CN101239770A - 污油泥分离方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石油处理方法和设备，特别涉及一种污油泥分离方法和设备，提供一种简单、经济实用、环保、无污染型污油泥处理方法和设备，步骤为：用过热蒸汽锅炉将水蒸气加热至500℃以上的过热蒸汽；通过喷嘴喷射至污油泥上，其速度为2马赫，瞬间碰撞，粉碎成细小颗粒；其水份和油份瞬间蒸发升华，通过旋风分离器分离；通过水喷淋降温、液化；通过油水分离罐分离，可提取出符合标准的油品，可回收污油泥中95％以上的油份，残渣含油率低于5％，保证回收油份品质，操作、维护简单，应用广泛，适用于各种类型的含油污泥和油砂，变废为宝，经济效益好，成本低，用于原油勘探开采、原油集输和炼油厂污水处理产生的污油泥处理。

Description

污油泥分离方法及设备

技术领域

本发明涉及一种石油处理方法和设备，特别涉及一种污油泥分离方法和设备，属环境保护设备。

背景技术

目前，能源和环境问题是全球共同关心的问题，石油工业发展迅速，随着开采量不断增加，在生产过程中产生大量的含油污泥，含油污泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物，污泥中一般含油率在10％-50％，含水率在40-90％，最高可以达到99.9％，我国石油化学行业中，平均每年产生80万吨罐底泥、池底泥，这些污油泥中含有大量的苯系物、酚类等恶臭的有毒物质，若不加以处理，不仅污染环境，而且造成资源的浪费。这种污油泥的来源主要是：落地油基泥浆、罐底泥以及炼油厂“三泥”(即隔油池底泥，浮选池浮渣和剩余活性污泥)，其中浮选池浮渣量为最大，占“三泥”总量的80％。

这种污油泥处理难度巨大，目前还没有有效的处理方法，只能抛弃或者堆放在那里无人问津，不但占用耕地，污染自然环境，同时扔掉的原油也是一种浪费，造成经济损失。污油泥处理原则通常为：减量化原则、无害化原则和资源化原则。目前的处理方法是：晾晒填埋法、焚烧处理、生物处理、冷冻解冻处理、溶剂萃取处理、焦化处理等等，这些方法存在的问题是：能耗高、处理成本高、二次环境污染、时间长、占地面积大、回收利用率低。即以往的处理方法，在环境、设备投资、运行成本等方面都存在不同程度的缺陷，市场上由于没有适当的处理装置，使得企业束手无策。

市场需求的是希望能够回收有用物质、安全环保、设备投资少以及运行成本低的处理技术、方法和设备。如何从污油泥中将原油、水、泥沙分离出来，安全、环保、高效地解决污油泥环境污染问题是一个非常迫切、急待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、经济实用、环保无污染型污油泥处理方法和设备。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明的一种污油泥分离方法，其中：该污油泥分离方法的步骤为：

(1)用过热蒸汽锅炉将水蒸汽加热至500℃以上的过热蒸汽；

(2)通过喷嘴喷射至污油泥上，其喷嘴口喷出过热蒸汽的速度达到2马赫，瞬间与污油泥碰撞，将污油泥粉碎成细小颗粒；

(3)污油泥中的水份和油份瞬间蒸发升华；

(4)水份和油份通过旋风分离器与固体颗粒分离；

(5)水份和油份通过水喷淋降温、液化；

(6)液化后的水份和油份通过油水分离罐分离。

本发明的一种污油泥分离设备，包括电器控制装置、过热蒸汽锅炉、料斗以及料斗下的送料器、分离装置、旋风分离器和油水分离罐。所述分离装置为封闭卧式圆罐体形状，罐体一端面中心部位与所述旋风分离器管道连接，罐体底部与所述送料器连通，其连通部位还设有喷嘴通过管路与过热蒸汽锅炉连接。

