CN105716092B - 一种油田落地油泥的系统处理方法 - Google Patents

一种油田落地油泥的系统处理方法 Download PDF

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Abstract

一种油田落地油泥的系统处理方法。主要目的在于提供一种可以对油田产生的含油污泥进行彻底无害化处置的方法,用来解决外排油泥含油超标和运行成本高的问题。其特征在于：污泥先进行过滤，过滤后的大块物料送入回转窑内焚烧，其余上干化台干化，同时收集油水，干化后的污泥送入回转窑中焚烧使其无机化，焚烧产生的气体进入二燃室进一步彻底焚烧，焚烧产生的热来加热锅炉里的水，热水再经管线流向干化台加热污泥，冷却的水回流到锅炉内，产生的烟气使用SCR/SNCR工艺处理其中所含的硝，锅炉烟气进入吸收塔内，吸收产生的硫，烟气继续进入湿式静电除尘器完成灰尘处理后排放。

Description

一种油田落地油泥的系统处理方法
技术领域
本发明涉及一种应用于油田污泥干化焚烧处理领域中的方法。
背景技术
含油污泥是油田开发生产过程中，在钻井、压裂、试采、作业、原油处理、含油污水处理、原油储运等方面产生的主要污染物之一，含油污泥得不到及时处理，将会对生产区域和周边环境造成不同程度的影响：含油污泥中的油气挥发，使生产区域内空气质量总烃浓度超标；散落和堆放的含油污泥污染地表水甚至地下水，使水中COD、BOD和石油类严重超标；含油污泥含有大量的原油，造成土壤中石油类超标，土壤板结，使区域内的植被遭到破坏，草原退化，生态环境受到影响。在原油生产系统中，一部分污泥在脱水和污水处理系统中循环，造成脱水和污水处理工况恶化，注入水水质超标致使注入压力越来越大，不仅造成了能量的巨大损耗，还会导致井筒内套管变形，影响原油生产。由于含油污泥中含油硫化物、苯系物、酚类、蒽、芘等有毒有害物质，而且原油中所含的某些烃类物质具有致癌、致畸、致突变作用，油田含油污泥已被国家列入危险固体废弃物，纳入危险废物进行管理。
随着国家对环保要求日趋严格，含油污泥减量化、无害化、资源化处理将成为污泥处理技术发展的必然趋势。符合环境要求的污泥最终处置方式有多种，包括安全填埋、土地利用、焚烧、制造建材等。污泥具有较高含量的有机物，可以通过直接（如焚烧）或间接（如填埋收集造气）的方式产生热量而加以利用。油田油泥被认定为危险废物，不能进行土地利用，在制造建材方面也受到限制。因此可能出路一直是安全填埋和焚烧。所以干化焚烧是解决油田污泥的重要手段之一。但是直接焚烧不但耗能大，而且产生的烟气又会对环境造成二次污染，所以系统的污泥焚烧处理工艺是必要存在的。但是，现有的污泥焚烧处理方法中并没有直接针对油田含油污泥的系统化处理方法，所以在处理油田含油污泥时，效果并不好。
发明内容
为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种油田落地油泥的系统处理方法，该种方法对污泥在焚烧前进行干化预处理，节约焚烧时的能耗，污泥与天然气混合并且采用二次焚烧工艺，彻底让有机物完全焚烧，烟气处理系统，保证烟气排放时无硫、无氮、无氯和无粉尘。
本发明的技术方案是：该种油田落地油泥的系统处理方法，由以下步骤构成：
第一步，将污泥经过滚筒式筛网进行筛分，大于300mm粒径的物质直接送至回转窑炉焚烧，其余污泥送上地热式干化台在70～80℃条件下进行干化处理，经过收油系统回收油，干化后污泥含水率控制在40%以下；
第二步，将第一步干化后的污泥收集后经由带有称重体系螺旋输送系统按照燃气和燃料重量比进入回转窑，利用天然气作为辅助燃料，控制焚烧温度900℃焚烧使其无机化；焚烧产生的气体进入二燃室，以天然气作为辅助燃料，控制温度1100℃将烟气进一步彻底焚烧；
第三步，将第二步中产生的烟气使用SCR/SNCR工艺处理其中所含的硝，SNCR安装于锅炉炉膛内部，喷入氨、尿素等还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水，初步处理后的烟气通过急冷塔后再经由SCR装置彻底进行脱硝处理；锅炉烟气进入吸收塔内，与经雾化喷嘴喷成雾状的循环液逆向接触，SO2与循环液中的氢氧化钠进行反应，同时烟气中的粉尘被循环液吸附，烟气继续进入湿式静电除尘器，高压电晕放电，使气体电离产生大量电子和离子，烟气粉尘碰撞荷电，带电尘粒在电场力作用下向电极运动一粉尘吸附在极板上，然后喷淋冲洗清灰，最后气体排放到大气中。
