CN106630504B - 一种废弃油基钻井液固态残渣的处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种废弃油基钻井液固态残渣的处理方法。主要目的在于解决外排钻井液废弃固体中油、无机盐和金属离子超标问题。其特征在于：泥浆废液经振动筛处理，钻井碎屑进入干化系统储池，泥浆进入沉降池分离，之后进行脱水分离；干化系统储池内物质进入系统甩干机进行甩干处理，脱水后进入圆盘式干化机干燥，干燥后残渣入流化床焚烧炉，控制焚烧温度，焚烧后气体经除尘器除尘后进入热水炉，最后产生的烟气使用SCR+NSCR工艺处理其中所含的硝，再使用双碱法脱硫，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，烟气中的粉尘被循环液吸附，以实现彻底除尘。本种方法可以实现对废弃油基钻井液固态残渣进行彻底无害化处置。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于钻井领域中对钻井泥浆废液进行处理的方法。
背景技术
钻井泥浆废液是油田开发生产过程中，在钻井中产生的主要污染物之一，钻井泥浆废液得不到及时处理，将会对生产区域和周边环境造成不同程度的影响：钻井泥浆废液中的油气挥发，使生产区域内空气质量总烃浓度超标；散落和堆放的钻井泥浆废液污染地表水甚至地下水，使水中COD、BOD和石油类严重超标；钻井泥浆废液含有大量的原油，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。由于钻井泥浆废液中含油硫化物、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，油田钻井泥浆废液已经成为亟待解决的问题。由于没有人专门针对油田钻井泥浆废液的特点给出解决的办法，而大多直接采用其他领域的废料处理方式进行处理，一方面处理设备造价高昂，另一方面油田钻井泥浆废液及钻井碎屑处理困难，处理不彻底，处理消耗能源过高。
发明内容
为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种废弃油基钻井液固态残渣的处理方法，该种处理方法可以解决外排钻井液废弃固体中油、无机盐和金属离子超标问题，避免了土壤被污染，实现了对钻井液废弃固体的彻底无害化处置。
本发明的技术方案是：该种废弃油基钻井液固态残渣的处理方法，按照如下过程进行：
将钻井产生的带有固态残渣的油基钻井液泥浆废液经过振动筛不落地处理，分成钻井碎屑和泥浆两部分，分别收集，钻井碎屑进入干化系统储池，泥浆进入污泥储池；
进入污泥储池后的泥浆进入自然沉降池，进行自然沉降分离，通过泵吸取自然沉降后生成的上层滤清液和混合液，在上层滤清液和混合液中加入絮凝剂进入离心机进行离心脱水分离，离心后生成的污水进入污水处理系统，离心后生成的残渣进入干化系统储池；
将干化系统储池内部的钻井碎屑和离心后生成的残渣输送至系统甩干机进行甩干处理，甩干后生成的水进入污水处理系统，甩干后生成的固态物质被送至圆盘式干化机进行干燥，干燥后残渣含水率在30%以下，同时回收部分轻质油；
将含水率在30%以下的干燥后残渣经螺旋输送机送入流化床焚烧炉，采用天然气作为辅助燃料燃烧；经流化床焚烧炉焚烧后生成的气体直接进入旋风除尘器中，气体经旋风除尘器除尘后进入热水炉；
热水炉产生的烟气先按照选择性催化还原技术(SCR)+选择性非催化还原技术（SNCR）工艺处理其中所含的硝，然后对烟气使用双碱法脱硫，烟气再进入吸收塔内，与经雾化喷嘴喷成雾状的浓碱液槽中循环液逆向接触；接触后，烟气中的SO2与循环液中的氢氧化钠进行反应以使得SO2被吸收，同时烟气中的粉尘被循环液吸附，以彻底清除粉尘，最后，处理完毕的烟气气体被排放到大气中。
本发明具有如下有益效果：在本种方法下，钻井泥浆废液被分成三部分处理，油回收，废水经水处理系统处理达标，固体残渣经过干化焚烧后将其中有机成分去除，最后产生的烟气使用SCR+NSCR工艺处理其中所含的硝，最后气体使用双碱法脱硫，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，可彻底清除粉尘，最后气体排放到大气中，可以完全实现排放的烟气达到甚至超过国家标准。此外，由于干化后焚烧，可有效节约能源，也能够达到外排指标，产生的气体先经过除尘，粉尘含量基本达标，双碱法脱硫NaOH可循环使用，而后气体经过再次燃烧，可产生余热，余热可用来加热水，热水能够循环供给干化机热量，最终实现有效利用资源。
