CN105271626A - 一种油田稠油污泥处理系统及其方法 - Google Patents

一种油田稠油污泥处理系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种油田稠油污泥处理系统及其方法。本发明提供的油田稠油污泥处理的方法是:将经过预处理的含油污泥送入化学热洗装置处理,处理后含油污泥分离为细物料、大块物料和污油水,并对上述三种物料分别处理。污油水经过一系列处理后得到水相、油相和细泥,其中油相含油35-45%,含水50-60%,含渣<5%;水相可返回清洗装置回用而不用外排;细物料经过二次清洗后可用于铺垫井场;大块物料被分选为有机质和无机质,无机质经二次清洗后可用于铺垫井场;有机质送至危废焚烧炉进行焚烧,从而实现了无害化处理和资源化利用。

Description

一种油田稠油污泥处理系统及其方法
技术领域
[0001] 本发明属于本能源环保技术领域,具体涉及一种油田稠油污泥处理系统及其方法。
背景技术
[0002] 油田稠油污泥主要由浮渣底泥、清罐油泥及落地油泥等构成,主要来自稠油污水处理过程中产生的浮渣底泥,稠油集输过程中的联合站、转接站的各种大罐清罐油泥和在运输过程中管线腐蚀破裂、以及在油井修井作业时被作业工具(如油管、栗、抽油杆等)携带至井场地面的原油渗入土壤和其它固体废物掺混的落地油泥。针对落地油泥,该油泥混杂工业和生活垃圾,且因放置时间长,轻质组分挥发,重质组分比例增加,老化严重,分离困难,对环境危害较大,且占地面积大,综合利用率较低,困扰着企业的发展,已列入国家危险废物名录。目前对稠油污泥常用的处理方法主要包括:焚烧法、生物法、空心桨叶干化法、热风旋片干化法、超高压压滤法、调质-机械分离法、以及热解法等。焚烧法处理量大、彻底、技术成熟,但耗能大、费用高、存在二次污染;生物法节能、环保、投资小,但资源无法回收利用、占地面积大、处理周期长、处理技术不够成熟;空心桨叶干化法占地面积小、投资低、净热耗低、热效率高,但处理一定粘度和含沙量较高的污泥时易结垢与磨蚀设备、易产生粉尘污染,且干燥时间长;热风旋片干化法干燥强度大、干燥时间短、热效率高、适应范围广,但能耗与处理成本较高;超高压压滤法占地面积小、劳动强度低,但处理成本中等,后期处理难度大;调质-机械分离法脱水效果与机械脱水性能得到显著提高,技术成熟,但要得到普遍适用的脱水机械和药剂的组合很困难,处理量小,设备与处理费用较高;热解法经济、环保、资源可回收利用,但热解机理尚不明确。
发明内容
[0003] 为克服上述问题,本发明的目的是提供一种油田稠油污泥处理系统,该系统可实现油田稠油污泥无害化处理与资源化利用。
[0004] 本发明的另一目的是提供一种利用上述系统的油田稠油污泥处理方法。
[0005] 为达到上述目的,本发明提供了一种油田稠油污泥处理系统,该系统包括:缓冲罐、化学热洗装置、油水过渡罐、均质罐、离心机、气浮机、油水分离罐、储水罐和储油罐;
[0006] 所述缓冲罐设有蒸汽入口管路、液相物料管路和固相物料通道,所述液相物料管路与均质罐连通,所述固相物料通道与化学热洗装置连通;
[0007] 所述化学热洗装置设有热水输入管路、细物料输出通道、大块物料输出通道和污油水管路,所述污油水管路与油水过渡罐连通;
[0008] 所述油水过渡罐设有上层污油相管路和下层液相管路,所述上层污油相管路与油水分离罐连通,所述下层液相管路与均质罐连通;
[0009] 所述均质罐与离心机连通,所述离心机设有液相出口管路和固相输出通道,所述液相出口管路与气浮机连通;
[0010] 所述气浮机设有浮渣底泥输出通道和气浮液相管路,所述气浮液相管路与油水分离罐连通;
[0011] 所述油水分离罐设有水相管路和油相管路,所述油相管路与储油罐连通,所述水相管路与储水罐连通;
[0012] 所述储水罐设有加热部件和热水管路,所述热水管路与化学热洗装置的热水输入管路连通。
