一种利用自蔓延热解焚烧处置含油污泥的工艺系统的制作方法

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体涉及自蔓延热解焚烧无害化及资源化处置含油污泥的工艺系统。

背景技术：

含油污泥主要为石油勘探开发业和石油化工行业生产、运输过程产生的油泥、油砂，是石油生产的“伴生品”，也是石油生产的主要污染源之一，具有产生量大、含油量高、重质油组分含量高等特点。含油污泥中存在苯系物、酚类、蒽、芘等具有致畸、致癌、致突变（三致）作用的有害物质及硫化物等恶臭物质，已被列为危险固体废弃物（hw08），纳入危险废物进行管理。若含油污泥得不到及时有效的处理，将对周边环境造成不同程度影响。

目前含油污泥的处置方式较多，包括固化处理技术、生物处理法、热化学洗涤法、溶剂萃取法、热解吸法和焚烧处理等，但在处置过程中均存在各自的局限。比如热化学洗涤和溶剂萃取工艺，需要加入大量化学药剂，处置成本较高，处置后的残渣仍需要二次处理；又如生物处理工艺虽然减少了药剂使用，但是处置周期较长，对原料的的选择性强，难以满足实际生产需求，不能回收原油，能源浪费。在实际应用中，焚烧方法由于处理工艺简单、投资较少等优点而被普遍采用，但是常规的采用炉排炉、流化床炉及回转窑焚烧处置方法在生产过程中暴露出了处理不彻底、飞灰二次污染等问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种利用自蔓延热解焚烧方法处置含油污泥的工艺系统，不仅充分利用含油污泥自身能量，且对含油污泥中的部分石油资源进行回收，实现含油污泥的无害化及资源化综合利用。

本发明技术方案如下：

一种利用自蔓延热解焚烧处置含油污泥的工艺系统，其特征在于：所述工艺系统包括含油污泥预处理系统、自蔓延热解焚烧系统、烟气冷却油水收集系统、烟气净化处理系统、残渣处理系统和污水处理系统；其中，

所述含油污泥预处理系统包括依次布置的原料缓冲仓、辅料缓存仓、计量皮带、混料皮带、输送螺旋和双螺旋混料机；所述原料缓冲仓下料至输送螺旋，然后通过计量皮带，其后与辅料一起通过混料皮带输送至双螺旋混料机混合均匀，混料完成后通过上料皮带输送至布料器，进入自蔓延热解焚烧系统；

所述自蔓延热解焚烧系统包括布料器、自蔓延热解焚烧炉、点火装置及风机；含油污泥通过所述布料器均匀地在自蔓延热解焚烧炉台车的布料段完成布料，完成布料后通过台车的向前运动依次进入自蔓延热解焚烧炉的干燥预热段、点火段、自蔓延热解焚烧段和残渣冷却段，完成含油污泥热解焚烧过程；油污泥热解焚烧残渣冷却后进入残渣处理系统；所述自蔓延热解焚烧是指在不翻动物料前提下热量通过固体物料及气体的传热传质过程自行蔓延完成对含油污泥的热解焚烧；

所述烟气冷却油水收集系统包括换热器和气液分离器；

所述烟气净化处理系统包括二燃室、余热回收器、急冷塔、活性炭喷射装置、袋式除尘器、脱酸塔、脱硝塔、除雾器和烟囱，自蔓延热解焚烧炉烟气进入烟气净化处理系统深度净化处理后达标排放。

