CN105419827B - 等离子套管式换热器油泥沙热解系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子套管式换热器油泥沙热解系统，包括等离子放热系统、油泥沙吸热系统和余热回收系统，在油泥沙吸热系统包括油泥沙管道入口（1）、油泥沙管道受热段（15）、螺杆推进器（2）、热解产物引出管道（3）、废料出口（4）；在等离子放热系统包括等离子发生器（5）、燃烧室（6）、热风箱（7）、套管式换热器（8）；在余热回收系统包括热风引出管道（9）、引风机（10）、换热器（11）、热风循环管道（12），热解产物引出管（3）、换热器（11）、分离器（13）、不凝气体引燃管（14）。本发明能够实现连续大量处理油泥沙，具有零排放，余热高效回收等优点；具有较高的经济和环保效益。

Description

等离子套管式换热器油泥沙热解系统

技术领域

本发明属于环保领域，具体是指采用等离子作为热源进行油泥沙热解处理的系统。

背景技术

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%，我国石油化学行业中，平均每年产生80万t罐底泥、池底泥。含油污泥中含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质，若不加以处理直接排放，不但占用大量耕地，而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染，污泥中还含有大量的病原菌、寄生虫（卵）、铜、锌、铬、汞等重金属，盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物质。目前，油泥砂己经被国家列为危险废物。

从80年代中期开始，美国、日本、德国、前苏联等发达国家开始研究高效低耗处理油泥的方法和工艺。现今国内外处理含油污泥的方法一般有：焚烧法、生物处理法、热洗涤法、溶剂萃取法、化学破乳法、固液分离法等。尽管处理的方法很多，但都因针对性不强、处理成本高等缺点没有推广。对含油污泥进行无害化、清洁化并回收其中资源的综合处理，成为国内外环境保护和石油工业的重点之一。因此，开发研究出经济实用油泥沙处理回收工艺已迫在眉睫。

如焚烧法：其存在投资大，成本高，常需加入助燃燃料，焚烧过程中伴有严重的空气污染，而且不能回收原油等缺点。

如生物处理法：要求较高的技术水平，微生物制取困难，人工投入量大，占地面积大，反应周期长，不能连续作业。

如热解析：对反应条件要求较高，处理费用较高，操作也比较复杂，尚须进一步完善。

综上所述，以上各类技术存在各种不足，适用性和处理能力均存在不足，在使用中存在极大的局限性。

针对上述各类节油技术存在的问题，本发明提供一种处理工艺，该处理工艺能够实现连续大量处理油泥沙，具有零排放，余热高效回收等优点；具有较高的经济和环保效益。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种等离子套管式换热器油泥沙热解系统。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明公开了一种等离子套管式换热器油泥沙热解系统，包括等离子放热系统、油泥沙吸热系统和余热回收系统，所述等离子放热系统包括燃烧室、设在燃烧室下方的等离子发生器、设在燃烧室内的热风箱、套管式换热器；所述油泥沙吸热系统按油泥沙流动方向，依次包括油泥沙管道入口、设在油泥沙管道内的螺杆推进器、油泥沙管道受热段、设在油泥沙管道上的热解产物引出管道以及废料出口；所述余热回收系统包括两条线路，其中一条按照热空气流动方向依次包括热风引出管道、设在引用管道上的引风机、换热器、热风循环管道，所述热风循环管道与燃烧室相连；另外一条按照热解产物流动方向，依次包括热解产物引出管、换热器、分离器、不凝气体引燃管，所述不凝气体引燃管与燃烧室相连。

进一步地，所述螺杆推进器贯穿于整个油泥沙管道中。

进一步地，所述废料出口设置于油泥沙管道末端。

本发明中等离子放热系统由等离子发生器、燃烧室、热风箱、套管式换热器组成，其具有以下功能：

1）点燃分解产物

当产生的热解产物到达燃烧室后，由等离子发生器点燃热解产物，产生高温烟气。

2）加热乏气

等离子产生的热风经过套管式换热器后被冷却，经过热风循环管道引入到均风室后，由等离子发生器加热。

本发明中油泥沙吸热系统按照油泥沙流动方向，依次为：油泥沙管道入口、油泥沙管道受热段、螺杆推进器、热解产物引出管道、废料出口。油泥沙吸热系统主要作用：输送油泥沙；实现油泥沙与热风的换热；油泥沙受热热解，热解产物经热解产物引出管道引出。

本发明中余热回收系统按照热空气流动方向，依次为：热风引出管道、引风机、换热器、热风循环管道；按照热解产物流动方向，依次为：热解产物引出管、换热器、分离器、不凝气体引燃管。余热回收系统主要功能：回收换热后的余热烟气；余热烟气在换热器被高温的热解产物加热，实现预热；通过热交换使热解产物冷却分离，便于分类利用；补充热风。