本发明具有如下有益效果：本种方案中，污泥由铲车送入污泥储池进行过滤，过滤后的大块物料用铲车送入回转窑内焚烧，其余污泥送上干化台进行干化，同时收集油水，干化后的污泥送入回转窑中焚烧使其无机化，焚烧产生的气体进入二燃室进一步彻底焚烧，焚烧产生的热来加热锅炉里的水，热水再经管线流向干化台加热污泥，冷却的水回流到锅炉内，产生的烟气使用SCR/SNCR工艺处理其中所含的硝，SNCR安装于锅炉炉膛内部，喷入氨、尿素等还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水，初步处理后的烟气通过急冷塔后再经由SCR装置彻底进行脱硝处理；锅炉烟气进入吸收塔内，与经雾化喷嘴喷成雾状的循环液逆向接触，SO2与循环液中的氢氧化钠进行反应，SO2吸收率可达75%以上，同时烟气中的粉尘被循环液吸附，烟气继续进入湿式静电除尘器，高压电晕放电，使气体电离产生大量电子和离子，烟气粉尘碰撞荷电，带电尘粒在电场力作用下向电极运动一粉尘吸附在极板上，然后喷淋冲洗清灰，最后气体排放到大气中。
其中的干化台采用的是地热摊铺污泥干化台，焚烧炉采用污泥和天然气二合一混合焚烧炉，尾气处理采用SCR、脱硫塔、除雾除尘装置；其中地热摊铺污泥干化台需要人工根据现场情况控制污泥干化时间，SCR吹灰装置每天启动吹灰器吹扫一次，停机之前也必须要用吹灰器吹扫一次。在用吹灰器清洁催化剂之前，需要先将所有的蒸汽管线加热到运行温度。由此所产生的凝结水通过疏水装置排出。吹灰期间，吹灰器喷嘴前蒸汽的压力将被减到5bar。吹灰器从上到下逐次启动。为了避免吹扫周期内整个蒸汽管道冷却，一部分蒸汽通过一个喷孔和蒸汽管道连接，以维持其温度。为了确保在任何运行情况下都不会有腐蚀性气体进入敏感的耙式吹灰器蒸汽管道系统，而导致阀门的腐蚀和故障，在每个吹灰器上安装有密封风机，向反应器内鼓入少量压力稍高的空气，这样可以避免烟气进入吹灰器。
由于采用了上述方案中的工艺流程，地热摊铺污泥干化台为倾斜平台，干化的同时可以收集油水，实现资源的回收利用，并且建筑材料大多采用废旧建材，大大减少了投资成本；污泥和天然气二合一混合焚烧炉采用二级焚烧工艺，一级焚烧实现污泥的无机化，二级焚烧彻底将烟气燃烧完全，出灰达到国家标准，并且余热可将水加热后送至干化台干化污泥，有效利用能源；尾气处理装置可以完全实现排放的烟气达到甚至超过国家标准。
综上所述，本发明所提供的方法可以解决现有油田污泥处理困难，处理不彻底，处理消耗资金能源大，处理设备繁琐等问题。
附图说明：
图1是本发明的工艺流程图。
图2是工艺流程简单示意图。
图3是本发明在实施中所应用的设备的组成结构图一。
图4是本发明在实施中所应用的设备的组成结构图二。
图中1-污泥储池，2-地热摊铺污泥干化台，3-传送机，4-污泥和天然气二合一混合焚烧炉，5-急冷塔，6-SCR，7-脱硫装置，8-湿式静电除尘器，9-存放干燥设备，10-无轴螺旋给料机，11-回转窑炉焚烧炉，12-烟气加热，13-排渣口，14-一燃室，15-二燃室，16-污泥储池，17-地热摊铺污泥干化台，18-传送机，19-污泥和天然气二合一混合焚烧炉，20-急冷塔，21-SCR（烟气选择性催化还原法脱硝技术)，22-脱硫装置，23-湿式静电除尘器。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1至图4所示，该种油田落地油泥的系统处理方法，由以下步骤构成：
第一步，将污泥经过滚筒式筛网进行筛分，大于300mm粒径的物质直接送至回转窑炉焚烧，其余污泥送上地热式干化台在70～80℃条件下进行干化处理，经过收油系统回收油，干化后污泥含水率控制在40%以下；
第二步，将第一步干化后的污泥收集后经由带有称重体系螺旋输送系统按照燃气和燃料重量比进入回转窑，利用天然气作为辅助燃料，控制焚烧温度900℃焚烧使其无机化；焚烧产生的气体进入二燃室，以天然气作为辅助燃料，控制温度1100℃将烟气进一步彻底焚烧；
第三步，将第二步中产生的烟气使用SCR/SNCR工艺处理其中所含的硝，SNCR安装于锅炉炉膛内部，喷入氨、尿素等还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水，初步处理后的烟气通过急冷塔后再经由SCR装置彻底进行脱硝处理；锅炉烟气进入吸收塔内，与经雾化喷嘴喷成雾状的循环液逆向接触，SO2与循环液中的氢氧化钠进行反应，同时烟气中的粉尘被循环液吸附，烟气继续进入湿式静电除尘器，高压电晕放电，使气体电离产生大量电子和离子，烟气粉尘碰撞荷电，带电尘粒在电场力作用下向电极运动，粉尘吸附在极板上，然后喷淋冲洗清灰，最后气体排放到大气中。