所述残渣处理系统包括残渣粗破装置、残渣缓冲仓、斗提、输送皮带、残渣精破装置和残渣存储仓。

优选的，所述输送螺旋和双螺旋输送机均采用无轴螺旋形式。

优选的，所述辅料包括焚烧残渣和生物质（糠壳、粉碎秸秆等），当含油污泥来料含油率大于6%，且含水率小于60%时，只添加焚烧残渣，否则需要同时添加两种辅料。

优选的，所述辅料包括焚烧残渣和生物质（糠壳、粉碎秸秆），焚烧残渣与含油污泥原料比例为1:4~3:7，生物质添加量为混料后总重量的1%~5%。

优选的，所述辅料包括焚烧残渣和生物质（糠壳、粉碎秸秆），焚烧残渣粒径要求5~10mm（95%），生物质采用粉碎秸秆时，粉碎秸秆长度小于50mm（95%）。

优选的，所述辅料由辅料仓向称量皮带给料方式采用圆盘给料机。

优选的，所述自蔓延热解焚烧炉采用烟气多级循环。具体实施方式是来自烟气处理系统二燃室的预热烟气经过自蔓延热解焚烧炉干燥预热段将含油污泥混合料脱水干燥及预热，然后进入烟气冷却油水收集系统冷却后进行气液分离，分离后的低温烟气进入自蔓延热解焚烧段，焚烧去除烟气中的不凝有机气体及漏风中的氧气；自蔓延热解焚烧段上一级的烟气进入烟气冷却油水收集系统冷却后进行气液分离，分离后的低温烟气进入自蔓延热解焚烧段的下一级，焚烧去除烟气中的不凝有机气体及漏风中的氧气，自蔓延热解焚烧段的循环烟气分级级数根据处理能力大小设置为3~4级；最后一级烟气进入残渣冷却段，冷却残渣，然后进入烟气处理系统。

优选的，上述预热烟气的温度为700~750℃，预热后含油污泥混合料温度为95~105℃，干燥后含水率降低8%~10%，循环烟气在气冷却油水收集系统冷却后的温度小于60℃，残渣冷却后温度小于100℃。

优选的，所述点火段点火温度为880~900℃，自蔓延热解焚烧段的热解焚烧料层温度为900~1100℃，自蔓延热解焚烧料程厚度500~600mm，处理时间50~70min。

优选的，所述自蔓延热解焚烧炉机尾部设置残渣缓存仓和机尾除尘器。残渣缓存仓内设置单齿辊破碎机，将残渣破碎粗破后排入残渣处理系统。

优选的，所述冷却残渣进入残渣处理系统，首先采用残渣粗破装置，然后进入残渣缓冲仓，残渣缓冲仓出料经过筛选装置，将符合粒径为5~10mm的残渣通过输送螺旋返回辅料仓，其余残渣通过输送皮带、斗提输送至残渣精破装置，破碎后进入残渣储存仓。

优选的，上述残渣粗破装置优先选用锤式破碎机，破碎粒径小于15mm；残渣精破装置优先选用四辊三破破碎机，破碎粒径小于1.3mm。

优选的，所述烟气净化处理系统流程如下：来自自蔓延热解焚烧炉的烟气经过一级余热回收器，与二燃室烟气换热后进入二燃室高温二次燃烧处理；二燃室的高温排烟一部分返回自蔓延热解焚烧炉干燥预热段，干燥、预热含油污泥混合料，另一部分经过一级余热回收器与自蔓延热解焚烧炉烟气换热，然后再经过二级余热回收器与空气换热，换热后的空气作为二燃室和自蔓延热解焚烧炉点火段的助燃空气；经过二级余热回收器的烟气再依次通过急冷塔、活性炭喷射装置、袋式除尘器、活性炭吸附塔、总风机、脱硝塔、脱酸塔、除雾器，最终通过烟囱有组织达标排放。

优选的，上述二燃室燃烧烟气温度为750~850℃，烟气在炉内停留时间大于2s，空气经二级余热回收器换热后温度为240~260℃，

优选的，本发明中烟气冷却油水收集系统和烟气净化系统排放的污水进入污水处理系统，更为优选的，可以进入油田联合站处理。

本发明利用自蔓延热解焚烧方法处置含油污泥，不仅能够充分利用含油污泥自身能量来进行自蔓延热解焚烧，且能够回收含油污泥中的部分石油资源，实现含油污泥的无害化及资源化综合利用。同时具有以下优势：处置成本低、占地面积少、处置能耗低、气排放总量低、无害化处置后的油泥残渣可进行油井回填、土壤改良等。

附图说明

图1为本发明的利用自蔓延热解焚烧处置含油污泥的工艺系统的示意图。

图中各标记如下：

1-原料缓冲仓；2-输送螺旋；3、4、5-计量皮带；6、8-辅料缓存仓；7、9-圆盘给料机；10-混料皮带；11-双螺旋混料机；12-上料皮带；13-布料器；14-布料段；15-干燥预热段；16-自蔓延热解焚烧段；17-冷却段；18-自蔓延热解焚烧炉；19-机尾除尘器；20-单齿辊破碎机；21-机尾残渣缓存仓；22~25-气液分离器；26-换热器；27~31-风机；32-联合站或污水处理系统；33-残渣粗破装置；34-残渣缓冲仓；35-筛选装置；36-输送螺旋；37、39-输送皮带；38-斗提；40残渣精破装置；41-残渣储存仓；42-残渣运输车；43-一级余热回收器；44-二级余热回收器；45-二燃室；46-急冷塔；47-急冷水泵；48-急冷水箱；49-活性炭喷射装置；50-袋式除尘器；51-活性炭吸附塔；52-总风机；53-脱硝塔；54-脱硝剂循环泵；55-脱硝剂储罐；56-脱酸塔；57-碱液循环泵；58-碱液循环池；59-除雾器；60-烟囱；61-空气；62-燃气；63-点火装置，64-点火段。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明所提供的设备及方法，但本发明并不因此而受到任何限制。

