CN105498625A - 一种用于油泥调质固型化造粒的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于油泥调质固型化造粒的方法，包括以下步骤：将油泥注入油泥浓缩罐中进行破乳絮凝沉降分离，下部含水油泥与絮凝改性剂混合后进入卧式螺旋离心机进行分离，分离液进入压滤机进行压滤，制得的滤饼与离心分离得到的油泥饼混合后作为待处理油泥，将油泥与固化剂、调质添加剂进行混合成形态均一的物料，加入造粒机中，进行造粒，提高了相容性、互溶吸附性，为含油污泥进行无害化处理及资源化利用提供了保障，经济与环保综合效益显著。

Description

一种用于油泥调质固型化造粒的方法

技术领域

本发明属于含油污泥处理技术领域，具体涉及一种用于油泥调质固型化造粒的方法。

背景技术

含油污泥是一类含有石油等有机质与水、泥沙等组成的稳定胶状体系，其中的有机质除含有重质化原油、半成品渣油及成品油外还含油大量稠环芳烃及有害微生物，含油污泥伴随着原油采、炼、集、输各个环节。其数量巨大，据不完全统计仅我国年产各类油泥高达3000万吨，由于其中含有大量未分离的原油、微生物、重金属、苯系物等有毒有害物质，其对人体及环境危害巨大，已经被我国列为固体危险废弃物（HW08）项，必须经过有效处理无害化后才可排放。目前国内已有的处理含油污泥的方法，归纳起来有：焚烧法、焦化法、填埋法、地耕法、热解法、溶剂萃取法、含油污泥综合利用、固化法、化学破乳法及生物治理等。但由于油泥含有大量的水及石油类物质，其形态一般为半固体或浆体，具有较大的粘度，同时在储运过程中还容易形成泌出水及油，给油泥的储运带来了极大不便及环境危害。同时对于使用干化机、焚烧炉、气化炉、热解炉等设备进行油泥无害化及资源化处理，对于高粘度油泥的输送基本都需要使用高压柱塞泵及耐高压管线进行输送，该类设备不仅造价高、使用维护成本大、其输送压力往往高达几十公斤以上，存在一定的安全隐患及风险，对于高度超过20m的油泥输送效果并不理想，能耗极高。

油泥如不进行固化颗粒化处理，在焚烧、热解或气化过程中容易粘附与设备、通道、烧嘴、阀体等内表面，形成烧结层，极大的影响高温热处理过程，同时在热解、焚烧过程中会产生大量的飞尘影响后续产物净化。如能将浆体或半固体的油泥进行固化造粒处理，将极大简化油泥储运设备及操作难度，可以使用简单廉价的皮带机、气力输送、螺旋机、震荡管等进行长距离、高爬升输送，大为简化油泥输送的难度，也为油泥在焚烧系统、热解系统及气化系统的良好运行处理提供了条件。但由于油泥所含物质种类较多，粘度极大，且来料组成及性状不稳定，水油比例大，造成了常规的造粒工艺难以进行经济有效的造粒过程。

由于经脱水除油后的油泥其热值较低，为在焚烧炉、热解炉中进行处理时具有一定的热值保持设备运行的能量平衡，需要在油泥固形化过程中添加一定的能源材料以提高其热值。这类能源材料由于经济性及可获取性因素大多为碳基材料如粉煤、兰炭焦粉等，而油泥中所含有的大量石油类物质极性及溶解性差异使其很难与煤、焦粉等进行粘合及成型，这就需要通过对油泥调质改性调整其表面极性，或使用骨架材料吸附成核达到油泥与煤、焦粉等共同成型粘合造粒的目的。