本发明所述的污油泥分离设备，其中：所述分离装置的罐体底部与所述送料器连通的连通部位位于罐体底部切点部位，所述喷嘴位于该罐体底部切线上，所述喷嘴的喷出口正对切点部位，所述喷嘴的喷射方向、供给装置的出料方向以及罐体母线方向这三个方向均相互垂直并交汇于切点处。

本发明所述的污油泥分离设备，其中：所述分离装置的罐体为轴向两瓣分体式设置，其中与喷射方向相对的一块罐体为可拆卸更换式罐体。

本发明所述的污油泥分离设备，其中：所述喷嘴至少设置一个喷嘴。

本发明所述的污油泥分离设备，其中：所述喷嘴沿水平方向并列设置二个喷嘴。

本发明所述的污油泥分离设备，其中：所述旋风分离器为中部设有入口、上下设有出口的立式罐体，其上出口为排气口、其下出口为与油泥残渣收集箱连通的排渣口。

本发明所述的污油泥分离设备，其中：所述排气口与一根排气管道连接，所述排气管道内设有喷水喷头，所述排气管的另一端伸入到带有热交换排管的油水分离罐内，所述油水分离罐内的热交换排管为铜制循环冷却水盘管，以进行热交换，排气管的另一管口端部设有使液体均匀分布的液体分散器。

本发明所述的污油泥分离设备，其中：所述喷嘴直径范围为15mm-30mm。

本发明所述的污油泥分离设备，其中：所述污油泥分离设备位于一个托架上，托架下设有可运动的车轮，构成移动式污油泥分离设备。

工作原理：将普通蒸汽通过过热蒸汽锅炉产生500℃过热蒸汽，经特制的喷嘴将蒸汽以两马赫速度喷出，与污油泥颗粒正面碰撞，在高温和高速所产生的冲量作用下，将污油泥中所吸附或包含的油份和水份蒸发，即被处理物在瞬间进行固/液分离和热交换，蒸汽冷却后实现油水分离，原油可直接回收，残渣中油份大部分被除掉，残渣中的含油率低于5％，对于轻质油回收，残渣中的含油率可以低于0.08％。所有处理的能源都是从气态中获得的干净能源，油泥浆中的重金属、油砂等固体通过旋风分离器进行分离回收，气态的油份经油水分离罐的液化、冷凝及热交换进行回收。

本发明具有如下显著优点：本发明可在污油泥中分离提取出符合国家标准的油品，对污油泥的处理不造成二次污染，处理过程简单、经济、环保、无污染，具体特点是：

1.可以回收污油泥中95％以上的油份，残渣含油率低于5％。

2.保证回收油份的品质，回收油质即不含重金属、还脱除大部分硫、油中含水率可降至0.12％。

3.设备操作、维护简单。

4.设备应用范围广泛，适用于各种类型的含油污泥和油砂。

5.处理过程不需要添加任何化学药剂。

6.原本难以处理、对环境污染的废物——污油泥、油砂变成可再次被有效地回收和利用，即产生良好的经济效益，又解决环境污染问题，一举两得。

7.设备的处理成本低，处理效果好，处理能力强，占地面积小，处理量大。

因此，本发明的设备可以使用在原油勘探、开采过程、原油集输过程和炼油厂污水处理产生的污油泥处理。

附图说明：

图1：表示本发明的一种污油泥分离设备整体结构示意图。

图2：表示本发明的一种污油泥分离设备侧面剖视图。

图3：表示本发明的一种污油泥分离设备的分离装置和旋风分离器的局部放大视图。

图4：表示本发明的另一种污油泥分离设备结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍，但不作为对本发明的限定。

一种污油泥分离方法，其具体步骤为：

(1)用过热蒸汽锅炉13将水蒸汽加热至500℃以上的过热蒸汽；主要是利用过热蒸汽(500℃-700℃)，处理过程的所有处理能量都从过热蒸汽中获得的。

(2)通过喷嘴12喷射至污油泥上，其喷嘴的喷出口19喷出蒸汽的速度达到2马赫，瞬间与污油泥碰撞，污油泥被粉碎成细小颗粒；

(3)污油泥中的水份和油份瞬间蒸发升华；

(4)水份和油份通过旋风分离器4与固体颗粒分离；

(5)水份和油份通过水喷淋降温、液化；

(6)液化后的水份和油份通过油水分离罐9分离，油水分离罐9内设有热交换排管，该热交换排管为铜制循环冷却水盘管，进行热交换使液化后的水份和油份降温，油份以液体的形式被回收。

