一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成装置与方法与流程

本发明属于含油污泥能源化处置的技术领域，特别涉及一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成装置与方法。

背景技术：

随着经济与技术的不断发展进步，含油污泥处理成为环境保护领域的热点与难点，含油污泥已别列于《国家危险废物名录》，按照国家清洁生产促进法的要求需对含油污泥进行无害化处理。目前含油污泥处理技术主要为调质-脱水、热处理、生物处理等。近几年，热处理技术中的热解工艺对污泥中复杂油质与有毒有害物质处理彻底、处理速度快、能量可回收，与传统的焚烧相比，节约能源，产生的烟气少，二次污染小等优势，热解已成为国际上含油污泥处理的主流技术之一。但热解方法对于高含水率油泥直接热解，能耗高、产生的高含蒸汽油气无法直接燃烧利用；由于热解处于密闭无氧环境，热解产生残渣容易含少量的油份，不易达到较高的排放要求；含水油泥在热解处理过程还存在排放的尾气温度高，热利用效率低等问题。难以大范围推广应用，随着油泥产量的增多，给环境造成的污染也日益突出。

技术实现要素：

为了促进热解技术在含油污泥处理领域大范围的推广应用，本发明提供一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成装置与方法，通过将干化-热解-氧化集成一体，同时添加合适的催化传热介质，解决高含水率油泥不易热解、热解残渣油份不达标、热利用效率低、能耗高、尾气温度高等问题，极大的促进热解技术在含油污泥处置领域的大范围工程化推广应用，对油田行业的发展意义重大。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成装置，包括密闭油泥调节槽、进料仓、干燥-催化热解-氧化多段集成系统、残渣储存仓、热解液回收分离装置、可燃气燃烧室、尾气净化装置、烟囱、水汽冷却除雾装置、鼓风机和燃烧器；

所述干燥-催化热解-氧化多段集成系统包括干燥室、热解室、氧化室、干燥油泥储存仓、热解固体过渡仓、加热室和均热板，所述干燥室、热解室、氧化室分上中下多层置于同一加热室内；

将油泥与催化传热介质在密闭油泥调节槽混合均匀形成混合油泥，输送至进料仓储存与密封；所述混合油泥输送至干燥室，干燥后产生干燥油泥和干燥废气，其中干燥油泥经干燥油泥储存仓后进入热解室，干燥产生的废气经水汽冷却除雾装置洗涤脱雾后进入可燃气燃烧室燃烧产生高温烟气；所述干燥油泥经干燥油泥储存仓后进入热解室热解，热解产生热解气和低油量的热解固体，热解气引入可燃气燃烧室燃烧产生高温烟气，热解固体经热解固体过渡仓进入氧化室氧化；所述低油量的热解固体进入氧化室后，与空气接触氧化，将低油量的热解固体中的低油份氧化分解，氧化后产生的可利用的无机残渣在氧化室的末端冷却后进入残渣储存仓储存，氧化后产生的热量直接为加热室内的干燥-热解提供热量，干燥-催化热解-氧化多段集成系统产生的尾气经尾气净化装置净化处理后经由烟囱达标外排。

所述干燥室温度控制在100-200℃，所述干燥油泥含水率≤15％。

所述热解室温度控制在500-650℃。

所述高温烟气由下至上为加热室内的干燥-热解提供热量；所述的氧化室置于高温烟气加热进口的下部，且氧化室上部为多孔，与空气接触氧化。

所述催化传热介质为粒度在3-8mm，具有低比热、低温催化性能的钙基、硅基催化剂介质。

一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成方法，包括如下步骤：

a.将油泥与催化传热介质在密闭油泥调节槽混合均匀形成混合油泥，输送至进料仓储存与密封；

b.步骤a中的混合油泥输送至干燥室，干燥后产生干燥油泥和干燥废气，其中干燥油泥经干燥油泥储存仓后进入热解室，干燥产生的废气经水汽冷却除雾装置洗涤脱雾后进入可燃气燃烧室燃烧产生高温烟气；

c.步骤b中的干燥油泥经干燥油泥储存仓后进入热解室热解，热解产生热解气和低油量的热解固体，热解气引入可燃气燃烧室燃烧产生高温烟气，热解固体经热解固体过渡仓进入氧化室氧化；

d.步骤c中的低油量的热解固体进入氧化室后，与空气接触氧化，将低油量的热解固体中的低油份氧化分解，氧化后产生的可利用的无机残渣在氧化室的末端冷却后进入残渣储存仓储存，氧化后产生的热量直接为加热室内的干燥-热解提供热量，干燥-催化热解-氧化多段集成系统产生的尾气经尾气净化装置净化处理后经由烟囱达标外排。

所述干燥室温度控制在100-200℃，所述干燥油泥含水率≤15％。

所述热解室温度控制在500-650℃。

所述高温烟气给所述加热室内的干燥-热解提供热量，所述的氧化室置于高温烟气加热进口的下部，且氧化室上部为多孔，与空气直接接触氧化。

所述催化传热介质为粒度在3-8mm，具有低比热、低温催化性能的钙基、硅基催化剂介质。

本发明的一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成装置与方法与现有技术相比具有以下特点和有益效果：