CN104689759A及CN201510153953公开了一种造粒机其仅能实现对低粘固态物料的造粒，不能适用于需调质捏合的高粘高含水油泥的造粒。CN201310011066.6公开了一种褐煤造粒的方法，但不适用于油、煤两相共混造粒。因此如何对组分复杂、含水油比例较高、粘度较大的油泥与极性及相溶性差异极大的煤粉、焦粉进行固型化造粒就成为油泥无害化处理及资源化利用的关键。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是克服油泥其含有一定水、油，成分复杂、体系均一性差、形态不稳定、分散能力不良且含有大量的胶质和大分子有机质组分，直接与煤粉、焦粉等进行混合造粒不易成型固态化，无法进行有效造粒等缺点，提供一种能够将油泥进行调质改性后直接与煤粉、焦粉等粉体材料进行固化成型造粒的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于油泥调质固型化造粒的方法，包括以下步骤：

1）减量化分离处理含油污泥；

将油泥注入油泥浓缩罐中进行破乳絮凝沉降分离，油泥浓缩罐上部油及水分离后回注至污水处理厂回收处理，下部含水油泥与絮凝改性剂混合后进入卧式螺旋离心机进行分离，絮凝改性剂的加入量是含水油泥质量的0.1%～3.0%，分离液进入压滤机进行压滤，制得的滤饼与离心分离得到的油泥饼混合后作为待处理油泥；

2）将经过步骤（1）减量化脱水处理得到的油泥与固化剂、调质添加剂按质量比1：0~2:0.001~0.01加入带蒸汽间接加热的捏合机或桨叶干燥机中进行混合，其中固化剂为一次性加入，油泥及调质剂为分批加入，在加热或不加热的捏合机或桨叶干燥机机械搅拌下，油泥逐步失去流动性，并与固化剂及调质添加剂充分混合形成形态均一的物料；

3）将经过步骤（2）混合调质后的含油泥物料加入造粒机中，进行造粒，造粒后通过筛分将成型的油泥固化颗粒分离待用，未成型的油泥粉料返回油泥混合调质单元进行调质处理。

所述的絮凝改性剂是部分水解丙烯酰胺与含氟丙烯酸酯或含氟甲基丙烯酸酯的共聚物、聚酯多元醇、椰油酰基月桂酸或椰油酰基油酸按质量比10:1～5:1的混合物，所述共聚物重均分子量为3000～50000道尔顿，其中含有摩尔分数为75%的丙烯酰胺单元。

所述的调质剂是苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸与含氟丙烯酸酯或含氟甲基丙烯酸酯的共聚物、聚乙烯醇、木质素磺酸钠按质量比2:1～10:1的混合物，所述共聚物重均分子量为5000～100000道尔顿，其中含有摩尔分数为15%的苯乙烯单元、30%的丙烯酰胺单元、30%丙烯酸单元；将混合物配制成质量分数为0.1～1%的水溶液作为调质剂使用。

所述的固化剂为目数在20～200目的粉煤、兰炭焦粉、煤气化后灰渣、粉煤灰、煤直接液化后残渣中的一种或任意比例的混合物。

所述的含氟丙烯酸酯为全氟丙烯酸辛酯、全氟丙烯酸丁酯、全氟丙烯酸戊酯、全氟丙烯酸庚酯中的任意一种。

所述的含氟甲基丙烯酸酯具体可以是氟代甲基丙烯酸庚酯，优选甲基丙烯酸十二氟庚酯。

所述的聚乙烯醇为聚乙烯醇17－92、聚乙烯醇17－88。

所述的聚酯多元醇为乙二酸1,4-丁二醇酯、丁二酸1，6-己二醇酯。

本发明的有益效果是：

1）本发明在油泥离心减量化处理过程中添加含有一定疏水特性的含氟水溶性高分子共聚物及两性表面活性剂，使油泥体系中油、胶质、蜡质、沥青质及泥沙成分高度分散，并形成油、水、泥三相均一稳定体系，大大减少了相分离的发生同时提高了油泥减量化分离过程中的脱油率，所包含的水溶性含氟疏水聚合物可对油泥泥沙表面形成若的吸附层，亲油疏水端与油滴相吸附，带电端与泥沙颗粒相吸附，形成对油泥微粒的表面去离子化改性，提高了油泥与煤粉及焦炭粉的相容性。