具体实施时，所采用的地热式干化台的底部为循环加热系统，以实现可控污泥干化时的厚度并能进行油水收集。此外，回转窑、二燃室与锅炉为一体化设备，干化后的油泥先经回转窑（即一燃室）与天然气混合焚烧至无机化，再进入二燃室与天然气混合后彻底焚烧，产生的热用于加热锅炉，产生的热水再用来干化污泥。
污泥由铲车送入污泥储池1进行过滤，过滤后的大块物料用铲车送入回转窑内焚烧，其余污泥送上干化台17进行干化，干化台同时收集油水，干化后的污泥由传送机18送入回转窑炉中19焚烧使其无机化，焚烧产生的气体进入二燃室进一步彻底焚烧，焚烧产生的热来加热锅炉里的水，热水再经管线流向干化台加热污泥，冷却的水回流到锅炉内，产生的烟气使用SCR/SNCR工艺处理其中所含的硝，SNCR安装于锅炉炉膛内部，喷入氨、尿素等还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水，初步处理后的烟气通过急冷塔后再经由SCR装置21彻底进行脱硝处理；锅炉烟气进入吸收塔22内，与经雾化喷嘴喷成雾状的循环液逆向接触，SO2与循环液中的氢氧化钠进行反应，SO2吸收率可达75%以上，同时烟气中的粉尘被循环液吸附，烟气继续进入湿式静电除尘器23，高压电晕放电，使气体电离产生大量电子和离子，烟气粉尘碰撞荷电，带电尘粒在电场力作用下向电极运动一粉尘吸附在极板上，然后喷淋冲洗清灰，最后气体排放到大气中。
上述的污泥储池16可设置300mm格栅，采用人工破袋和定期清理格栅的方式清理污泥储池。污泥储池1筛选后的污泥用抓斗送上地热摊铺污泥干化台17，干化台为大型倾斜平台，底部设置有油水回收装置，干化的同时能够将油水尽可能的回收，并且通过循环加热管道加热污泥，顶部配置摊铺滑轨来控制摊铺污泥的厚度为5cm左右，干化台装有温度检测探头，让干化台上温度控制在70℃～80℃之间。干化台17干化后的污泥送入污泥和天然气二合一混合焚烧炉中，在污泥、辅助燃料（天然气）和空气供给正常时，污泥可以自己燃烧，一炉室炉膛温度控制在1000～1050℃，分解有毒气体。焚烧后炉渣清出进行再处理。焚烧产生的烟气进入二燃室，保证二燃室1100℃以上停留时间大于2s，使烟气在炉内充分分解焚烧，从而达到较高的分解率。同时烟气中大颗粒粉尘落入二燃室底部完成初级除尘。以免烟气直接进入水冷集尘器，部分大颗粒粉尘在烟气侧沉积，造成堵塞。从二燃室排出的1100℃烟气进入下游尾气处理设备前将通过烟管炉充分降低温度。在这过程中产生1.0Mpa压力180℃蒸汽，蒸汽可供脱水预热、干化机、雾化燃油、烟气加热等使用。为了是烟气迅速降温，从而避免二噁英的再生成，设置有水急冷器。通过急冷装置在短时间内急速冷却至300℃，跃过二噁英的形成阶段，最大限度地阻碍二噁英在炉外的二次合成。经过急冷装置20的含尘烟气先通过SCR脱硝系统，液氨由槽车送至液氨槽罐，液氨槽罐输出的液氨在蒸发器内蒸发为氨气，氨气经过加热至常温后送至缓冲罐备用。氨气缓冲罐中氨气经过调压阀减压后，与稀释风机的空气混合后通过喷氨格栅进入烟气，然后氨气与NOX在催化剂作用下发生氧化还原反应，生成N2和H2O。脱硝后的烟气在管道中与NaOH和活性炭充分混合，NaOH与酸性气态污染物发生中和反应，活性炭吸附烟气中的污染物，并同烟气一起进入湿式除尘器，同粉尘一起被去除。
附图1中采用地热摊铺污泥干化台，1为循环伴热管道用于加热，2为干化场地放置污泥，3为摊铺装置用于摊铺污泥，4为温度检测探头用于监测干化时温度，5为收料装置将干燥的污泥收集，6为绞龙传送机传送污泥，7为链式传送机将污泥送入焚烧炉中。干化场地的污泥是通过上面的摊铺滑轨来进行摊铺，从右侧的放大图中能够看到，滑轨的移动将带动连接的重物来将污泥摊铺，污泥摊铺5cm，循环伴热管道是由S型的管道构成，热水循环反复利用。干化后的污泥通过机械手送入绞龙传送机，同时安装在这的温度检测探头可以监控污泥的温度，以便于调控干化场地的温度为70至80℃，污泥再由绞龙传送机送入链式传送机上，链式传送机传输到所需的位置去焚烧。
附图2中采用污泥和天然气二合一混合焚烧炉，8是含油污泥输送，9是存放干燥设备，10是无轴螺旋给料机，11是焚烧炉，12是烟气加热，13是排渣口，14是一燃室，15是二燃室，在污泥、辅助燃料和空气供给正常时，污泥可以自持燃烧，一炉室炉膛温度控制在1000～1050℃，分解有毒气体。焚烧后炉渣清出进行再处理。焚烧产生的烟气进入二燃室，保证二燃室1100℃以上停留时间大于2s，使烟气在炉内充分分解焚烧，从而达到较高的分解率。同时烟气中大颗粒粉尘落入二燃室底部完成初级除尘。以免烟气直接进入水冷集尘器，部分大颗粒粉尘在烟气侧沉积，造成堵塞。

