一种页岩气钻井油泥制二级粉煤灰的方法与流程

本发明涉及含油污泥的资源化利用，具体而言，涉及一种页岩气钻井油泥制二级粉煤灰的方法。

背景技术：

1、石油天然气开采产生的钻井固废（如钻井泥浆、钻井岩屑等），由于其具有产生量大、组分复杂、污染物浓度高的特点，导致处理难度大，且处置过程污染风险高。在现有的页岩气钻井油泥干渣处理系统中，对页岩气干渣仅进行了一级的初步处理，处理后页岩气钻井油泥干渣仅能够少量添加做为道路铺设垫材进行再利用，难以达到二级粉煤灰标准，无法做为二级粉煤灰进行使用，资源利用率较为低下。

2、因此，目前对页岩气钻井油泥干渣的回收工艺，无法实现固废的高价值回收。此外，现有技术中制粉煤灰的工艺有氧脱附的过程中需要添加煤助燃，导致成本高，还存在操作温度高等问题。

3、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种页岩气钻井油泥制二级粉煤灰的方法，旨在较低能耗的条件下利用页岩气钻井油泥干渣生产粉煤灰，实现固废的高价值回收。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种页岩气钻井油泥制二级粉煤灰的方法，包括：将得到的页岩气钻井油泥干渣在有氧气氛下进行脱附处理；

4、其中，脱附处理的过程包括：将物料依次经过高温段、中温段和降温段处理，且自高温段至降温段的反应温度依次降低；

5、高温段的温度为730℃-750℃，中温段的温度为690℃-710℃，降温段的温度为650℃-670℃。

6、在可选的实施方式中，在高温段设置有螺旋带，以将物料扬起；在中温段的反应器内壁上设置有多个搅拌凸起，多个搅拌凸起沿反应器的周向和轴向均间隔设置。

7、在可选的实施方式中，高温段的长度为2.0m-2.5m，中温段的长度为9.0m-9.5m，降温段的长度为6.3m-6.8m；

8、脱附处理采用的反应器为倾斜安装的窑体，窑体的转速为0.3r/min-3.3r/min，进料速度为19t/h-21t/h，倾斜角度为2°-3°。

9、在可选的实施方式中，脱附处理时采用物料和燃料气顺流进料的方式，燃料气是由天然气主风、压缩空气轴流风和压缩空气旋流风混合而得；

10、控制压缩空气轴流风的流量为2000nm3/h-2200nm3/h，压缩空气旋流风的流量为800nm3/h-1000nm3/h，天然气主风的流量为190nm3/h-210nm3/h，1吨物料对应天然气主风的流量为9.5nm3-10.5nm3；

11、燃料气由火焰燃烧器喷入反应器中，控制火焰截面为椭圆形。

12、在可选的实施方式中，还包括：将脱附处理产生的高温烟气进行降温、除尘，将脱附处理产生的渣料进行冷却、球磨，控制球磨后的粒径为300目-350目。

13、在可选的实施方式中，页岩气钻井油泥干渣的制备过程包括：将页岩气钻井油泥在惰性气氛下进行无氧热解；

14、其中，页岩气钻井油泥的油水总含量为10wt-20wt%；页岩气钻井油泥干渣的含油率小于1wt%，含水率小于等于0.5wt%。

15、在可选的实施方式中，将页岩气钻井油泥和经过无氧热解得到的页岩气钻井油泥干渣混合后再进行无氧热解，以使进入无氧热解回转窑的页岩气钻井油泥含水率在10%以下；

16、其中，页岩气钻井油泥和页岩气钻井油泥干渣的质量比为（0.6-0.7）：（0.3-0.4）。

17、在可选的实施方式中，无氧热解的过程中，控制热解温度为350℃-450℃，热解时间为20min-40min。

18、在可选的实施方式中，无氧热解的过程是在具有双层窑体结构的回转窑中进行，以形成供燃料燃烧的工作夹层，利用工作夹层中的燃料燃烧对内层窑体加热，控制内层窑体的温度为350℃-450℃，工作夹层的温度为650℃-750℃。

19、在可选的实施方式中，在无氧热解的过程中，所采用的回转窑的内壁上连接有固定链条，固定链条的端部连接有搅拌片，以利用搅拌片对物料搅拌。

20、本发明具有以下有益效果：通过对页岩气钻井油泥干渣进行脱附处理达到深度去除有机物和油分的目的，依次经过高温段、中温段和降温段并控制各段温度，在高温段可以促进物料中有机物及油分的分解，中温段进一步使物料中的有机物分解、挥发，并与氧气充分发生氧化反应得以去除，在降温段使物料逐渐降温后输出。通过脱附处理的三段反应，使页岩气钻井油泥干渣达到深度处理的目的，在较低能耗的条件下制备得到二级粉煤灰产品。

技术特征：

1.一种页岩气钻井油泥制二级粉煤灰的方法，其特征在于，包括：将得到的页岩气钻井油泥干渣在有氧气氛下进行脱附处理；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述高温段设置有螺旋带，以将物料扬起；在所述中温段的反应器内壁上设置有多个搅拌凸起，所述多个搅拌凸起沿反应器的周向和轴向均间隔设置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高温段的长度为2.0m-2.5m，所述中温段的长度为9.0m-9.5m，所述降温段的长度为6.3m-6.8m；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱附处理时采用物料和燃料气顺流进料的方式，所述燃料气是由天然气主风、压缩空气轴流风和压缩空气旋流风混合而得；

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：将脱附处理产生的高温烟气进行降温、除尘，将脱附处理产生的渣料进行冷却、球磨，控制球磨后的粒径为300目-350目。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述页岩气钻井油泥干渣的制备过程包括：将页岩气钻井油泥在惰性气氛下进行无氧热解；

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将页岩气钻井油泥和经过所述无氧热解得到的所述页岩气钻井油泥干渣混合后再进行无氧热解，以使进入无氧热解回转窑的页岩气钻井油泥含水率在10%以下；

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述无氧热解的过程中，控制热解温度为350℃-450℃，热解时间为20min-40min。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述无氧热解的过程是在具有双层窑体结构的回转窑中进行，以形成供燃料燃烧的工作夹层，利用所述工作夹层中的燃料燃烧对内层窑体加热，控制内层窑体的温度为350℃-450℃，所述工作夹层的温度为650℃-750℃。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在无氧热解的过程中，所采用的回转窑的内壁上连接有固定链条，所述固定链条的端部连接有搅拌片，以利用所述搅拌片对物料搅拌。

技术总结
本发明公开了一种页岩气钻井油泥制二级粉煤灰的方法，涉及含油污泥的资源化利用技术领域。通过对经无氧热解处理后得到的页岩气钻井油泥干渣进行脱附处理达到深度去除有机物和油分的目的，在脱附设备中页岩气钻井油泥干渣依次经过高温段、中温段和降温段并控制各段温度，在高温段可以促进物料中有机物及油分的分解，中温段进一步使物料中的有机物分解、挥发，并与氧气充分发生氧化反应得以去除，在降温段使物料逐渐降温后输出。通过无氧热解、三段脱附处理，使页岩气钻井油泥达到深度处理的目的，其组成能够满足二级粉煤灰的要求，实现钻井油泥的资源化利用。该工艺反应温度较低能耗也较低。

技术研发人员：陈潇,邓超,杨卓华,陶强
受保护的技术使用者：珙县华洁危险废物治理有限责任公司成都分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16