1、通过干燥与添加催化剂进行催化热解的集成，解决高含水率油泥不适宜热解的问题，干燥处理使油泥的含水率降至15％以下，因此降低了后续热解的能耗，同时，干燥产生的废气和热解产生的热解气燃烧后能为加热室提供热量，提高了热利用效率；

2、现有外热式热解密闭反应器内产生的高油气气氛，会导致干燥热解后的低油量的热解固体含有微量油份，难以达标排放，也会带来能耗过高、尾气温度高等问题，本发明将热解与氧化集成，热解后的低油量的热解固体通过在氧化室与空气接触氧化，去除残存的微量油份，氧化产生的无机残渣为可利用的无机组分，氧化产生的热量直接为加热室提供热量；

3、本发明中添加的催化传热介质提高了干燥段油泥的破碎效率和热传导效率以及热解段的热解效率；

4、本发明中系统产生的尾气经尾气净化装置净化处理后可达标外排，不存在尾气温度高的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成装置与方法的示意图；

图2为本发明实施例的一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成装置与方法的干燥-催化热解-氧化多段集成系统的俯视示意图；

图3为本发明实施例的一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成装置与方法的干燥-催化热解-氧化多段集成系统的a-a剖面示意图。

1密闭油泥调节槽；2进料仓；3干燥室；4热解室；5氧化室；6干燥油泥过渡仓；7热解固体过渡仓；8残渣储存仓；9热解液回收分离装置；10可燃气燃烧室；11尾气净化装置；12烟囱；13水汽冷却除雾装置；14鼓风机；15燃烧器；16干燥-催化热解-氧化多段集成系统；17加热室；18均热板。

具体实施方式

本发明提供了一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成装置与方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明的具体技术方法和装置进行详细、完整的描述说明，所描述的具体实施方式仅是本发明的部分事例，而不是全部实例。本领域技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本发明的保护范围。

如图1、图2和图3所示，一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成装置，包括密闭油泥调节槽1、进料仓2、干燥-催化热解-氧化多段集成系统16、残渣储存仓8、热解液回收分离装置9、可燃气燃烧室10、尾气净化装置11、烟囱12、水汽冷却除雾装置13、鼓风机14和燃烧器15；

所述干燥-催化热解-氧化多段集成系统16包括干燥室3、热解室4、氧化室5、干燥油泥储存仓6、热解固体过渡仓7、加热室17和均热板18，所述干燥室3、热解室4、氧化室5分上中下多层置于同一加热室17内；

所述干燥油泥储存仓6、热解固体过渡仓7置于加热室17外，且设计螺旋式进出料，对干燥室3与热解室4和热解室4与氧化室5起到隔绝密封作用。

一种含油污泥干燥-催化热解-氧化多段集成方法，包括如下步骤：

a将油泥与催化传热介质在密闭油泥调节槽1混合均匀形成混合油泥，输送至进料仓2储存与密封；

b所述混合油泥输送至干燥室3，干燥后产生干燥油泥和干燥废气，其中干燥油泥经干燥油泥储存仓6后进入热解室4，干燥产生的废气经水汽冷却除雾装置13洗涤脱雾后进入可燃气燃烧室10燃烧产生高温烟气；

c所述干燥油泥经干燥油泥储存仓6后进入热解室4热解，热解产生热解气和低油量的热解固体，热解气引入可燃气燃烧室10燃烧产生高温烟气，热解固体经热解固体过渡仓7进入氧化室5氧化；

d所述低油量的热解固体进入氧化室5后，与空气接触氧化，将低油量的热解固体中的低油份氧化分解，氧化后产生的可利用的无机残渣在氧化室5的末端进行水沐冷却，且经水夹套冷却后进入残渣储存仓8储存，氧化后产生的热量直接为加热室17内的干燥-热解提供热量，干燥-催化热解-氧化多段集成系统16产生的尾气经尾气净化装置11净化处理后经由烟囱12达标外排。

所述干燥室3温度控制在100-200℃，所述干燥油泥含水率15％以下。

所述热解室(4)温度控制在500-650℃，热解停留时间30～40min。

所述高温烟气由下至上为加热室17内的干燥-热解提供热量；所述氧化室5置于高温烟气加热进口的下部，且氧化室5上部为多孔，与空气直接接触氧化。

所述催化传热介质为粒度在3-8mm，具有低比热、低温催化性能的钙基、硅基催化剂介质。

所述加热室17内，所述干燥室3和所述热解室4之间、所述热解室4和所述氧化室5之间，都设有均热板18，均热板18能使加热室17内各反应器受热均匀，从而提高热利用效率。

所述鼓风机14的作用主要是供给空气，促进可燃气燃烧室10内气体的充分燃烧，以及氧化室5内低油量的热解固体的与空气的接触氧化。

所述燃烧器15为装置点火启动时使用，或热量不足时作为能源补给为装置供热。

所述热解气直接引入可燃气燃烧室10燃烧或者经所述热解液回收分离装置9将其中冷凝气液化回收后，剩余非冷凝气体再进入可燃气燃烧室10燃烧均可。

本发明通过将干化-热解-氧化集成一体，同时添加合适的催化传热介质，最终处理为可利用的无机残渣和清洁气体，解决了高含水率油泥不易热解、热解残渣油份不达标、热利用效率低、能耗高、尾气温度高等问题，极大的促进了热解技术在含油污泥处置领域的大范围工程化推广应用，对油田行业的发展意义重大。