热解气和含液油泥接触的表面更多,从而使得含液油泥和热解气接触的更充分,热交换的过程也更充分。
161.(5)本实用新型至少一实施例提供的热解气冷凝协同处理含液油泥的装置,液相调节阀和温度变送器联锁控制,将从第一排气口排出的油水蒸气的温度控制在100℃~200℃,这样可以使得油水蒸气进入冷凝器后进行充分地冷凝,使得进入冷凝器的油水蒸气能够得到充分的利用。
162.有以下几点需要说明:
163.(1)本实用新型实施例附图只涉及到与本实用新型实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
164.(2)为了清晰起见,在用于描述本实用新型的实施例的附图中,层或区域的厚度被
放大或缩小,即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解,当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时,该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”,或者可以存在中间元件。
165.(3)在不冲突的情况下,本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
166.以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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