CN106635081A - 一种污泥热解脱附装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污泥处理领域，具体涉及一种污泥热解脱附装置，包括：热解脱附炉体，用于污泥的热解脱附以及污泥的传输，所述热解脱附炉体为内外腔的嵌套结构，包括，盛放污泥的热解脱附腔和包覆在所述热解脱附腔外的加热腔，所述热解脱附腔内设置有输送机构；所述热解脱附炉体分为，上下设置的上炉体和下炉体，所述上炉体与下炉体之间设置热气上升通道将两者的加热腔连通，所述上炉体与下炉体之间设置物料下落通道将两者的热解脱附腔连通；热气发生装置；物料进口，设置在所述上炉体远离所述物料下落通道的一端；物料出口，设置在所述下炉体远离所述物料下落通道的一端；混合气通道，与所述热解脱附腔连通；烟气出口。

Description

一种污泥热解脱附装置

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，具体涉及一种污泥热解脱附装置。

背景技术

随着页岩气、致密气等非常规油气开发过程，油基泥浆的使用规模逐渐增加。油基泥浆具有良好的流变性能、滤失控制性能及润滑性等优点，但钻井过程中，固控循环系统产生的油基泥浆和岩屑混合物（简称油基钻屑）的处理成为了一个巨大的环保难题。在油基泥浆循环过程中，振筛机、除砂器、除泥器、离心机等设备会不断产生不同粒度的岩屑和泥浆的混合物，矿物油含量超过20%，属于特殊危险废物，进入自然环境中将导致严重的土壤和地下水污染事故，对生态环境造成严重的破坏，直接对人类健康产生危害，因此，开发对废弃油基泥浆合理的处理技术成为国内急需解决的问题。

目前国内成熟的是采用LRET技术，即对油基钻屑进行机械分离——加热——回收脱附药剂循环使用，缺点是设备投资较高，处理药剂价格昂贵。设备占地面积较大，不易实现随钻处理。

目前，某些油田公司采用微生物处理技术处理油基钻屑，是利用微生物细菌对油基钻屑进行土壤可耕作式功能修复和改善，利用微生物分解油基钻屑中的石油烃类和其他有机物，但这种方法缺点是处理时间长，不易实现大规模化。多年来，国内一直没有一个技术与经济可行的“油基泥浆”处理方法和装置。还有些油田采用热解脱附技术对油基泥浆进行处理，是指在绝氧加热条件下将岩屑中的绝大部分液相分离冷凝后回收，从而实现钻屑与油分离的目的。

发明内容

本发明的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种污泥热解脱附装置。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种污泥热解脱附装置，包括：

热解脱附炉体，用于污泥的热解脱附以及污泥的传输，所述热解脱附炉体为内外腔的嵌套结构，包括，盛放污泥的热解脱附腔和包覆在所述热解脱附腔外的加热腔，所述热解脱附腔内设置有输送机构；

所述热解脱附炉体分为，上下设置的上炉体和下炉体，所述上炉体与下炉体之间设置热气上升通道将两者的加热腔连通，所述上炉体与下炉体之间设置物料下落通道将两者的热解脱附腔连通；

热气发生装置，用于产生热气，包括燃烧器和气体分配室，所述气体分配室分别于与所述下炉体的加热腔以及所述燃烧器相连通；

物料进口，设置在所述上炉体远离所述物料下落通道的一端；

物料出口，设置在所述下炉体远离所述物料下落通道的一端；

混合气通道，用于传输热解脱附过程中产生混合气，与所述热解脱附腔连通；

烟气出口，设置在所述热解脱附炉体顶部，并与所述加热腔连通。

为了达到热解脱附的效果, 本方案中的热解脱附炉包括了热解脱附腔和加热腔两块不同的加热区域，在加热腔内通过燃气进行间接加热，在热解脱附腔内同时，通过绞龙翻滚达到物料之间直接加热作用，可以同时实现热传导、热辐射和热对流的三重作用，物料受热更均匀，使得含油污泥内的挥发性有机物受热挥发形成油气混合物。此外，热解脱附炉体内油泥的传输方向与热气的流向为逆向，使得热气沿其流向形成一个个温度逐渐降低的温度区域，使得油泥在其运输方向上的受热温度则逐渐升高，符合油泥处理中，按照干燥、热解的处理顺序，节约了能源和设备体积。

作为优选，该热解脱附装置还包括有气体发生器，所述气体发生器为氮气发生装置或过热蒸汽发生装置，所述气体发生器的气体出口直接与热解脱附腔相连通。

常规的热脱附技术是通过对土壤物理加热，让污染物挥发并与土壤分离，释放出污染物再采取活性炭集气吸附、统一收集处理后再进行排放的技术，在这个过程中，通常采用的加热方式为间接加热，热源设置在加热炉外，进而对炉内的含油污泥加热。