[0013] 在上述油田稠油污泥处理系统中,缓冲罐有高温水蒸汽通入,进入的物料被加热融化后,初步分离为固相和液相,液相进入均质罐,固相油泥进入化学热洗装置。通入缓冲罐的高温水蒸汽可以由外设的蒸汽锅炉提供;蒸汽锅炉产出的蒸汽还可用于加热化学热洗装置中的清洗水,蒸汽的温度优选为120°C。
[0014] 所述化学热洗装置在工作时,油泥从化学热洗装置的上部进料口进入倾斜的滚筒底部;滚筒内壁设有从底部延伸至出口的螺旋挡板,用于向出口推送大块物料;滚筒底部1/3浸入热清洗水中,出口设有一根伸至滚筒内部靠近液面的热水喷管),滚筒慢速旋转(外部连接减速电机用于带动滚筒旋转),滚筒内加有质量比为1_3%。的复合环保型清洗剂(可生物降解),曝气,使油泥、热水与药剂充分混合、筛滤,最终将物料分离为细物料、大块物料和污油水;在装置运行过程中,大块物料从化学热洗装置的大块物料输出通道排出;细砂等细物料经滚筒筛孔沉降至装置底部,由刮板机刮出后经细物料输出通道排出;污油水经污油水管路进入油水过渡罐。
[0015] 在上述油田稠油污泥处理系统中,物料在油水过渡罐中经静置分层,得到上层污油相和下层液相,污油相经上层污油相管路进入油水分离罐,液相经下层液相管路进入均质罐。
[0016] 在上述油田稠油污泥处理系统中,均质罐设有加药装置添加絮凝剂,进入均质罐的物料在絮凝、搅拌均匀后被送入离心机。
[0017] 在上述油田稠油污泥处理系统中,离心机对物料进行固液分离,得到的液相进入气浮机,由气浮机再次进行固液分离。
[0018] 在上述油田稠油污泥处理系统中,优选地,所述化学清洗装置为可将油泥物料分离为大块物料、细物料和污油水的滚筒清洗机;所述滚筒清洗机优选为CN102424505A中公开的落地油泥处理设备。
[0019] 在上述油田稠油污泥处理系统中,优选地,在所述均质罐前,设有油泥储池,所述油泥储池设有与均质罐连通的油泥液相管路,以及向缓冲罐转移固相物料的通道(含油污泥在油泥储池中静置后,上层的液相可通过油泥液相管路进入均质罐,并将下层的固相物料送入缓冲罐进行处理);进一步优选地,所述固相物料通过桁车转移。
[0020] 在上述油田稠油污泥处理系统中,优选地,在所述油泥储池和缓冲罐之间设有破碎机,所述破碎机优选为剪切式分体刀片破碎机。
[0021] 在上述油田稠油污泥处理系统中,优选地,在所述均质罐和离心机之间依次设有混合器和管道切碎机。混合器用于进一步对絮凝产物进行混合,管道切碎机用于将物料切碎,避免编织袋等杂质对后续工序的影响。混合器和管道切碎机可根据含油污泥原料的不同分别有选择地使用。
[0022] 本发明还提供了一种利用上述系统的油田稠油污泥处理方法,该方法包括以下步骤:
[0023] (1)将含油污泥送入缓冲罐,在缓冲罐内,含油污泥经水蒸汽加热处理使固相和液相初步分离,初步分离后的液相打入均质罐,初步分离后的固相油泥进入化学热洗装置;
[0024] (2)在化学热洗装置内,固相油泥、热水与药剂经过充分混合、筛滤后,被分离为细物料、大块物料和污油水,细物料和大块物料送出系统,污油水进入油水过渡罐;
[0025] (3)污油水在油水过渡罐内进行静置分层,上层污油相打入油水分离罐,下层液相进入均质罐;
[0026] (4)在均质罐内,物料经絮凝、均质后进入离心机进行离心分离;
[0027] (5)离心机分离出的液相进入气浮机,分离出的固相细泥送出系统;
[0028] (6)进入气浮机的液相经气浮分离处理,分离出的浮渣底泥送出系统,分离出的液相进入油水分离罐;
[0029] (7)在油水分离罐内,油相与水相进行分离,油相打入储油罐,水相进入储水罐;
[0030] (8)储水罐中的水被加热后送入第二步的清洗装置进行回用。
[0031] 在上述油田稠油污泥处理方法中,优选地,在步骤(1)中,先将含油污泥在油泥储池中静置,然后将得到的液相物料打入均质罐,将得到的固相物料送入缓冲罐。
[0032] 在上述油田稠油污泥处理方法中,优选地,在步骤(1)中,所述固相物料先被制成粒径< 100mm的预处理物料,然后再送入缓冲罐。