如图1所示，污油泥分离设备包括电器控制装置14、过热蒸汽锅炉13、料斗1以及料斗下的送料器15，所述送料器15为螺旋推进式送料器。污油泥分离设备还设有分离装置2、旋风分离器4和油水分离罐9。所述分离装置2为封闭卧式圆罐体形状，其中罐体一端面中心部位为气旋导入口21与所述旋风分离器4管道3连接，其罐体底部与所述送料器15连通，其连通部位还设有喷嘴12，所述喷嘴12通过管路与过热蒸汽锅炉13连接，如图2所示，所述分离装置2的罐体底部与所述送料器15连通的连通部位20是位于罐体底部的切点部位，所述喷嘴12位于该罐体底部切线上，其喷嘴12的喷出口19正对切点部位，所述喷嘴12的喷射方向、送料器15的出料方向以及罐体母线方向这三个方向均相互垂直并交汇于切点处。在所述喷嘴12的位置上，所述喷嘴12至少设置一个喷嘴。所述喷嘴12直径范围为15mm-30mm。所述喷嘴12直径范围优选为20mm-25mm。如图3所示，本实施例中在所述喷嘴12的位置上，所述喷嘴12为沿水平方向并列设置的二个喷嘴。

在图1中，所述过热蒸汽锅炉13将已有的普通蒸汽加热为500℃-700℃高温过热蒸汽，其通过管路和所述喷嘴12进入到分离装置2中，此时的蒸汽通过喷嘴12的作用成为能够达到2马赫的超音速高温过热蒸汽，超音速高温过热蒸汽产生的冲击波与污油泥碰撞，瞬时击碎污油泥，使待处理物即污油泥中的水份和油份瞬间蒸发，即是一个升华的过程，其蒸发的效率非常高，固体物质被粉碎成细小颗粒，一起进入旋风分离器4中。所述旋风分离器4为中部设有入口16、上部设有出口为排气口17、下部设有出口为排渣口18的立式罐体，其排渣口18与油泥残渣收集箱11相对应，在旋风分离器4中，气态的油份和水份从固体残渣中分离出来，固体残渣从排渣口18落入油泥残渣收集箱11中。所述的固体残渣主要是污油泥中的重金属、油砂等固体通过所述旋风分离器4进行分离回收。所述排气口17与一根排气管道5连接，气态的油份和水份一起通过排气口17进入排气管道5中，在所述排气管道5内中段设有喷水喷头7，喷水喷头7由水管6供水，通过喷水喷头7不断的喷淋使气态的油份和水份降温和液化，即是一个液化的过程，使排气管道5内液化后的油份和水份流入油水分离罐9内。所述排气管道5的另一端出口一直伸入到油水分离罐内，油水分离罐内设有热交换排管25，热交换排管可以是列管排列布置，也可以是盘管形式，本实施例为铜制循环冷却水热交换盘管，以进行热交换，对油份和水份实施降温处理。在油水分离罐中，排气管道5的另一管口端部设有液体分散器8，从液体分散器8内不断向四周均匀喷出含有油份和水份的液体，在油水分离罐9内进行油水分离后，部分气体位于油水分离罐9的上部空间，成为第一层，比重轻的油份浮在液体的上面，成为第二层，这些油份以液体的形式被回收利用，而水沉在油的下面成为第三层。气流以2马赫的速度粉碎和蒸发被处理物即污油泥，蒸发为瞬间进行，在高温作用下获得的提取物几乎不会发生品质上的改变，从而确保回收后的油份可以在各种情况下使用，回收的油质纯净，不含重金属，并脱除了大部分硫，油中含水率可降至0.12％，油份被提取后，残渣中的含油率低于5％，轻质油油泥残渣含油率低于0.08％。这足以保证其被弃置到自然界中之后对环境不会造成污染。

