一种油泥热解装置的制作方法

本公开涉及油泥处理技术领域，具体地，涉及一种油泥热解装置。

背景技术：

油泥是含油污泥，属于HW08类危险废物，具有易燃性和毒性，而且油泥中的有毒物质难以降解，对生态和人类健康造成严重危害。

油泥处理难度大，目前没有得到有效地处理，石油炼化等行业每年产生数百万吨含油污泥，且存量巨大。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种油泥热解装置，该装置能够对油泥进行热解处理后回收利用。

为了实现上述目的，本公开提供一种油泥热解装置，所述油泥热解装置包括圆筒形壳体、搅拌轴、固定在所述搅拌轴上的搅拌叶片和位于所述圆筒形壳体外部并用于驱动所述搅拌轴转动的驱动电机，所述圆筒形壳体包括形状相适应的内壳体和外壳体，所述内壳体内形成有内腔体，所述内壳体与外壳体之间形成有外腔体，所述搅拌轴位于所述内腔体中，所述外腔体内容纳有加热装置。

可选的，所述油泥热解装置还包括真空发生器，所述热解蒸汽出口与真空发生器流体连通以使所述内腔体形成为负压环境。

可选的，所述油泥热解装置设置有形成在所述圆筒形壳体的侧壁上的油泥入口、热解废渣出口和热解蒸汽出口；或者，所述油泥热解装置设置有形成在所述圆筒形壳体的侧壁上的油泥入口、热解废渣出口，所述热解蒸汽出口设置在油泥入口的侧面，并由蒸汽电动阀控制开闭。

可选的，所述圆筒形壳体沿轴向水平放置，所述油泥热解装置的油泥入口和热解蒸汽出口位于所述圆筒形壳体的顶部，热解废渣出口位于所述圆筒形壳体的底部；所述搅拌轴一端伸出所述圆筒形壳体的一端端面并与所述驱动电机传动连接，所述搅拌轴的另一端可转动地安装在所述圆筒形壳体的另一端端面上。

可选的，所述搅拌轴的所述另一端沿所述圆筒形壳体的轴向穿透所述圆筒形壳体的所述另一端端面，并且与所述另一端端面之间设置有真空密封条；或者，搅拌轴与圆筒形壳体的两端面之间均设置有真空密封条。

可选的，所述搅拌叶片为单向搅拌叶片，所述油泥热解装置的油泥入口和热解蒸汽出口分别位于所述圆筒形壳体轴向两端的顶部，所述热解装置的热解废渣出口位于所述圆筒形壳体靠近所述热解蒸汽出口的一端的底部。

可选的，所述搅拌叶片为双向搅拌叶片，所述油泥热解装置的油泥入口为两个且分别位于所述圆筒形壳体轴向两端的顶部，所述油泥热解装置的热解蒸汽出口位于所述圆筒形壳体轴向中心的顶部，所述热解装置的热解废渣出口位于所述圆筒形壳体轴向中心的底部。

可选的，所述外腔体包括填充其中的硅酸盐层，所述加热装置形成为包裹在所述内壳体外表面的电热丝。

可选的，所述搅拌轴和/或搅拌叶片的外部包裹有电热丝。

可选的，所述油泥热解装置的油泥入口的上方设置有投料仓，所述投料仓通过第一电动阀与所述油泥热解装置的油泥入口连通，所述油泥热解装置的热解废渣出口设置有第二电动阀。

本公开的油泥热解装置一方面能够回收油泥中的油类产物进行资源再利用，另一方面能够对油泥进行处理，防止后续排放对环境的污染。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开油泥热解装置一种具体实施方式的结构示意图。

图2是本油泥热解工艺所采用装置的另一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1圆筒形壳体 2搅拌叶片 3投料仓

4第一电动阀 5驱动电机 6第二电动阀

14真空发生器 17电热丝 41蒸汽电动阀

100搅拌轴 101硅酸盐层 900进料斗

901输送机

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如图1所示，本公开提供一种热解装置，包括圆筒形壳体1、搅拌轴100、固定在所述搅拌轴100上的搅拌叶片2和位于所述圆筒形壳体1外部并用于驱动所述搅拌轴转动的驱动电机5，所述圆筒形壳体1可以包括形状相适应的内壳体和外壳体，所述内壳体内形成有内腔体，所述内壳体与外壳体之间形成有外腔体，所述搅拌轴位于所述内腔体中，所述外腔体内、搅拌轴和/或搅拌叶片上可以布置有加热装置，所述热解装置的油泥入口、热解废渣出口和热解蒸汽出口可以形成在所述圆筒形壳体1的侧壁上。采用上述热解装置，油泥可以在搅拌轴和搅拌叶片的搅拌下进行热解，一方面能够加快热传递速率，使油泥受热均匀且温度快速提高，另一方面还可以使蒸发或热解产生的蒸汽快速被带走，从而缩短热解的时间。