[0033] 在上述油田稠油污泥处理方法中,优选地,所述预处理物料的制备方法为使用剪切式分体刀片破碎机对固体物料进行剪切、挤压。
[0034] 在上述油田稠油污泥处理方法中,优选地,在步骤⑷中,物料在均质罐内絮凝、均质后,先被加工成粒径< 10mm的细粒物料,然后再进入离心机进行离心分离;进一步优选地,所述细粒物料的加工方法为依次通过混合器和管道切碎机进行加工。
[0035] 在上述油田稠油污泥处理方法中,优选地,该方法还包括以下步骤:将步骤(2)得到的细物料送入化学热洗装置进行二次清洗,然后用于铺垫井场或做建材;所述二次清洗为重复步骤(2)至步骤¢)的操作,使用的设备可以为另一套独立装置或者是将原装置的相应物料排出后单独用于二次清洗。
[0036] 在本发明提供的一种优选实施方式中,步骤⑵中得到的细物料的含油率< 5%,然后通过二次清洗,细物料的含油率< 2%,可满足更高的环保要求。另外,物料在二次清洗后,可依据实际情况进行三次清洗甚至多次清洗,具体操作可按照二次清洗的方法实施。
[0037] 在上述油田稠油污泥处理方法中,优选地,该方法还包括以下步骤:将步骤(2)得到的大块物料分选为有机质和无机质(主要为通过人工筛选,去除砂石、石块等无机料),有机质经控水晾晒后送至焚烧炉进行焚烧,无机质送入化学热洗装置进行二次清洗后,用于铺垫井场或做建材。
[0038] 在上述油田稠油污泥处理方法中,优选地,该方法还包括以下步骤:将步骤5和步骤6得到的固相细泥和浮渣底泥送至太阳能干化系统除水,使含水率降至30%后送至焚烧炉进行焚烧。
[0039] 在上述油田稠油污泥处理方法中,优选地,所述太阳能干化系统为温室全封闭系统,并设有臭氧除臭净化系统。
[0040] 在上述油田稠油污泥处理方法中,优选地,步骤(8)中储水罐中的水被加热的温度为80°C。
[0041] 在上述油田稠油污泥处理方法中,优选地,所述焚烧炉的炉渣用于铺井场、做建材,焚烧炉的烟气用于向余热锅炉供热,余热锅炉回收的热量可用于加热储水罐中的水。
[0042] 在上述油田稠油污泥处理方法中,优选地,步骤(7)中储油罐收集的油相经精制处理使含水率< 3%,含渣率< 1%,然后外销或自用。
[0043] 本发明提供的油田稠油污泥处理系统和方法,可实现稠油污泥的连续油、水、泥三相分离。水相经净化处理后回用,可实现零排放。在本发明提供的一种优选实施方式中,清洗后排放的细砂含油量< 2%,矿物油达标;细泥经离心脱水和太阳能干化处理后与大块有机质进行焚烧处理,焚烧产生的热量生产蒸汽用于清洗实现废物资源化。
附图说明
[0044] 图1为实施例2中油田稠油污泥处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0045] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0046] 实施例1
[0047] 本实施例提供了一种油田稠油污泥处理系统,该系统包括:油泥储池、破碎机、缓冲罐、滚筒清洗机、油水过渡罐、均质罐、混合器、管道切碎机、离心机、气浮机、油水分离罐、储水触和储油触;
[0048] 油泥储池设有与均质罐连通的油泥液相管路,油泥储池中的固相物料通过桁车抓斗转移至破碎机(剪切式分体刀片破碎机),破碎机的出料口与缓冲罐连通;
[0049] 缓冲罐设有蒸汽入口管路、液相物料管路和固相物料通道,蒸汽入口管路与一台外设的蒸汽锅炉连通;液相物料管路与均质罐连通,固相物料通道与滚筒清洗机连通;
[0050] 滚筒清洗机采用CN102424505A中公开的落地油泥处理设备,其设有热水输入管路、细物料输出通道、大块物料输出通道和污油水管路,污油水管路与油水过渡罐连通;
[0051] 油水过渡罐设有上层污油相管路和下层液相管路,上层污油相管路与油水分离罐连通,下层液相管路与均质罐连通;
[0052] 均质罐与混合器连通,混合器与管道切碎机连通;