2）本发明向经减量化处理后的油泥中添加由刚性苯乙烯单体、柔性亲水性的丙烯酰胺及丙烯酸单体、疏水性的含氟丙烯酸酯类单体共聚而成的具有疏水特性的高分子骨架添加剂，在油泥与煤粉、焦炭粉混合成型过程中，作为骨架支撑材料形成成核中心，同时聚合物连接的亲水及疏水基团分别与油泥及煤粉颗粒通过范德华力及静电吸附引力进行吸附作用，形成微观上的共混微粒。调质剂中含有的聚乙烯醇成分具有一定的粘度，可以将油泥-煤粉微粒进行粘合形成具有一定宏观粒度的固型化团块，所含有的木质素磺酸钠成分进一步对煤粉颗粒表面进行改性，提高煤粉颗粒表面与油泥微粒的互溶吸附性。

3）本发明所需油泥调质、造粒设备简单、处理效率高，减量化后的油泥与煤及调质剂掺配后进入混合造粒系统可迅速团聚固化成型，油泥分散为微小的颗粒在调质剂的作用下迅速与煤粉充分混合、吸附、成核、固化、团聚，不改变现有造粒设备，即可制得具有较高强度、分布均匀、形态规整的油泥-煤粉颗粒或油泥-焦粉颗粒等，具有较高的工业应用价值。而不进行调质处理的油泥，如直接掺配煤粉，在造粒工艺及设备不改变的情况下，由于油泥粘度、稳定性、表面电性及吸附特性等的影响使得掺配煤粉或焦粉的油泥几乎不能固化成型造粒。

4）本发明为含油污泥进行无害化处理及资源化利用提供了保障，经济与环保综合效益显著。

具体实施方式

以下结合具体实施对本发明进一步叙述，但本发明不限于以下实施例。

实施例1

以陕西北部某炼油厂污水车间所产生的“三泥”及陕西北部某采油厂联合站原油沉降罐底油泥按质量比1:6混合后的油泥为例，其初始含水量为65%，含油类物质30%，含泥量为5%，具体调质造粒方法如下：

1）减量化分离处理含油污泥

将油泥用泥浆泵注入油泥浓缩罐中，并加入含油污泥质量1%的重均分子量为15000道尔顿的阳离子聚丙烯酰胺进行沉降分离，静置6小时后，将油泥浓缩罐上部油水分离后回注至污水处理厂处理，下部含水油泥与絮凝剂混合后进入卧式螺旋离心机进行固液分离，所述的絮凝剂是重均分子量为12000道尔顿的部分水解丙烯酰胺-全氟丙烯酸庚酯共聚物（其中含有摩尔分数为75%的丙烯酰胺单元）、聚酯多元醇HKP2066、椰油酰基月桂酸按质量比10:1:1的混合物，其加入量为含水油泥质量的0.25%，得到油泥饼和分离液，所得油泥饼含水量为45%、含油量为20%、含泥量为35%，所得分离液用真空转鼓压滤机4进行压滤，滤液返回污水处理厂处理，滤饼与油泥饼混合后作为待处理油泥。

油泥混合调质

将经过减量化脱水处理用螺旋输送机分批送入已经填装200目煤粉的捏合机中，将调质添加剂配成1%的水溶液使用隔膜泵定量加入捏合机中。油泥与煤粉、调质添加剂原剂为质量比1：2:0.01。在不加热下通过捏合机机械搅拌，油泥逐步失去流动性，并与煤粉及调质添加剂充分混合形成形态均一的物料。所述的调质剂是重均分子量为5000道尔顿苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸与含氟丙烯酸辛酯的共聚物，其中含有摩尔分数为15%的苯乙烯单元、30%的丙烯酰胺单元、30%丙烯酸单元，聚乙烯醇17－92、木质素磺酸钠按质量比2:1:1的配制的混合物。