Claims (1)

1.一种油田落地油泥的系统处理方法，由以下步骤构成：
第一步，将污泥经过滚筒式筛网进行筛分，大于300mm粒径的物质直接送至回转窑炉焚烧，其余污泥送上地热式干化台在70～80℃条件下进行干化处理，经过收油系统回收油，干化后污泥含水率控制在40％以下；所述地热式干化台的底部为循环加热系统，以实现可控污泥干化时的厚度并能进行油水收集；
第二步，将第一步干化后的污泥收集后经由带有称重体系螺旋输送系统按照燃气和燃料重量比进入回转窑，利用天然气作为辅助燃料，控制焚烧温度900℃焚烧使其无机化；焚烧产生的气体进入二燃室，以天然气作为辅助燃料，控制温度1100℃将烟气进一步彻底焚烧；所述回转窑和二燃室与锅炉为一体化设备，干化后的油泥先经回转窑与天然气混合焚烧至无机化，再进入二燃室与天然气混合后彻底焚烧，产生的热用于加热锅炉，产生的热水再用来干化污泥；
第三步，将第二步中产生的烟气使用SCR/SNCR工艺处理其中所含的硝，SNCR安装于锅炉炉膛内部，喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水，所述还原剂包括氨、尿素，初步处理后的烟气通过急冷塔后再经由SCR装置彻底进行脱硝处理；锅炉烟气进入吸收塔内，与经雾化喷嘴喷成雾状的循环液逆向接触，SO2与循环液中的氢氧化钠进行反应，同时烟气中的粉尘被循环液吸附，烟气继续进入湿式静电除尘器，高压电晕放电，使气体电离产生大量电子和离子，烟气粉尘碰撞荷电，带电尘粒在电场力作用下向电极运动，粉尘吸附在极板上，然后喷淋冲洗清灰，最后气体排放到大气中。
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