[0053] 管道切碎机与离心机连通,离心机设有液相出口管路和固相输出通道,液相出口管路与气浮机连通;
[0054] 气浮机设有浮渣底泥输出通道和气浮液相管路,气浮液相管路与油水分离罐连通;
[0055]油水分离罐设有水相管路和油相管路,油相管路与储油罐连通,水相管路与储水罐连通;
[0056] 储水罐设有加热部件和热水管路,热水管路与滚筒清洗机的热水输入管路连通。
[0057] 实施例2
[0058] 本实施例提供了一种油田稠油污泥处理方法(图1为该方法的工艺流程图),该方法使用了实施例1中的油田稠油污泥处理系统。
[0059] 本实施例提供的油田稠油污泥处理方法包括以下步骤:
[0060] (1)含油污泥在油泥储池中静置后,将液相送入均质罐,将固相通过桁车抓斗转移至破碎机中;
[0061] (2)步骤(1)中转移过来的物料通过破碎机的剪切、挤压,被制成粒径< 100_的预处理物料,然后将预处理物料送入缓冲罐;
[0062] (3)在缓冲罐内,预处理物料经水蒸汽(由外设的蒸汽锅炉提供水蒸汽)加热处理后,固相和液相实现初步分离,然后将液相打入均质罐,将固相的油泥送入滚筒清洗机;
[0063] (4)在滚筒清洗机内,固相的油泥由上部进料口进入滚筒清洗机内倾斜的滚筒底部,滚筒慢速旋转,向滚筒内加入质量比为1_3%。的复合环保型清洗剂(可生物降解),曝气,使油泥、热水与药剂充分混合、筛滤;细砂等细物料经滚筒筛孔沉降至装置底部,由刮板机刮出装置外,再经二级清洗后,用于铺垫井场或做建材;大块有机质物料由转笼内壁的螺旋挡板推送至出口排出装置外,大块物料分选为有机质和无机质(主要为通过人工筛选,去除砂石、石块等无机料),有机质经控水晾晒后送至焚烧炉进行焚烧,无机质送入化学热洗装置进行二次清洗后,用于铺垫井场或做建材;清洗后的污油水进入油水过渡罐;
[0064] (5)污油水在油水过渡罐内进行静置分层,上层污油相打入油水分离罐,下层液相进入均质罐;
[0065] (6)在均质罐内,向均质罐内加入絮凝剂,均匀搅拌后依次进入混合器、管道切碎机,物料被切碎成粒径< 10mm的细物料,将细物料送入离心机进行离心分离;
[0066] (7)离心机分离出的液相进入气浮机,分离出的固相细泥送太阳能干化系统;
[0067] (8)进入气浮机的液相经气浮分离处理,分离出的浮渣底泥送太阳能干化系统,分离出的液相进入油水分离罐;
[0068] (9)在油水分离罐内,油相与水相进行分离,油相打入储油罐,水相进入储水罐;
[0069] (10)储水罐中的水被加热后送入滚筒清洗机进行回用。
[0070] 此外,滚筒清洗机排出的细砂含油率< 5%,经二次清洗后含油率< 2%;滚筒清洗机排出的大块有机质物料含油率达到10-20%,热值较高,因此送至焚烧炉进行焚烧,焚烧炉的烟气热量由余热锅炉回收,回收的热量用于加热储水罐中的回用水,最终的烟气经尾气处理后排放;离心机与气浮机分离出来的细泥与浮渣底泥经太阳能干化系统干化后,含水率从70%降至30%以下,最后再送焚烧炉进行焚烧;该太阳能干化系统为温室全封闭系统,并设有臭氧除臭净化系统,无二次污染;用于滚筒清洗机所用的热清洗水由蒸汽锅炉提供的120°C蒸汽进行加热;储油罐收集的油相,含油35-45%,含水50-60%,含渣< 5%,再经进一步精制后,外销。

Claims (10)

1.一种油田稠油污泥处理系统,该系统包括:缓冲罐、化学热洗装置、油水过渡罐、均质罐、离心机、气浮机、油水分离罐、储水罐和储油罐; 所述缓冲罐设有蒸汽入口管路、液相物料管路和固相物料通道,所述液相物料管路与均质罐连通,所述固相物料通道与化学热洗装置连通; 所述化学热洗装置设有热水输入管路、细物料输出通道、大块物料输出通道和污油水管路,所述污油水管路与油水过渡罐连通; 所述油水过渡罐设有上层污油相管路和下层液相管路,所述上层污油相管路与油水分离罐连通,所述下层液相管路与均质罐连通; 所述均质罐与离心机连通,所述离心机设有液相出口管路和固相输出通道,所述液相出口管路与气浮机连通; 所述气浮机设有浮渣底泥输出通道和气浮液相管路,所述气浮液相管路与油水分离罐连通; 所述油水分离罐设有水相管路和油相管路,所述油相管路与储油罐连通,所述水相管路与储水罐连通; 所述储水罐设有加热部件和热水管路,所述热水管路与化学热洗装置的热水输入管路连通。