本方案的热解脱附方法则是通过是气体发生器产生保护气，使得含油污泥在加热腔内通过燃气进行间接加热，在热解脱附腔内同时通过保护气在无氧或缺氧的保护气氛内进行直接加热，使可挥发性有机物以气态形式分离，不可挥发性有机物发生热解反应形成固、液、气三相产物。其中，气相主要指甲烷、氢气、一氧化碳、有机烃类等小分子气体，液相则为水、醋液、焦油等成分，在热解脱附反应温度下以蒸汽形式存在，因此，对于不可挥发性有机物在热解过程产生的气、液两相也以气态形式分离，而剩余部分则最终以固态炭的形式保留下来，因此热解脱附是一个物理化学的过程。与常规的热解脱附技术相比，热解脱附技术适用的污染物的范围更广，处理的效果更加彻底，适用于油气田现场油泥、油基钻屑、炼化“三泥”以及被石油类物质深度污染的土壤的资源化和无害化处理等。

作为优选，所述该热解脱附装置还包括尾气处理器，所述尾气处理器包括，喷淋器，水汽分离器、水箱和不凝气出口，所述喷淋器与所述混合气通道相连，所述水箱设置在喷淋器底部，所述水汽分离器的进气口与所述喷淋器的排气口相连，所述水汽分离器的排液口设在所述水箱顶部，所述水箱通过水泵和水管与所述喷淋器的喷淋管相连。

通过喷淋器将混合气通道产生的混合气体中的可凝结气体吸收，剩余不凝结气体则通过水汽分离器干燥后分离，设置水箱用于作为喷淋器的水循环使用。

作为优选，所述热气上升通道包覆在所述物料下落通道外侧，完全包覆的设计，可以使得含油污泥在其整个传输过程中全程受到加热效果，保证了工艺热解脱附的效果。

作为优选，所述热气上升通道与所述物料下落通道互相间隔设置，该设计便于设备的制造。

作为优选，所述热解脱附炉体、物料进口和物料出口设置在第一撬装内，所述热气发生装置和所述尾气处理器设置在第二撬装内，所述第一撬装与所述第二撬装之间可拆卸式连接。

作为优选，所述混合气通道顶部设置泄压安全阀，保证整个设备的气压平衡。

作为优选，所述输送机构为无轴螺旋绞龙，可以有效防止污泥在绞龙上附着，同时增加含油污泥在热解脱附腔内的受热面积。

作为优选，所述气体分配室通过送风管与所述下炉体的加热腔连通，所述气体分配室通过进气管与所述燃烧器连通。

作为优选，所述气体分配室外壁设置有泄压孔，用于设备运行异常时的排压，提高设备的安全性。

作为优选，热解脱附炉体包括，两个上炉体以及两个下炉体，两个所述上炉体的加热腔相互连通，两个所述下炉体的加热腔相互连通，减小设备的相对占地面积的同时提高处理量。

综上所述，本发明的有益效果：

① 本发明所述的一种污泥热解脱附装置，通过内外混合加热的方式，提高了加热效果，对含油污泥的处理更加彻底。

② 本发明所述的一种污泥热解脱附装置，可彻底脱除油泥中无法进行机械分离的油分，回收除的油份可以作为燃料，实现资源化利用。

③ 本发明所述的一种污泥热解脱附装置，可在微负压状态下运行，并在内部通过保护气实现无氧气氛保护，大大提高设备的安全性。

④ 本发明所述的一种污泥热解脱附装置，可用于污泥的干燥、脱水、热脱附和热解脱附等多种处理工艺中，泛用性好。

⑤ 本发明所述的一种污泥热解脱附装置，不但应用于油泥领域，还包括生活污水、生化污泥、化工污泥、化工残渣、土壤修复、生活垃圾、生物质、畜禽粪便等领域内。

附图说明

图1是本发明的立体结构图；

图2是本发明中热解脱附炉体的截面图；

图3是本发明中尾气处理器的截面图

图4是本发明中实施例4的结构示意图；

图5是本发明中实施例5的结构示意图。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

根据图1～图3所示，一种污泥热解脱附装置，包括：

热解脱附炉体1，用于污泥的热解脱附以及污泥的传输，热解脱附炉体1为内外腔的嵌套结构，包括，盛放污泥的热解脱附腔101和包覆在热解脱附腔101外的加热腔102，热解脱附腔101内设置有输送机构103，输送机构103为无轴螺旋绞龙；热解脱附炉体1分为，上下设置的上炉体1A和下炉体1B，上炉体1A与下炉体1B之间设置热气上升通道11将两者的加热腔102连通，上炉体1A与下炉体1B之间设置物料下落通道12将两者的热解脱附腔101连通；，热气上升通道11与物料下落通道12互相间隔设置；

热气发生装置2，用于产生热气，包括燃烧器21和气体分配室22，气体分配室12分别于与下炉体1B的加热腔102以及燃烧器21相连通，气体分配室22通过送风管221与下炉体1B的加热腔102连通，气体分配室22通过进气管223与燃烧器21连通，气体分配室22外壁设置有泄压孔222；

