一种危废、固废含油泥砂热解析综合利用处置方法与流程

文档序号:14890174发布日期:2018-07-07 17:02阅读:814来源:国知局

本发明涉及危废、固废含油泥砂处理领域,具体涉及一种危废、固废含油泥砂热解析综合利用处置方法。



背景技术:

含油泥砂、砂是油田、炼化企业生产过程中产生的一种富含矿物油的黑色粘稠状固体废弃物,它来源广泛、种类繁多、成分复杂、危害性大。目前,国内外对含油泥砂、砂的处理方案很多,但是这些方案都存在着诸多弊端,很多方案尚处于试验理论阶段未得到实践运用。总之,对含油泥砂的处理还没有真正找到一种被公认的、普遍适用的方案。因此,在能源越来越短促、环保要求越来越高的今天,如何处理含油泥砂、砂依然是困扰着每个油田、炼厂的难题。

本发明是对含油泥砂、砂的处置实现了减量化、资源化、无害化处理,并对当前国内外含油泥砂、砂的主要处理工艺方案进行了总结、对比。最后综合研究,本着经济高效、绿色环保的理念,设计出了热解析综合利用处置方法技术。热解析是一种改型的含油泥砂高温处理工艺。采用热解析工艺处理含油泥砂时,含油泥砂在缺氧条件下加热到一定温度使其中含有的有机成分蒸发解析,然后经冷凝回收利用;经热解析后的剩余泥渣能达到相关标准要求。热解析工艺是把含油泥砂中的有机污染成分利用干馏工艺原理从一种相态转移到另一相态的物理分离过程,虽然某些系统较高温度将导致局部氧化和分解,但该技术的主要目的不是用来对有机物进行较高程度的氧化分解。

热解析不是焚烧,有机物的氧化分解不是预期的结果,热解析系统采用的温度和停留时间根据含油泥砂中所含成分确定,一般不氧化和破坏他们,系统运行效果常常由含油泥砂有机物含量处理前后的对比来进行衡量,根据热解析系统物料加热运行温度,热解析系统分为高温热解析和低温热解析,一般低温热解析温度范围为150℃-315℃(300℉-600℉),高温热解析温度范围为315℃-650℃(600℉-1200℉)。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的技术问题,本发明的目的是:提供一种危废、固废含油泥砂热解析综合利用处置方法,将危废、固废含油泥砂中的可用资源回收、利用并达到危废、固废无害化、减量化、资源化。

为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种危废、固废含油泥砂热解析综合利用处置方法,将含油泥砂进料至绝氧热解析装置,通过热解析工艺处理含油泥砂,含油泥砂在缺氧条件下加热,一方面使其中含有的有机成分蒸发解析,然后经冷凝回收利用,另一方面经热解析后的剩余泥渣通过焙烧,制造出环保陶粒或者陶砂成品以重新利用。

一种危废、固废含油泥砂热解析综合利用处置方法,包括如下步骤:

步骤1:含油泥砂经过预处理车间预处理后,送入进料仓储存,进料仓底部设置双轴有轴螺旋输送机输出物料。具体为:进料仓,按照危废、固废含油泥砂,由于油田过来的油泥浆里面含有部分石子、玻璃瓶子、扳手等机械异物,进入热解析系统之前应当予以分拣,因此,先设置一个进料仓装料斗,装料斗全容积15立方米,设计采用了矩形锥斗储存物料,从预处理车间经过预处理后的含油泥砂从预处理车间送入这个进料仓储存,进料仓底部设置双轴有轴螺旋输送机啮合输出物料给密封倾斜上料装置。步骤1需加入脱油质的药剂,药剂的种类是本领域技术人员的常规选择。

步骤2:步骤1输出的物料经密封倾斜上料装置密封上料并输送至下一步骤。具体为:密封倾斜上料装置包含了一个内伸式带压缩比的螺旋输送机,二级锁气阀下落的含油泥砂直接进入下一步骤。二级锁气阀采用压缩空气驱动。内伸式带压缩比的螺旋输送机采用电机驱动,装机功率7.5kw。