2.根据权利要求1所述的油田稠油污泥处理系统,其中,所述化学清洗装置为可将油泥物料分离为大块物料、细物料和污油水的滚筒清洗机;所述滚筒清洗机优选为CN102424505A中公开的落地油泥处理设备。
3.根据权利要求1所述的油田稠油污泥处理系统,其中,在所述均质罐前,设有油泥储池,所述油泥储池设有与均质罐连通的油泥液相管路,以及向缓冲罐转移固相物料的通道;优选地,所述固相物料通过桁车转移; 进一步优选地,在所述油泥储池和缓冲罐之间设有破碎机;所述破碎机优选为剪切式分体刀片破碎机。
4.根据权利要求1所述的油田稠油污泥处理系统,其中,在所述均质罐和离心机之间依次设有混合器和管道切碎机。
5.一种利用权利要求1-4任意一项所述的系统的油田稠油污泥处理方法,该方法包括以下步骤: (1)将含油污泥送入缓冲罐,在缓冲罐内,含油污泥经水蒸汽加热处理使固相和液相初步分离,初步分离后的液相打入均质罐,初步分离后的固相油泥进入化学热洗装置; (2)在化学热洗装置内,固相油泥、热水与药剂经过充分混合、筛滤后,被分离为细物料、大块物料和污油水,细物料和大块物料送出系统,污油水进入油水过渡罐; (3)污油水在油水过渡罐内进行静置分层,上层污油相打入油水分离罐,下层液相进入均质罐; (4)在均质罐内,物料经絮凝、均质后进入离心机进行离心分离; (5)离心机分离出的液相进入气浮机,分离出的固相细泥送出系统; (6)进入气浮机的液相经气浮分离处理,分离出的浮渣底泥送出系统,分离出的液相进入油水分离罐; (7)在油水分离罐内,油相与水相进行分离,油相打入储油罐,水相进入储水罐; (8)储水罐中的水被加热后送入第二步的清洗装置进行回用。
6.根据权利要求5所述的油田稠油污泥处理方法,其中,在步骤(1)中,先将含油污泥在油泥储池中静置,然后将得到的液相物料打入均质罐,将得到的固相物料送入缓冲罐。
7.根据权利要求6所述的油田稠油污泥处理方法,其中,在步骤(1)中,所述固相物料先被制成粒径< 100mm的预处理物料,然后再送入缓冲罐; 优选地,所述预处理物料的制备方法为使用剪切式分体刀片破碎机对固体物料进行剪切、挤压。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的油田稠油污泥处理方法,其中,在步骤(4)中,物料在均质罐内絮凝、均质后,先被加工成粒径< 10mm的细粒物料,然后再进入离心机进行离心分离;优选地,所述细粒物料的加工方法为依次通过混合器和管道切碎机进行加工。
9.根据权利要求5所述的油田稠油污泥处理方法,其中,该方法包括以下步骤:将步骤(2)得到的细物料送入化学热洗装置进行二次清洗,然后用于铺垫井场或做建材;所述二次清洗为重复步骤(2)至步骤¢)的操作,使用的设备为另一套独立装置或者是将原装置的相应物料排出后单独用于二次清洗。
10.根据权利要求5所述的油田稠油污泥处理方法,其中,该方法包括以下步骤:将步骤(2)得到的大块物料分选为有机质和无机质,有机质经控水晾晒后送至焚烧炉进行焚烧,无机质送入化学热洗装置进行二次清洗后,用于铺垫井场或做建材; 优选地,该方法还包括以下步骤:将步骤5和步骤6得到的固相细泥和浮渣底泥送至太阳能干化系统除水,使含水率降至30%后送至焚烧炉进行焚烧; 进一步优选地,该方法还包括以下步骤:所述焚烧炉的炉渣用于铺井场、做建材,焚烧炉的烟气用于向余热锅炉供热,余热锅炉回收的热量用于加热储水罐中的水; 更优选地,该方法还包括以下步骤:步骤(7)中储油罐收集的油相经精制处理使含水率彡3%,含渣率< 1%,然后外销或自用。
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