本发明系统启动时，利用等离子产生高温气体，高温气体经燃烧室、热风箱到套管式换热器，并在此处与油泥沙换热；油泥沙在螺杆推进器的推动下从管道入口进入管道受热段，油泥沙在此受热分解，热解产物由引出管道引出，剩余废料由废料出口排出；油泥沙热解副产物经热解产物引出管引入到换热器用于加热放热后的热空气；油泥沙热解副产物经换热器放热后引入到分离器分离为不凝物和凝结物，凝结物排出分离器另作他用；不凝物排出分离器由不凝气体引燃管引入到燃烧室进行燃烧作为附加热源。热风在套管式换热器放热后温度降低并由热风引出管道引出，经引风机送入换热器，与油泥沙热解副产物换热后升温后再进入热风循环管道，最后进入燃烧室参与燃烧同时补充热风。

有益效果：本发明相对于现有技术而言，能够实现连续大量处理油泥沙，具有零排放，余热高效回收等优点；具有较高的经济和环保效益；相较于其他处理工艺，本工艺节约成本在25%以上。其结构简单，操作运行方便，维护费用低；该系统充分回收余热，大大提高能源利用率；热解产物得到合理处理，实现资源的最大化利用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种等离子套管式换热器油泥沙热解系统，包括等离子放热系统、油泥沙吸热系统和余热回收系统，所述等离子放热系统包括燃烧室6、设在燃烧室下方的等离子发生器5、设在燃烧室内的热风箱7、套管式换热器8；所述油泥沙吸热系统按油泥沙流动方向，依次包括油泥沙管道入口1、设在油泥沙管道内的螺杆推进器2、油泥沙管道受热段15、设在油泥沙管道上的热解产物引出管道3以及废料出口4；所述余热回收系统包括两条线路，其中一条按照热空气流动方向依次包括热风引出管道9、设在引用管道上的引风机10、换热器11、热风循环管道12，所述热风循环管道与燃烧室相连；另外一条按照热解产物流动方向，依次包括热解产物引出管3、换热器11、分离器13、不凝气体引燃管14，所述不凝气体引燃管14与燃烧室相连。

油泥沙管道受热段15、燃烧室6、热风箱7、套管式换热器8共同组成换热装置。油泥沙在油泥沙管道受热段15内吸收套管式换热器8内热风释放的热能进而分解，分解后产生的油副产品经过热解产物引出管道3引出；剩余泥沙等废物继续由螺杆推进器2经废料出口4排出。

热风介质为等离子压缩空气，压缩空气经等离子发生器5电离产生等离子进入燃烧室6，经热风箱7均匀分配后进入套管式换热器8进而加热油泥沙管道受热段15，进而由热风引出管道9引出进行热风循环。

油泥沙热解副产物经热解产物引出管3引入到换热器11用于加热放热后的热空气；油泥沙热解副产物经换热器11放热后引入到分离器13分离为不凝物和凝结物，凝结物排出分离器13另作他用，不凝物排出分离器13由不凝气体引燃管14引入到燃烧室6进行燃烧作为附加热源。

热风在套管式换热器8放热后温度降低并由热风引出管道9引出，经引风机10送入换热器11，与油泥沙热解副产物换热后升温后再进入热风循环管道12，最后进入燃烧室6参与燃烧同时补充热风。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.等离子套管式换热器油泥沙热解系统，其特征在于：包括等离子放热系统、油泥沙吸热系统和余热回收系统，所述等离子放热系统包括燃烧室(6)、设在燃烧室下方的等离子发生器(5)、设在燃烧室内的热风箱(7)、套管式换热器(8)；所述油泥沙吸热系统按油泥沙流动方向，依次包括油泥沙管道入口(1)、设在油泥沙管道内的螺杆推进器(2)、油泥沙管道受热段(15)、设在油泥沙管道上的热解产物引出管道(3)以及废料出口(4)；所述余热回收系统包括两条线路，其中一条按照热空气流动方向依次包括热风引出管道(9)、设在引用管道上的引风机(10)、换热器(11)、热风循环管道(12)，所述热风循环管道与燃烧室相连，热风在套管式换热器(8)放热后温度降低并由热风引出管道(9)引出，经引风机(10)送入换热器(11)，与油泥沙热解副产物换热后升温后再进入热风循环管道(12)，最后进入燃烧室(6)与燃烧同时补充热风；另外一条按照热解产物流动方向，依次包括热解产物引出管(3)、换热器(11)、分离器(13)、不凝气体引燃管(14)，所述不凝气体引燃管(14)与燃烧室相连。

2.根据权利要求1所述的等离子套管式换热器油泥沙热解系统，其特征在于：所述螺杆推进器(2)贯穿于整个油泥沙管道中。

3.根据权利要求1所述的等离子套管式换热器油泥沙热解系统，其特征在于：所述废料出口(4)设置于油泥沙管道末端。