步骤3:步骤2输出的物料经带压缩比的螺旋输送机输送至下一步骤。具体为:从二级锁气阀出来的含油泥砂进入带压缩比的螺旋输送机,由带压缩比的螺旋输送机实现了物料进入了绝氧热解析装置。

步骤4:步骤3输出的物料经绝氧热解析装置进行热解析工艺处理,有机成分和水份以气相形式析出,剩余泥渣以固相形式排出。具体为:进入绝氧热解析装置(kc-rjx)的含油泥砂在绝氧热解析窑体内随着窑体的转动逐步往前运动的同时,窑体体外通过炉子不断有序加热实现了第一步的干化,第二部的轻组分有机物热解,第三步的重组分有机物热解,经过蒸发和热解后的有机质和水分以气相形式析出,实现了气体和固体的有效分离,从热解析出料端分别以气相和固相从绝氧热解析装置中出料。这个过程采用了密封绝氧出料和水分,有机质与无机物固相的分离。绝氧热解析装置(kc-rjx)主要部件分为窑体和炉体;窑体本身材料采用耐高温不锈钢sus310s板材制作,窑体直径φ1600、窑体长度12.5米,绝氧热解析装置总长度15米;进出料端采用大口径调心预紧动密封;密封元件分为永久件和易损件密封界面;出料端动密封静件与出料口和排气口组成一个总成;窑体支撑采用托轮和滚圈结构;窑体传动采用捆链加链轮传动系统;绝氧热解析装置主机装机容量22kw;炉体:炉体采用三层结构。出料系统配置于出料端总成上面,出料端总成相当于一个四通装置;第一通(左通)与主窑体构成了动密封;第二通(右通)设置一个大口径人孔,便于打开进入机内,人孔盖设置两个观察孔,一个机外强制采光,一个用于观察机内运行状态;第三通(上通)用来排气,将机内的热解析气体通过负压排出机外,实现热解析气体的及时分离,第四通(下通)用来排除机内的热解析固态渣渣;排渣装置同样采用二级锁气阀进行封闭运行,锁气阀动力同样使用气缸动力运作,锁气阀底部设置出料有粥带冷却输送机。

步骤5:步骤4排出的有机成分和水份通过文丘里洗涤系统,再进入油水分离器进行油水分离处理,油液被回收,含油污水回流至文丘里洗涤系统前端进行再利用。具体为:油水分离步骤,从文丘里洗涤系统出来的水属于含油污水。首先进入一个回油油罐进行沉降油水分离,实现油水分离,静置以后,油品漂浮在上面,将上面的油品抽出,底部的水分进入下一个处理工段。油水分离器全容积20m3,做成高6米,静止时间最多8小时必须进入下一个工段。

步骤6:步骤5中,文丘里洗涤系统会产生轻气体,轻气体回送入绝氧热解析装置的炉体的后段。具体为:尾气处理系统,从绝氧热解析装置出来的气体需要进行处理,首先使用一个文丘里泵在水箱内不断地打水循环,文丘里泵装机功率5.5kw,抽风机1.1kw,文丘里泵形成的负压区使用管线和绝氧热解析装置的窑体出气口第三通形成管道连接,泵在不断地循环的同时,负压区形成了稳定的负压区,这个负压区有效的将窑体内的气相抽出来并且和水分进行了混合,降低了温度形成了油水混合物,并且产生了轻气体。这个轻气体被另外一台风机抽出送入炉体第三段。在窑体和文丘里负压区相连接的这个管线上设置了防爆口和一级灭火装置。在这个管线上同时设置了氧含量测定仪器进行数据采集和参与控制系统,当氧含量超过3%的时候,自动控制了氮气补充进入窑体内部进行惰性化环境保护。

步骤7:步骤5中,油水分离器排出的含油污水最终全部被送入污水处理车间进行二次处理。具体为:产生的废水直接进入污水处理车间进行二次处理,达到城市二类水排放标准进行排放。