一种优选具体实施方式，如图1所示，所述圆筒形壳体1沿轴向水平放置，所述油泥热解装置的油泥入口和热解蒸汽出口位于所述圆筒形壳体1的顶部，热解废渣出口位于所述圆筒形壳体1的底部；所述搅拌轴100一端伸出所述圆筒形壳体的一端端面并与所述驱动电机5传动连接，所述搅拌轴的另一端可转动地安装在所述圆筒形壳体的另一端端面上。在该实施方式中，由于搅拌轴沿圆筒形壳体的轴向设置，在搅拌轴和搅拌叶片的带动下，油泥可以沿圆筒形壳体的圆周运动，有效防止油泥沉积。

一种优选具体实施方式，所述搅拌轴的所述另一端沿所述圆筒形壳体1的轴向穿透所述圆筒形壳体1的所述另一端端面，并且与所述另一端端面之间设置有真空密封条，或者，搅拌轴100与圆筒形壳体1的两端面之间均设置有真空密封条；真空密封条的材料可以是硅橡胶、耐高温橡胶、盘根或者硅胶等。由于热解反应可以在真空条件下进行，真空密封条可以提高真空效果。

一种优选具体实施方式，所述搅拌叶片2为单向搅拌叶片，所述油泥热解装置的油泥入口和热解蒸汽出口分别位于所述圆筒形壳体1轴向两端的顶部，所述热解装置的热解废渣出口位于所述圆筒形壳体1靠近所述热解蒸汽出口的一端的底部。在该实施方式中，油泥在单向搅拌叶片的作用下，从内腔体的一端运动到另一端，可以使油泥热解产生的废渣和蒸汽被送出热解装置，布置更加合理，而且油泥在内腔体中停留的时间更长。

一种优选具体实施方式，所述搅拌叶片2为双向搅拌叶片，所述油泥热解装置的油泥入口为两个且分别位于所述圆筒形壳体1轴向两端的顶部，所述油泥热解装置的热解蒸汽出口位于所述圆筒形壳体1轴向中心的顶部，所述热解装置的热解废渣出口位于所述圆筒形壳体1轴向中心的底部。在该实施方式中，油泥从圆筒形壳体两端的顶部送入内腔体中，并在双向搅拌叶片的带动下，油泥一边发生热解，一边向圆筒形壳体中部运动，从而可以提高油泥的处理速度。

一种优选具体实施方式，所述外腔体包括填充其中的硅酸盐层101，硅酸盐层包覆在外腔体内的加热装置上，所述加热装置形成为包裹在所述内壳体外表面的电热丝17。硅酸盐层一方面可以保证圆筒形壳体的强度，同时减少电热丝热量向圆筒形壳体外部散失，还可以隔绝空气，防止电热丝被空气氧化。另外，为了使油泥的加热全方位进行，所述搅拌轴100的外部可以包裹有电热丝，该电热丝与内壳体外表面的电热丝同时使用，可以使油泥内外同时加热，加快热解速度。

为了方便油泥的大批量送入热解装置中，如图1所示，所述油泥热解装置的油泥入口的上方可以设置有投料仓3，所述投料仓3可以通过第一电动阀4与所述油泥热解装置的油泥入口连通，所述油泥热解装置的热解废渣出口可以设置有第二电动阀6。第一电动阀和第二电动阀的作用一方面可以提高热解装置的密封性，减少热量的散失，另一方面还可以保持热解装置内的真空度。具体操作方式可以为：当油泥通过投料仓加入到内腔体中时，打开第一电动阀，保持第二电动阀关闭；当投料完毕，关闭第一电动阀，进行油泥热解；当热解结束后，打开第二电动阀进行出料。

根据本公开，油泥是本领域技术人员所熟知的，主要由有机成分、油类、(菌体)及无机成分组成，常见的油泥有落地油泥、大罐油泥、油基钻屑、作业油泥、水处理泥和液态油泥等，落地油泥是油田地面生产或储运过程中产生的一种含油固体废物，大罐油泥或称为罐底油泥为油罐底部沉积的油泥，油基钻屑是钻井过程中所产生的含油钻屑，作业油泥是工程作业时由于机油落地所产生的油泥，水处理泥是含油污水进行处理时所产生的淤泥，液态油泥是水含量较高的呈现液态的油泥。油泥的固含量可以为30～50重量％，碳含量可以在35重量％以上。

根据本公开，为了减少热解装置由于被热解蒸汽带走的热量损失，如图1所示，所述油泥热解装置还可以包括真空发生器14，所述真空发生器14与热解蒸汽出口连通以使所述热解装置内形成为负压环境，即低于大气压的环境，或称为真空环境。在真空环境下，热量不需要浪费在加热额外的空气上，所有的能量都直接传递到油泥上，将能量损失降到最低。所述真空发生器可以根据真空度的需要进行合理选择，例如是真空泵或者抽风机等，优选为真空泵。

