一种含油岩屑微波裂解处理装置的制作方法

本实用新型涉及页岩气勘探钻井污染治理技术领域，确切地说涉及一种含油岩屑微波裂解处理装置。

背景技术：

目前页岩气钻井现场使用的油基钻井液的基础油主要为白油，白油是一种从石油中提取出复杂烃类混合物，其毒性略低于柴油。采用油基钻井液产生的钻井岩屑中含有大量油类（通常10%~20%）以及一些其它杂质，废弃的含油岩屑若不经妥善处置，将会污染水体、土壤，对生产和生活造成极大负面影响。国家将含油量大于2%的油泥列为危险固废，因此，现页岩气钻井中产生的含油岩屑需通过脱油预处理，使其含油量小于2%，使其转变为一般固废后再进行后续处置利用。若转运至地方处理厂处理，不仅在运输过程中有环境风险，含油岩屑内的白油无法回收，未达到资源化利用的目的。

现有的含油岩屑处理技术主要有机械分离技术、生物处理技术、萃取处理技术和微波裂解处理技术。机械分离技术处理后岩屑的含油量仍然较高，无法达到要求；如公开号为200995986Y，公开日为2007年12月26日的中国专利文献公开了一种含油污泥砂无害化处理装置。主要解决现有的含油污泥砂裂解处理装置结构庞大复杂、成本高及安装使用不方便的问题。螺旋输送器上的空心轴左端为盲端且与减速机相连,空心轴左端穿过烟气收集室且与烟气收集室相通,空心轴右端固定有与螺旋叶片旋向相反的反螺旋叶片,反螺旋叶片置于与壳体相通的出料斗内,空心轴右端口内有热源,保温外壳下方有正对壳体的火嘴。该装置具有结构简单、成本低及安装使用方便的特点。生物处理技术处理时间长，含油量较高的含油岩屑处理难度大；萃取处理技术未开发出性价比高的萃取剂，难以解决萃取剂的损失问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种含油岩屑微波裂解处理装置，采用本实用新型，实现了含油岩屑的脱油处理，该装置处理含油岩屑时，工作环境稳定，反应速率快，节能高效，易于控制。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种含油岩屑微波裂解处理装置，其特征在于：包括微波裂解炉、冷凝装置和尾气处理装置，所述的微波裂解炉包括冷却保护系统，微波发生器，工作腔体和惰性气体保护系统；所述冷却保护系统由双层的微波裂解炉壁形成，冷却保护系统用于填充由冷凝装置引入的冷却水，冷却保护系统位于工作腔体四周，惰性保护系统与所述工作腔体连通，微波发生器位于工作腔体一侧；微波裂解炉排气口连接冷凝装置，冷凝装置带有冷却水入口和冷却水出口，冷凝装置连接冷凝液收集器，尾气处理装置带有排气口，尾气处理装置与冷凝液收集器相连。

所述的惰性气体保护系统为装有氮气的气罐，气罐上设置有控制阀门。

所述的微波裂解炉还包括控制面板，控制面板与微波发生器连接。

微波裂解含油岩屑分为3个阶段：低温25~200℃、中温200~400℃和400~500℃高温三个阶段。低温主要是水分和轻质油的挥发；中温主要为轻质油的挥发分解；高温主要为重质油的分解，长链烃裂解，裂解产物主要为甲烷、一氧化碳和氢气。

经检测，处理后的含油岩屑含油率为0.6~0.8%，小于1%的要求。若采用中温裂解，此时轻质油挥发分解，重质油与剩余的固体残渣混合在一起，与沙子、石灰石粉末混合后加入沥青，即可获得沥青混凝土材料；或按比例加入固化添加剂以加强其抗压强度，可用于道路铺设。若采用高温裂解，油基岩屑的剩余组分为SiO2、CaO、Al2O3等，可用于铺路、制砖。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果如下：

1、本装置包括微波裂解炉、冷凝装置、尾气处理装置。本实用新型将含油岩屑里的石油类裂解为气体分离，使岩屑的含油率从大于10%降低到小于1%，降低含油岩屑质量，微波裂解后的泥渣转变为一般固废，进行后续处置利用，设置的冷凝装置能将产生的油气冷凝为液相回收，同时设置尾气处理装置，将尾气转化为热量，可用于蒸发污水，有效利用能源。

2、相对于现有技术，本实用新型提供的是一种含油岩屑微波裂解处理装置，冷却保护系统能有效保护微波装置，工作温度可调，不同温度具有不同的产物，冷凝装置能回收油相，尾气处理装置能解决尾气外排对大气的污染问题，该装置克服了现有的含油岩屑处理装置处理成本高、效率低下和操作复杂的缺点，具有良好的环境效益和经济效益。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为微波裂解炉工作腔体的侧视图。

图中标记：

1微波裂解炉，2冷却保护系统，3工作腔体，4惰性气体保护系统，5控制面板，6微波发生器，7微波裂解炉排气口，8冷凝装置，9冷却水入口，10冷却水出口，11冷凝液收集器，12尾气处理装置，13排气口。

具体实施方式

作为本实用新型的最佳实施方式，下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行说明。

图1为含油岩屑微波裂解装置示意图，图2为微波裂解炉工作腔体的侧视图。如图1和图2所示，含油岩屑微波裂解装置，包括微波裂解炉1、冷凝装置8和尾气处理装置12。

微波裂解炉1带有冷却保护系统2，微波发生器6，控制面板5，工作腔体3和惰性气体保护系统4；冷却保护系统2位于工作腔体3四周，采用循环水对设备进行冷却和保护；微波裂解炉排气口7连接冷凝装置8；冷凝装置8带有冷却水入口9和冷却水出口10，冷凝装置8冷凝液收集器11相连；冷凝液收集器11与尾气处理装置12相连，尾气处理装置12带有排气口13。

工作时将含油岩屑放入微波裂解炉1的工作腔体3内；打开惰性气体保护系统4，通入惰性气体（氮气），气体流量1.0~2.0LPM；开启冷却保护系统2，冷凝装置8和尾气处理装置12；开启微波发生器6，按设定的工作方式对含油岩屑进行微波裂解处理；本装置可采用两种工作方式：一是设定微波功率（1000W左右），二是设定最高温度（可根据现场要求采用中温裂解（200~400℃）或高温裂解（400~500℃））。工作时间为25分钟，待工作完成后，关闭微波裂解炉1；待系统温度低于100℃后，关闭惰性气体保护系统4，冷却保护系统2，冷凝装置8和尾气处理装置12；对微波裂解处理后的岩屑进行后续处理，实现含油岩屑的无害化与资源化利用。