物料进口3，设置在上炉体1A远离物料下落通道12的一端；

物料出口4，设置在下炉体1B远离物料下落通道12的一端；

混合气通道5，用于传输热解脱附过程中产生混合气，与热解脱附腔101连通，混合气通道5顶部设置泄压安全阀51；

烟气出口6，设置在热解脱附炉体1顶部，并与加热腔102连通。

尾气处理器8，尾气处理器8包括，喷淋器81，水汽分离器82、水箱83和不凝气出口84，喷淋器81与混合气通道5相连，水箱83设置在喷淋器81底部，水汽分离器82的进气口与喷淋器81的排气口相连，水汽分离器82的排液口设在水箱83顶部，水箱83通过水泵831和水管832与喷淋器81的喷淋管811相连。

实施例2：

根据图1所示，热解脱附炉体1、物料进口3和物料出口4设置在第一撬装91内，热气发生装置2和尾气处理器8设置在第二撬装92内，第一撬装91与第二撬装92之间可拆卸式连接。

实施例3：

热解脱附装置还包括气体发生器图中为示出，气体发生器为氮气发生装置或过热蒸汽发生装置，气体发生器的气体出口直接与热解脱附腔101相连通，通过氮气或过热蒸汽作为保护气在无氧或缺氧的保护气氛内对含油污泥进行直接加热。

实施例4：

根据图4所示，热解脱附炉体1包括，两个上炉体1A以及两个下炉体1B，两个上炉体1A的加热腔102相互连通，两个下炉体1B的加热腔102相互连通。

实施例5：

与上述实施例1不同之处在于，根据图5所示，热气上升通道11包覆在物料下落通道12外侧。

Claims (10)

1.一种污泥热解脱附装置，其特征在于，包括：

热解脱附炉体（1），用于污泥的热解脱附以及污泥的传输，所述热解脱附炉体（1）为内外腔的嵌套结构，包括，盛放污泥的热解脱附腔（101）和包覆在所述热解脱附腔（101）外的加热腔（102），所述热解脱附腔（101）内设置有输送机构（103）；

所述热解脱附炉体（1）分为，上下设置的上炉体（1A）和下炉体（1B），所述上炉体（1A）与下炉体（1B）之间设置热气上升通道（11）将两者的加热腔（102）连通，所述上炉体（1A）与下炉体（1B）之间设置物料下落通道（12）将两者的热解脱附腔（101）连通；

热气发生装置（2），用于产生热气，包括燃烧器（21）和气体分配室（22），所述气体分配室（12）分别于与所述下炉体（1B）的加热腔（102）以及所述燃烧器（21）相连通；

物料进口（3），设置在所述上炉体（1A）远离所述物料下落通道（12）的一端；

物料出口（4），设置在所述下炉体（1B）远离所述物料下落通道（12）的一端；

混合气通道（5），用于传输热解脱附过程中产生混合气，与所述热解脱附腔（101）连通；

烟气出口（6），设置在所述热解脱附炉体（1）顶部，并与所述加热腔（102）连通。

2.根据权利要求1所述的一种污泥热解脱附装置，其特征在于，该热解脱附装置还包括有气体发生器，所述气体发生器为氮气发生装置或过热蒸汽发生装置，所述气体发生器的气体出口直接与热解脱附腔（101）相连通。

3.根据权利要求1所述的一种污泥热解脱附装置，其特征在于，所述该热解脱附装置还包括尾气处理器（8），所述尾气处理器（8）包括，喷淋器（81），水汽分离器（82）、水箱（83）和不凝气出口（84），所述喷淋器（81）与所述混合气通道（5）相连，所述水箱（83）设置在喷淋器（81）底部，所述水汽分离器（82）的进气口与所述喷淋器（81）的排气口相连，所述水汽分离器（82）的排液口设在所述水箱（83）顶部，所述水箱（83）通过水泵（831）和水管（832）与所述喷淋器（81）的喷淋管（811）相连。

4.根据权利要求1所述的一种污泥热解脱附装置，其特征在于，所述热气上升通道（11）包覆在所述物料下落通道（12）外侧。

5.根据权利要求1所述的一种污泥热解脱附装置，其特征在于，所述热气上升通道（11）与所述物料下落通道（12）互相间隔设置。

6.根据权利要求3所述的一种污泥热解脱附装置，其特征在于，所述热解脱附炉体（1）、物料进口（3）和物料出口（4）设置在第一撬装（91）内，所述热气发生装置（2）和所述尾气处理器（8）设置在第二撬装（92）内，所述第一撬装（91）与所述第二撬装（92）之间可拆卸式连接。

7.根据权利要求1所述的一种污泥热解脱附装置，其特征在于，所述混合气通道（5）顶部设置泄压安全阀（51）。

8.根据权利要求1所述的一种污泥热解脱附装置，其特征在于，所述气体分配室（22）通过送风管（221）与所述下炉体（1B）的加热腔（102）连通，所述气体分配室（22）通过进气管（223）与所述燃烧器（21）连通。

9.根据权利要求1所述的一种污泥热解脱附装置，其特征在于，所述气体分配室（22）外壁设置有泄压孔（222）。

10.根据权利要求1所述的一种污泥热解脱附装置，其特征在于，热解脱附炉体（1）包括，两个上炉体（1A）以及两个下炉体（1B），两个所述上炉体（1A）的加热腔（102）相互连通，两个所述下炉体（1B）的加热腔（102）相互连通。