一种具体实施方式，如图2所示，所述油泥热解装置设置有形成在所述圆筒形壳体1的侧壁上的油泥入口和热解废渣出口，所述热解蒸汽出口设置在油泥入口的侧面，并由蒸汽电动阀41控制开闭，所述真空发生器14通过所述蒸汽电动阀41和热解蒸汽出口与所述内腔体流体连通。由于油泥热解批次进行，将所述油泥通过第一电动阀4送入内腔体中以后，第一电动阀4关闭；油泥热解开始后，保持第一电动阀关闭，开启蒸汽电动阀41，从而将油泥热解蒸汽从油泥入口送出。采用该具体实施方式，大大简化了装置，节约了制造成本。

根据本公开，热解装置的作用在于将油泥在高温下进行热解，使其中的油类在高温下或蒸发或热解，以与废渣分离，从而使废渣适合排放。前已述及为了提高热量利用率，热解优选在真空下进行，在真空环境下，油的沸点要比大气压下的沸点低，因此在真空环境下，热量不需要浪费在加热额外的空气上，所有的能量都直接传递到物料上，将能量损失降到最低。另一方面，为了防止空气中的氧气在高温下与油类进行氧化反应，降低油类的回收率，热解也优选在真空下进行。

根据本公开，油泥热解可以批量进行，将一批油泥送入热解装置中，然后在高温真空下对油泥进行热解，所述油泥热解的条件可以包括：温度为95～350℃，绝对压力小于900毫巴，时间为4-8小时。另外，本公开的发明人发现，油泥热解的时候，主要分为两个阶段，第一阶段是油泥中的水和挥发性物质蒸发的过程，该过程对真空度要求不高；第二阶段是油泥中的碳氢化合物蒸发的过程(一般在450℃以下)，该过程由于既有油类的蒸发过程，也伴随着油类的热解或者裂解过程，从而使热解蒸汽的体积快速增加，而且，热解蒸汽中油类容易在输送过程中在管道中凝结，为了降低碳氢化合物的沸点、加快输送速度，第二阶段热解的真空度要高于第一阶段，例如，所述油泥热解可以包括第一热解和第二热解；所述第一热解的绝对压力为700～900毫巴，温度为95～150℃，优选为100～120℃，时间为1～3小时；所述第二热解的绝对压力小于50毫巴，温度为150～350℃，优选为200～300℃，时间为3～7小时。需要说明的是，第一热解和第二热解可以在同一个热解装置中进行，也可以在不同的热解装置中进行，可以同时进行也可以依次进行，本领域技术人员可以根据需要进行选择。

根据本公开，油泥由于粘性较大，若直接送入热解装置中，容易造成堵塞，因此可以要通过油泥送料装置对油泥进行粉碎，如图1所示，所述油泥进料装置可以包括连通的进料斗900和输送机901；所述进料斗900位于所述输送机901上方，且顶部设置有油泥入口，所述输送机901的侧面或底部设置有油泥出口。通过输送机901可以预先对油泥进行粉碎后输送入热解装置中，所述输送机优选为管状链式输送机。

下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。

本公开实施例所用油泥来自某炼油厂原油储罐罐底油泥，含碳量为58.7重量％，含氢量为7.21重量％，含氮量为0.55重量％，含硫量为0.31重量％，余量为重金属和矿物质。

本公开实施例中油类产物碳收率＝所得油类产物中碳元素重量/油泥中碳元素重量。油类产物中轻油、柴油和重油选择性采用液相色谱进行测定，轻油的馏程小于210℃，柴油的馏程为210～370℃，重油沸点在370℃以上。热解废渣、油泥和油类产物含碳量采用碳含量分析仪进行测定。

实施例1

如图1所示，将罐底油泥通过进料斗900和管状链式输送机901输送至热解装置的投料仓3中，并在第一电动阀4的控制下进入圆筒形壳体1中，待进料结束，通过电热丝17和真空泵14控制圆筒形壳体1中的温度为280℃，绝对压力小于900毫巴，同时通过搅拌叶片2对油泥进行缓慢搅拌，以使油泥热解反应均匀进行。

采用上述条件，持续热解5小时后，收集热解蒸汽并对热解蒸汽中的油类进行分析，对热解废渣进行碳含量分析，具体结果见表1。

实施例2

实施例2的步骤与实施例1基本相同，不同之处在于油泥热解分为第一热解和第二热解，第一热解的温度为105℃，时间为2小时，压力为800毫巴，第二热解的温度为260℃，时间为3小时，压力小于50毫巴。油类产物分析和热解废渣碳含量分析结果见表1。

实施例3

实施例3的步骤与实施例2基本相同，不同之处在于第一热解的温度为135℃，时间为2小时，压力为900毫巴，第二热解的温度为340℃，时间为3小时，压力小于50毫巴。油类产物分析和热解废渣碳含量分析结果见表1。

实施例4

实施例4的步骤与实施例2基本相同，不同之处在于第一热解的温度为95℃，时间为2小时，压力为900毫巴，第二热解的温度为170℃，时间为7小时，压力小于50毫巴。油类产物分析和热解废渣碳含量分析结果见表1。

表1

从表1和对比例1中可以看出，本公开装置能够回收油泥中大部分油类产物实现资源的再利用，同时采用两步热解的方法，油类产物回收效率更高，轻油产率也更高，碳原子利用效率高。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。