综上所述，本种处理方法可以解决外排钻井液废弃固体中油、无机盐和金属离子超标的问题，避免了土壤被污染，实现了对钻井液废弃固体的彻底无害化处置。
附图说明：
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明在具体实施过程中所需要装置的组成示意图。
图中1010是振动筛，1011、1012、1031、1041、1051、1061和1071是螺旋输送机，1020是干化系统储池，1030是泥浆储池，1040是干化机，1050是离心机，1060是残渣收集池，1070圆盘式干化机，1080是流化床焚烧炉，1081流化床焚烧炉进料口，1082是流化床焚烧炉残渣出口，1090是旋风除尘器，1091是旋风除尘器粉尘排出口，1100是热水炉，1101是热水排出口，1102是冷水进口，1103是加热水室，1110是SCR，1120是双碱法脱硫塔，1121是喷雾头，1130是烟囱。
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所示，该种废弃油基钻井液固态残渣的处理方法，按照如下过程进行：
将钻井产生的带有固态残渣的油基钻井液泥浆废液经过振动筛不落地处理，分成钻井碎屑和泥浆两部分，分别收集，钻井碎屑进入干化系统储池，泥浆进入污泥储池；
进入污泥储池后的泥浆进入自然沉降池，进行自然沉降分离，通过泵吸取自然沉降后生成的上层滤清液和混合液，在上层滤清液和混合液中加入絮凝剂进入离心机进行离心脱水分离，离心后生成的污水进入污水处理系统，离心后生成的残渣进入干化系统储池；
将干化系统储池内部的钻井碎屑和离心后生成的残渣输送至系统甩干机进行甩干处理，甩干后生成的水进入污水处理系统，甩干后生成的固态物质被送至圆盘式干化机进行干燥，干燥后残渣含水率在30%以下，同时回收部分轻质油；
将含水率在30%以下的干燥后残渣经螺旋输送机送入流化床焚烧炉，采用天然气作为辅助燃料燃烧；经流化床焚烧炉焚烧后生成的气体直接进入旋风除尘器中，气体经旋风除尘器除尘后进入热水炉；
热水炉产生的烟气先按照选择性催化还原技术(SCR)+选择性非催化还原技术（SNCR）工艺处理其中所含的硝，然后对烟气使用双碱法脱硫，烟气再进入吸收塔内，与经雾化喷嘴喷成雾状的浓碱液槽中循环液逆向接触；接触后，烟气中的SO2与循环液中的氢氧化钠进行反应以使得SO2被吸收，同时烟气中的粉尘被循环液吸附，以彻底清除粉尘，最后，处理完毕的烟气气体被排放到大气中。
以上为基础方案。在此基础上，进一步的，可得到优化方案，即所述圆盘式干化机利用热水炉产生的蒸汽进行干燥；所述流化床焚烧炉的焚烧温度控制在800℃至850℃之间，保证充分燃烧后，烟气进入流化床焚烧炉的二燃室，温度控制在1000℃至1100℃之间，燃烧时间控制在30秒到50秒之间。
下面结合附图2，给出本方法的具体实施例：
钻井泥浆废液由振动筛1010将钻井泥浆废液分离钻井碎屑和泥浆，泥浆由1012螺旋输送机输送到1030泥浆储池中，再由1011螺旋输送机将钻井碎屑送入1020干化系统储池，泥浆储池中上清液和混合液由1031螺旋输送机送入1050离心机中离心，产生的油回收，废水进入污水处理系统，产生的残渣进入1060残渣收集池；底层淤泥与钻井碎屑由1021螺旋输送机送入1040甩干机中，产生的废水进入污水处理系统，残渣进入1060残渣收集池，残渣再经由1061螺旋输送机送入1070圆盘式干化机中，产生的轻质油回收，干化后的固体由1071输送机送入流化床焚烧炉1080中，污泥在流化床焚烧炉中初步燃烧，将污泥中的有机成分无机化，焚烧后的残渣经排渣口1082排出，气体进入旋风除尘器1090后，将气体中的粉尘基本清除，灰尘由排尘口1091排出，与残渣统一处理，然后气体进入热水炉1100燃烧室中进行第二次燃烧，气体在热水炉焚烧室中将彻底无机化，若气体本身含量达不到燃烧条件，可加天然气以辅助燃烧，燃烧产生的热量将用来加热水，产生的热水可以用来取暖或根据实际在其他发面使用，而后燃烧产生的气体使用SCR工艺处理其中所含的硝，烟气经由SCR装置1110彻底进行脱硝处理；锅炉烟气进入双碱法脱硫塔1120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，然后喷淋冲洗进一步清灰，最后气体排放到大气中。