如图1所示，利用自蔓延热解焚烧处置含油污泥的工艺系统包括含油污泥预处理系统、自蔓延热解焚烧系统、烟气冷却油水收集系统、烟气净化处理系统、残渣处理系统和污水处理系统。

其中，含油污泥预处理系统包括原料缓冲仓1、辅料缓存仓6和8、计量皮带、混料皮带3~5、输送螺旋2和双螺旋混料机11等；自蔓延热解焚烧系统包括布料器13、自蔓延热解焚烧炉18、点火装置63及风机27~31等；烟气冷却油水收集系统包括换热器26和气液分离器22~25等；烟气净化处理系统包括二燃室45、余热回收器43和44、急冷塔46、活性炭喷射装置49、袋式除尘器50、脱酸塔56、脱硝塔53、除雾器59和烟囱60等；残渣处理系统包括残渣粗破装置33、残渣缓冲仓34、斗提38、输送皮带37和39、残渣精破装置40和残渣存储仓41等。

下面以处理某次含油率6.3%，含水率58%的含油污泥来料为例，说明处理方法：

来料经过原料缓冲仓1，下料至输送螺旋2，然后通过计量皮带3计量，焚烧残渣从辅料仓6，经过圆盘给料机7下料至计量皮带4，焚烧残渣与含油污泥比例为1:3，其后含油污泥与焚烧残渣一起通过混料皮带10输送至双螺旋混料机11混合均匀，混料完成后通过上料皮带12输送至布料器13，进入自蔓延热解焚烧系统。

含油污泥通过布料器13均匀的在自蔓延热解焚烧炉台车的布料段14完成布料，完成布料后通过台车的向前运动依次进入自蔓延热解焚烧炉18的干燥预热段15、点火段64、自蔓延热解焚烧段16和残渣冷却段17，完成含油污泥热解焚烧过程，整个热解焚烧过程持续时间为65min。

自蔓延热解焚烧炉18采用烟气四级循环。具体实施方式是来自烟气处理系统二燃室45的预热烟气经过自蔓延热解焚烧炉干燥预热段15将含油污泥混合料脱水干燥及预热，干燥预热后含水率为35%，温度为101℃，然后进入烟气冷却油水收集系统冷却后经过气液分离器22，分离后的低温烟气进入自蔓延热解焚烧段16，焚烧去除烟气中的不凝有机气体及漏风中的氧气；自蔓延热解焚烧段16上一级的烟气进入烟气冷却油水收集系统冷却后进行气液分离，分离后的低温烟气进入自蔓延热解焚烧段16的下一级，焚烧去除烟气中的不凝有机气体及漏风中的氧气，最后一级烟气进入残渣冷却段17，冷却残渣，然后进入烟气处理系统。

烟气净化处理系统流程如下：来自自蔓延热解焚烧炉的烟气温度为132℃，经过一级余热回收器43换热后为540℃，然后进入二燃室45，高温二次燃烧处理；二燃室的排烟温度为750℃，高温排烟一部分返回自蔓延热解焚烧炉干燥预热段15，干燥、预热含油污泥混合料，另一部分经过一级余热回收器43与自蔓延热解焚烧炉烟气换热，换热后二燃室烟气出口温度为281℃，然后再经过二级余热回收器44与空气61换热，换热后空气温度为250℃，烟气温度为220℃，换热后的空气作为二燃室45和自蔓延热解焚烧炉18点火段64的助燃空气；经过二级余热回收器44的烟气再依次通过急冷塔46、活性炭喷射装置49、袋式除尘器50、活性炭吸附塔51、总风机52、脱硝塔53、脱酸塔56、除雾器59，最终通过烟囱60有组织达标排放至大气中。

含油污泥热解焚烧残渣冷却后温度为100℃，然后在机尾残渣缓存仓21中被单齿辊破碎机20破碎至50mm以下，再进入残渣粗破装置33，然后进入残渣缓冲仓34，残渣缓冲仓34出料经过筛选装置35，将符合粒径为5~10mm的残渣通过输送螺旋36返回辅料缓存仓6中，其余残渣通过输送皮带37、斗提输38、输送皮带39送至残渣精破装置40，破碎后进入残渣储存仓41。