在图2中，所述分离装置2的罐体为轴向两瓣分体式设置，其中与喷射方向相对的一块罐体为可拆卸更换式罐体，两块罐体之间的连接可以采用对接、插接、或者铰链式连接等活动连接，本实施例采用的是铰链式连接，即通过铰链22将一部分罐体可拆卸式连接。

如图4所示，所述污油泥分离设备还可以位于一个托架23上，托架23下设有可运动的车轮24，构成移动式污油泥分离设备。

本发明方法和设备适用于各种类型的含油污泥和油砂，并且如果通过电器控制装置14控制分离装置2的温度，该设备还可以用来干化离心浓缩后的油泥泥饼。本发明的处理设备每小时可以处理350-500kg的污油泥，即在24小时不间断操作的条件下，年处理污油泥平均3500吨左右，这是一个简单的处理系统，能源可以被有效利用，处理成本很低，如果处理量很大时，可以加大处理机的数量。

本发明的工作能源仅仅使用蒸汽，用少量能源进行处理，不使用化学药品和生物药品，不产生废气，对大气没有污染。设备的体积小、结构简单、维修方便。

Claims (10)

1.一种污油泥分离方法，其特征在于：

该污油泥分离方法的步骤为：

(1)用过热蒸汽锅炉将水蒸汽加热至500℃以上的过热蒸汽；

(2)通过喷嘴喷射至污油泥上，其喷嘴口喷出蒸汽的速度达到2马赫，瞬间与污油泥碰撞，污油泥被粉碎成细小颗粒；

(3)污油泥中的水份和油份瞬间蒸发升华；

(4)水份和油份通过旋风分离器与固体颗粒分离；

(5)水份和油份通过水喷淋降温、液化；

(6)液化后的水份和油份通过油水分离罐分离。

2.一种实现权利要求1所述方法的污油泥分离设备，包括电器控制装置、过热蒸汽锅炉、料斗以及料斗下的送料器，其特征在于：还设有分离装置、旋风分离器和油水分离罐，所述分离装置为封闭卧式圆罐体形状，其中罐体一端面中心部位与所述旋风分离器管道连接，其罐体底部与所述送料器连通，其连通部位还设有喷嘴通过管路与过热蒸汽锅炉连接。

3.根据权利要求2所述的污油泥分离设备，其特征在于：所述分离装置的罐体底部与所述送料器连通的连通部位位于罐体底部切点部位，所述喷嘴位于该罐体底部切线上，所述喷嘴的喷出口正对切点部位，所述喷嘴的喷射方向、供给装置的出料方向以及罐体母线方向这三个方向均相互垂直并交汇于切点处。

4.根据权利要求3所述的一种污油泥分离设备，其特征在于：所述分离装置的罐体为轴向两瓣分体式设置，其中与喷射方向相对的一块罐体为拆卸更换式罐体。

5.根据权利要求4所述的一种污油泥分离设备，其特征在于：所述喷嘴至少设置一个喷嘴。

6.根据权利要求5所述的一种污油泥分离设备，其特征在于：所述喷嘴沿水平方向并列设置二个喷嘴。

7.根据权利要求5所述一种污油泥分离设备，其特征在于：所述旋风分离器为中部设有入口、上下设有出口的立式罐体，其上出口为排气口、其下出口为与油泥残渣收集箱连通的排渣口。

8.根据权利要求7所述的一种污油泥分离设备，其特征在于：所述排气口与一根排气管道连接，所述排气管道内设有喷水喷头，所述排气管的另一端伸入到带有热交换排管的油水分离罐内，管口端部设有液体分散器。

9.根据权利要求8所述的一种污油泥分离设备，其特征在于：所述喷嘴直径范围为15mm-30mm。

10.根据权利要求9所述的一种污油泥分离设备，其特征在于：所述污油泥分离设备位于一个托架上，托架下设有可运动的车轮，构成移动式污油泥分离设备。

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