步骤8:步骤4排出的泥渣进行生物反应获得混合料,混合料制粒成球。具体为:绝氧热解析装置出料的泥渣与淤泥、建筑弃泥、铁尾矿按质量比例1:4进行搅拌,其中,泥渣一份,淤泥、建筑弃泥、铁尾矿总共是四份,然后堆放生物反应,反应时间一般不低于7天,将反应时间充分的混合料进行搅拌进入制粒系统,制粒成球。

步骤9:将步骤8得到的颗粒进行干燥。具体为:将颗粒通过输送机输送至干燥窑,进行颗粒干燥,干燥温度一般控制在300到400℃之间。

步骤10:将步骤9得到的颗粒焙烧膨化,然后通过分选得到不同规格的陶粒或者陶砂成品。具体为:干燥的颗粒进入焙烧窑,颗粒焙烧膨化,然后通过分选得到不同规格的陶粒或者陶砂成品。

作为一种优选,步骤4中,绝氧热解析装置通过炉体对窑体加热,热量通过窑体壁传递给含油泥砂,由于窑体的转动,与窑体壁金属表面接触的含油泥砂表面被连续更新,促进热能均匀传递到含油泥砂,含油泥砂被加热到足够的温度使含油泥砂中的污染成分蒸发升华。

作为一种优选,含油泥砂在绝氧热解析装置的窑体内随着窑体的转动逐步往前运动的同时,窑体体外通过炉体不断有序加热实现了第一段的低温干燥,第二段的轻组分有机物热解(中组分有机质热解析段),第三段的重组分有机物热解。

作为一种优选,炉体的燃烧温度为800~1400℃,燃烧物质为柴油、天然气、回收油和生物质燃料中的一种或几种与不凝气体的混合物。

作为一种优选,燃烧产生的热量分成两部分,一部分用于加热蒸汽发生器产生的过热蒸汽,目的是余能利用,另一部分随着高温气体进入绝氧热解析装置的外加热区内用以间接加热。

作为一种优选,过热蒸汽温度为200~300℃,高温气体温度300℃。

作为一种优选,步骤1中和阶段,通过步骤4的绝氧热解析装置提供热源;绝氧热解析装置内设置有载热介质,通过绝氧热解析装置产生的尾气对载热介质进行加热,由载热介质对步骤1提供热源。

作为一种优选,步骤3中分选阶段,物料通过带压缩比的螺旋输送机前,需通过组合双向锁气阀进入:绝氧热解析装置内通入载热介质加热,加热温度在80℃~120℃。

作为一种优选,一种危废、固废含油泥砂热解析综合利用处置方法,还包括含油泥砂的抹布和包装袋的处理步骤,将抹布和包装袋直接送入绝氧热解析装置,在800~1400℃的条件下加热气化60min~90min,得到可燃气体和固体残渣,将固体残渣投入陶粒处理步骤中进行制粒焙烧。

本发明的原理是:将含油泥砂的各阶段处理步骤融合在一起,形成一个系统的加工处理方法,以绝氧热解析工艺为基础,包括含油泥砂中油液的处理、含油污水的处理,泥渣的回收利用,最终实现油液的回收和销售,污水处理后排放,泥渣制造出环保陶粒或者陶砂成品以重新利用;为了实现各步骤的融合,进行了某些步骤的改进,以及在步骤之间加入特定的装置。

一种危废、固废含油泥砂热解析综合利用处置方法,绝氧热解析处理含油泥砂,是一种无害化处理技术,技术先进,能有效的回收含油泥砂中的资源和能源,运行温度相对较低,大气污染物易于控制,没有二噁英和尾气中汞、砷、酸性气体等有毒有害气体的敏感问题;该技术操作比较简单,采用自动化控制。本发明广泛应用于钻井油泥、罐底泥、炼油厂废油渣、有机化工废料、溶剂清洗废布、油漆废料和树脂废料、油罐底泥、油基钻屑等含油固体污染物、市政污泥、工业污泥、除尘灰等含有能被蒸发去除的有机物混合物的危废和固废,通过分拣配料、粉碎混合、高温热解、废料造粒、还原焙烧等工艺处理,可生产成供陶粒工业使用的陶粒建材的技术,从而达到危废、固废的减量化、无害化和资源化的最终目的,具有良好的社会经济及生态环境效益。