具体实施时，甩干机要满足对钻井碎屑及沉降池底部淤泥脱水后含水率的要求，离心机离心后可有效将油、废水、残渣分离，圆盘式干化机对于固体残渣可有效干化，流化床焚烧炉为可对污泥进行焚烧的窑炉，通过鼓风作用循环燃烧，满足对污泥无机化的要求，上述设备均为市面通用设备，旋风除尘器筒体直径≥50～75mm，它的圆筒段高度约为1.5～2倍的筒体直径，它的锥角设计时一般为13°～15°，根据实际的灰尘含量控制风速，可实现粉尘的基本达标，加热炉要保证气体可以燃烧，通常温度控制在1150℃以上，以保证气体彻底燃烧，根据具体的情况控制天然气的添加量，产生的热水通过管道以供其他使用,从热水炉中排出的1150℃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。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。脱硝后的烟气使用双碱法脱硫，采用外循环吸收方式，吸收了SO2的脱硫液流入再生池，与新来的石灰水进行再生反应，反应后的浆液流入沉淀再生池沉淀，当一个沉淀再生池沉淀物集满时，浆液切换流入到另一个沉淀再生池，然后由人工清理这个再生池沉淀的沉渣，废渣晾干后外运处理。循环池内经再生和沉淀后的上液体由循环泵打入脱硫塔循环使用，最后经烟囱排放，气体温度进一步冷却，最后所有指标达到国家标准
振动筛、离心机、螺旋输送机、圆盘式干化机均为市场通用设备，甩干机原理是通过旋转离心将碎屑中液体甩出收集，同时用刮刀将筛盖内壁的钻屑刮掉；焚烧炉为流化床焚烧炉，污泥及助燃剂在一次风作用下进入污泥焚烧流化床锅炉中，在流化风的作用下撞击焚烧，自流化床锅炉上部进入旋风分离器中，大的颗粒被分离后循环进入流化床中为污泥颗粒的焚烧提供热量，小颗粒尘灰随烟气进入后续的换热及烟气净化流程中，焚烧灰自流化床底部进入废渣池中，由小车运走；污水处理系统为油田现有污水处理工艺，除尘器为旋风除尘器，热水炉为气体作为燃料焚烧的加热炉，炉膛内加装NSCR，尾气处理采用SCR、脱硫塔；其中焚烧窑炉控制其焚烧时间，保证其污泥彻底无机化；气体加热炉要保证气体可以燃烧，根据具体的情况控制天然气的添加量，并能让气体彻底无机化，产生的热水通过管道以供其他使用；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。
Claims (1)
1.一种废弃油基钻井液固态残渣的处理方法，按照如下过程进行：
将钻井产生的带有固态残渣的油基钻井液泥浆废液经过振动筛不落地处理，分成钻井碎屑和泥浆两部分，分别收集，钻井碎屑进入干化系统储池，泥浆进入污泥储池；
进入污泥储池后的泥浆进入自然沉降池，进行自然沉降分离，通过泵吸取自然沉降后生成的上层滤清液和混合液，在上层滤清液和混合液中加入絮凝剂进入离心机进行离心脱水分离，离心后生成的污水进入污水处理系统，离心后生成的残渣进入干化系统储池；
将干化系统储池内部的钻井碎屑和离心后生成的残渣输送至系统甩干机进行甩干处理，甩干后生成的水进入污水处理系统，甩干后生成的固态物质被送至圆盘式干化机进行干燥，干燥后残渣含水率在30％以下，同时回收部分轻质油；所述圆盘式干化机利用热水炉产生的蒸汽进行干燥；
将含水率在30％以下的干燥后残渣经螺旋输送机送入流化床焚烧炉，采用天然气作为辅助燃料燃烧；经流化床焚烧炉焚烧后生成的气体直接进入旋风除尘器中，气体经旋风除尘器除尘后进入热水炉；所述流化床焚烧炉的焚烧温度控制在800℃至850℃之间，保证充分燃烧后，烟气进入流化床焚烧炉的二燃室，温度控制在1000℃至1100℃之间，燃烧时间控制在30秒到50秒之间；
热水炉产生的烟气先按照选择性催化还原技术(SCR)+选择性非催化还原技术(SNCR)工艺处理其中所含的硝，然后对烟气使用双碱法脱硫，烟气再进入吸收塔内，与经雾化喷嘴喷成雾状的浓碱液槽中循环液逆向接触；接触后，烟气中的SO2与循环液中的氢氧化钠进行反应以使得SO2被吸收，同时烟气中的粉尘被循环液吸附，以彻底清除粉尘，最后，处理完毕的烟气气体被排放到大气中。
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