油泥造粒固型化

将经过混合调质后的含油泥物料加入平模造粒机中，进行造粒。造粒后通过筛分将成型的油泥固化颗粒分离待用，未成型的油泥粉料返回油泥混合调质单元进行调质处理。所得到的颗粒含有油泥33%，粒度为4mm的球状颗粒，堆放无结块、松散。

本实施例重均分子量为12000道尔顿的丙烯酰胺-全氟丙烯酸庚酯共聚物也可用重均分子量为10000道尔顿的丙烯酰胺-全氟丙烯酸辛酯共聚物替换，还可用重均分子量为15000道尔顿的丙烯酰胺-全氟丙烯酸戊酯共聚物或重均分子量为8000道尔顿的丙烯酰胺-全氟丙烯酸丁酯共聚物或重均分子量为20000道尔顿的丙烯酰胺-甲基丙烯酸十二氟辛酯共聚物替换。

实施例2

以陕西北部某采油厂联合站原油沉降罐底油泥为例，其初始含水量为40%，含油类物质30%，含泥量为30%，具体调质造粒方法如下：

减量化分离处理含油污泥

将油泥用泥浆泵注入油泥浓缩罐中，并加入含油污泥质量0.1%的重均分子量为10000道尔顿的两性离子聚丙烯酰胺进行沉降分离，静置8小时后，将油泥浓缩罐上部油水分离后回注至污水处理厂处理，下部含水油泥与调质剂混合后进入卧式螺旋离心机进行固液分离，所述的絮凝剂是重均分子量为30000道尔顿的丙烯酰胺-甲基丙烯酸十二氟辛酯共聚物（其中含有摩尔分数为75%的丙烯酰胺单元）、聚酯多元醇HKP1038、椰油酰基油酸按质量比10:1:2的混合物，其加入量为含水油泥质量的0.5%，得到油泥饼和分离液，所得油泥饼含水量为30%、含油量为30%、含泥量为40%，所得分离液用真空转鼓压滤机4进行压滤，滤液返回污水处理厂处理，滤饼与油泥饼混合后作为待处理油泥。

油泥混合调质

将经过减量化脱水处理用螺旋输送机5分批送入已经填装100目兰炭粉的桨叶干燥机中，将调质添加剂配成0.5%的水溶液使用隔膜泵定量加入捏合机中。油泥与煤粉、调质添加剂原剂为质量比1：1:0.005。加热到物料温度为70℃下通过桨叶机械搅拌，油泥逐步失去流动性，并与兰炭粉及调质添加剂充分混合形成形态均一的物料。所述的调质剂是重均分子量为20000道尔顿苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸与含氟丙烯酸庚酯的共聚物，其中含有摩尔分数为15%的苯乙烯单元、30%的丙烯酰胺单元、30%丙烯酸单元，聚乙烯醇17－88、木质素磺酸钠按质量比2:2:1的配制的混合物。

油泥造粒固型化

将经过混合调质后的含油泥物料加入对辊造粒机中，进行造粒。造粒后通过筛分将成型的油泥固化颗粒分离待用，未成型的油泥粉料返回油泥混合调质单元进行调质处理。所得到的颗粒含有油泥50%，粒度为3mm的球状颗粒，堆放无结块、松散。

本实施例的重均分子量为20000道尔顿的苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸与含氟丙烯酸庚酯的共聚物可用重均分子量为10000道尔顿的苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸与含氟丙烯酸丁酯的共聚物替换，也可用重均分子量为14000道尔顿的苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸与含氟丙烯酸辛酯的共聚物替换，也可用重均分子量为20000道尔顿的苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸与含氟甲基丙烯酸十二氟丁酯替换。