总的说来,本发明具有如下优点:

1.将危废、固废无害化、减量化、资源化综合利用处理。

2.技术先进,能有效的回收含油泥砂中的资源和能源,因为运行温度相对较低。

3.大气污染物易于控制,没有二噁英和尾气中汞、砷、酸性气体等气态污染物污染的敏感问题。

4.制造出环保陶粒或者陶砂成品可以在建筑行业重新利用。

附图说明

图1是本发明工作原理图。

图2是陶粒或者陶砂成品制作工艺图。

其中,1为进料仓,2为密封倾斜上料装置,3为带压缩比的螺旋输送机,4为绝氧热解析装置,5为冷却排料螺旋输送机,6为旋风分离器,7为星型阀,8为文丘里洗涤系统,9为油水分离器,10为污水泵,11为回水水箱,12为高速喷射泵,13为凉水塔及循环泵,14为石油液化气控制箱,15为除沫器,16为换热器,17为空冷式冷冻机组,18是引风机,19是微型引风机,20为油泵,a为含油泥砂来自预处理车间,b为石油液化气来自气站,c为油液进入油储罐销售,d为含油污水进入污水处理车间,e为泥渣进入陶粒车间,f为二氧化碳和水排入大气,g为不凝性气体进入炉体焚烧处理,h为冷却水来自凉水塔,i为冷却水返回凉水塔。

具体实施方式

下面来对本发明做进一步详细的说明。

图1所示,含油泥砂经过预处理车间预处理,沿着物料的流向,预处理车间、进料仓、密封倾斜上料装置、带压缩比螺旋输送机、绝氧热解析装置依次设置;绝氧热解析装置的第三通出口、旋风分离器、文丘里洗涤系统依次相接;文丘里洗涤系统的轻气体出口、除沫器、换热器、引风机依次相接后,再接入绝氧热解析装置的第三段,其中,换热器与空冷式冷冻机组通过两条管道相接组成循环回路;文丘里洗涤系统的含油污水出口与油水分离器相接,油水分离器的油液出口接油泵,从而油液被油储罐回收;油水分离器上端出口接微型风机后,再通过管道接入除沫器和换热器之间的管道;油水分离器下端的污水出口与污水泵相接后分成两路,一路与回水水箱、高速喷射泵依次相接,再接入文丘里洗涤系统的前端,该过程中,污水被凉水塔冷凝,另一路与污水处理车间相接将污水最终排出;绝氧热解析装置的第四通出口与冷却排料螺旋输送机相接,排出泥渣至陶粒车间,同时旋风分离器下端装有星型阀,也排出泥渣至陶粒车间;石油液化气通过石油液化气控制箱与绝氧热解析装置相接。

图2是泥渣制造出环保陶粒或者陶砂成品的工艺流程。

一种危废、固废含油泥砂热解析综合利用处置方法,具体如下:

步骤1:

从预处理车间经过预处理后的含油泥砂从预处理车间送入这个含油泥砂进料仓储存。含油泥砂进料仓底部设置双轴有轴螺旋输送机啮合输出物料。双轴有轴螺旋输送机的出料口与下一台机进料口实现无缝对接,下一台机为倾斜密封上料装置。

倾斜密封上料装置成功的实现了含油泥砂的转移,从含油泥砂进料仓输送到绝氧热解析装置的进料口上方的一个小的料仓。

步骤2:

小的料仓为组合双向锁气阀的缓冲仓,进入小的料仓的含油泥砂立即进入组合双向锁气阀的一级锁气仓,然后进入二级锁气仓。一级和二级锁气阀实现交替进料和交替锁气,目的是为了成功进料的同时拒绝氧气(空气)进入后系统。

步骤3:

从组合双向锁气阀出来的含油泥砂自行进入带压缩比的螺旋输送机,由带压缩比的螺旋输送机实现了物料进入了绝氧热解析装置(kc-rjx)。

步骤4:

进入绝氧热解析装置的含油泥砂在绝氧热解析窑体内随着窑体的转动逐步往前运动的同时,窑体体外通过炉体不断有序加热实现了热化,第一段是低温干燥段(一般设定温度在150-232℃之间),第二段是中组分有机质绝氧热解析段(一般设定温度在250-350℃之间),第三段是重组分绝氧热解析段(一般设定温度在350-650℃之间),从炉体的燃烧室排出的气体为co2和h2o气体。经过蒸发和热解后的有机质和水分以气相形式析出,实现了气体和固体的有效分离,从热解析出料端分别以气相和固相从绝氧热解析装置中出料。这个过程采用了密封绝氧出料和水分,有机质与无机物固相的分离。最终形成的固相物因为含油率≤0.3%而变成了非危险废弃物。

绝氧热解析装置的出料端配置二级锁气阀进行封闭运行,锁气阀动力同样使用气缸动力运作,锁气阀底部设置冷却排料螺旋输送机。冷却排料螺旋输送机将从出料锁气阀出来的废渣输送出来,将温度降低到约80℃左右存储于一个存储仓里面进行暂存处理,这个存储仓需要定期清理运输至陶粒车间。

通过文丘里洗涤系统抽出来经过了旋风分离器的除尘气体与洗涤水混合,形成了包含了油水混合物和不凝性气体与水蒸汽混合物,温度在75℃左右,油水混合液体等存在于文丘里洗涤水箱中共存。

步骤5:

文丘里洗涤水箱中的油水混合物通过位于水箱底部的排水管和排水泵将油水混合物排到油水分离器进行分离。油水分离器采用四格仓结构,从文丘里洗涤水箱出来的水属于含油污水。采用泵直接送入油水分离器一级收集箱体,油水分离器总长度8米,总宽度2米,总高度2米,全容积32m3,分成了四个格形成了四个仓位。第一格仓为收集仓,从文丘里水箱过来的油水混合物直接进入第一格仓储存,一个格仓内的油水混合物一直处于喘流状态。

在第一格仓带了一定的液位以后,流体逐渐处于层流状态流入第二格仓,第二格仓的流体处于喘流和层流状态之间,逐渐实现了分层,油漂浮于上层,水在底层,第二格仓属于开始分离,有分层现象,但是分层不够彻底。第二格仓逐渐液位上升到一定的高度后进入第三格仓分离。第三格仓处于完全层流状态。经过了第三格仓长时间的分离,油在上面通过溢流堰直接进入第四格仓,水在第三格仓底部形成了明显的分离。需要说明的是,油水分离器是整体密封的一个系统,为了防止油水分离器正压作业,油水分离器顶部设置一个微型引风机,形成负压作业,将油水分离器出来的气相抽入冷清器进行冷凝处理。

步骤6:

从第三格仓底部抽出来的水分成两路,第一路采用泵进入换热器降低温度到约55℃左右进入文丘里洗涤泵用水进入循环水箱,文丘里洗涤系统循环使用。换热器冷介质来自于工厂内凉水塔提供的凉水进行换热。凉水塔为厂区内共享装置。第二路水用泵直接通过管道泵入厂区内的污水处理站进行水处理,水处理之后达到广东省污水排放二级排放标准进行排放。

步骤7:

从步骤4里面冷却排料螺旋输送机出来的固体物料就是热解析后的残渣物,里面含有少量碳粉,因此,采用密封输送到焙烧炉车间作为陶粒煅烧原料使用,实现了资源化利用。

步骤8:

步骤4排出的泥渣与淤泥、建筑弃泥、铁尾矿按质量比例1:4进行搅拌,其中,泥渣为一份,而淤泥、建筑弃泥、铁尾矿的总和为四份,然后堆放生物反应,反应时间一般不低于7天,将生物反应充分的混合料进行第二次搅拌并进入制粒系统,制粒成球。

步骤9:

将颗粒通过输送机输送至干燥窑,进行颗粒干燥,干燥温度一般控制在300到400℃之间。

步骤10:

干燥的颗粒进入焙烧窑,使颗粒焙烧膨化,然后通过分选得到不同规格的陶粒或者陶砂成品。

上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

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