为了证明本发明的有益效果，发明人将实施例1和实施例2调质后的油泥-煤粉混合物及油泥-兰碳粉混合物送入对辊造粒机进行油泥固型化造粒，并以实施例1和实施例2中未调质的含油污泥为对比，造粒结果见表1。

由表1可见，经本发明方法调质处理后的油泥-煤粉或油泥-焦粉造粒性能良好，可用于下一步热处理工序。

Claims (8)

1.一种用于油泥调质固型化造粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）减量化分离处理含油污泥；

将油泥注入油泥浓缩罐中进行破乳絮凝沉降分离，油泥浓缩罐上部油及水分离后回注至污水处理厂回收处理，下部含水油泥与絮凝改性剂混合后进入卧式螺旋离心机进行分离，絮凝改性剂的加入量是含水油泥质量的0.1%～3.0%，分离液进入压滤机进行压滤，制得的滤饼与离心分离得到的油泥饼混合后作为待处理油泥；

2）将经过步骤（1）减量化脱水处理得到的油泥与固化剂、调质添加剂按质量比1：0~2:0.001~0.01加入带蒸汽间接加热的捏合机或桨叶干燥机中进行混合，其中固化剂为一次性加入，油泥及调质剂为分批加入，在加热或不加热的捏合机或桨叶干燥机机械搅拌下，油泥逐步失去流动性，并与固化剂及调质添加剂充分混合形成形态均一的物料；

3）将经过步骤（2）混合调质后的含油泥物料加入造粒机中，进行造粒，造粒后通过筛分将成型的油泥固化颗粒分离待用，未成型的油泥粉料返回油泥混合调质单元进行调质处理。

2.根据权利要求1所述的一种用于油泥调质固型化造粒的方法，其特征在于，所述的絮凝改性剂是部分水解丙烯酰胺与含氟丙烯酸酯或含氟甲基丙烯酸酯的共聚物、聚酯多元醇、椰油酰基月桂酸或椰油酰基油酸按质量比10:1～5:1的混合物，所述共聚物重均分子量为3000～50000道尔顿，其中含有摩尔分数为75%的丙烯酰胺单元。

3.根据权利要求1所述的一种用于油泥调质固型化造粒的方法，其特征在于，所述的调质剂是苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸与含氟丙烯酸酯或含氟甲基丙烯酸酯的共聚物、聚乙烯醇、木质素磺酸钠按质量比2:1～10:1的混合物，所述共聚物重均分子量为5000～100000道尔顿，其中含有摩尔分数为15%的苯乙烯单元、30%的丙烯酰胺单元、30%丙烯酸单元；将混合物配制成质量分数为0.1～1%的水溶液作为调质剂使用。

4.根据权利要求1所述的一种用于油泥调质固型化造粒的方法，其特征在于，所述的固化剂为目数在20～200目的粉煤、兰炭焦粉、煤气化后灰渣、粉煤灰、煤直接液化后残渣中的一种或任意比例的混合物。

5.根据权利要求2、3所述的一种用于油泥调质固型化造粒的方法，其特征在于，所述的含氟丙烯酸酯为全氟丙烯酸辛酯、全氟丙烯酸丁酯、全氟丙烯酸戊酯、全氟丙烯酸庚酯中的任意一种。

6.根据权利要求2、3所述的一种用于油泥调质固型化造粒的方法，其特征在于，所述的含氟甲基丙烯酸酯具体可以是氟代甲基丙烯酸庚酯，优选甲基丙烯酸十二氟庚酯。

7.根据权利要求3所述的一种用于油泥调质固型化造粒的方法，其特征在于，所述的聚乙烯醇为聚乙烯醇17－92、聚乙烯醇17－88。

8.根据权利要求3所述的一种用于油泥调质固型化造粒的方法，其特征在于，所述的聚酯多元醇为乙二酸1,4-丁二醇酯、丁二酸1，6-己二醇酯。