CN106746419A - 一种含油污泥工业化规模热解处理系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于石油行业废弃物处理领域，涉及一种含油污泥规模化热解处理系统，包括进料预分选单元，用来对含油污泥进行二次筛选和固液分离，干化热解单元，用来对含油污泥进行干化和热解反应，除尘冷凝单元，用来对干化热解单元所产生的热解气混合物进行除尘和冷凝，排出物处理单元，排出物处理单元分别接收其他单元的分离物并进行处理。能够最终对含油污泥等固体或固液混合类废弃物处理实现减量化、稳定化、无害化、资源化利用。

Description

一种含油污泥工业化规模热解处理系统和方法
技术领域
本发明属于石油行业废弃物处理领域，涉及一种含油污泥处理系统和方法，特别涉及一种含油污泥规模化热解处理系统和方法。
背景技术
含油污泥是在石油勘探、开采、储运和炼制过程中所产生的一种富含矿物油的固液混合类废弃物(特别是HW08类废矿油)，一般来说，含油污泥其外观呈黑色粘稠状，由水包油、油包水和悬浮的固体杂质相互间充分乳化，形成一种很稳定的悬浮乳状液体系，存放时间越长，处理难度越大。含油污泥属于高度危险污染物，许多国家将其列为高度危险污染物和优先控制危险污染物。
目前，含油污泥处理方法有：溶剂萃取法、热化学洗涤法、焚烧法、生物法、调剂及综合利用等，其中焚烧法是目前较常用的有机固废处理技术，具有处理彻底，不受规模限制等特征，但焚烧法由于在燃烧过程中会产生二噁英等有害气体，排放的尾气污染大气环境、处理成本高又不能回收油料。近年来，热解被做为焚烧法的替代技术越来越受到各方的关注，含油污泥热解是利用污泥中有机物的热不稳定性，在负压隔氧条件下对其加热，有机物根据其碳氢比例被裂解，形成利用价值较高的气相(热解气)和固相(固体残渣)。热解主机是含油污泥热解工艺的核心技术，但热解主机技术存在着还不成熟，处理后的灰渣含烃类指标达不到国家标准要求，热解处理含油污泥工艺系统还不完善，处置成本高的问题。
热解设备主要有旋转窑热解炉、链板传送带式热解炉以及卧式螺旋推进裂解炉装置三大类。旋转窑焚烧炉由于转动部件较多，维修略多，对机械方面的技术要求高，热效率较低，技术条件高于热解焚烧炉，烟气中尘浓度高，伴有热力型NOx，尤其是含油污泥中的原油不能回收利用不能满足大规模处理量。链板传送带式裂解炉存在着链板下行时油泥残渣脱落，下部筒壁容易结焦，结焦处会使炉体局部过热，并且链板传送带式裂解炉内部活动部件较多，对加工制造要求较高，设备经常出问题。卧式螺旋推进裂解炉整套装置结构简单，螺旋本身与内壁之间的摩擦可以刮除壁上的焦炭，解决了结焦问题，但存在热解反应腔长度短，不能保证加热炉的加热速率，存在由于含油污泥在炉内的停留行程短直接影响处理油泥的规模总量和不能达到无害化处理指标的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以克服现有工艺装备系统的技术不足，提供一种大规模工业化处理含油污泥系统和方法，处理效果明显优于国家标准(《农用污染物控制标准》GB4284-84)，能够最终对含油污泥等固体或固液混合类废弃物处理实现减量化、稳定化、无害化、资源化利用。
一种连续热解处理含油污泥系统，包括，
进料预分选单元，用来对含油污泥进行二次筛选和固液分离；
干化热解单元，用来对含油污泥进行干化和热解反应；
除尘冷凝单元，用来对干化热解单元所产生的热解气混合物进行除尘和冷凝；
排出物处理单元，排出物处理单元分别接收其他单元的分离物并进行处理。
所述进料预分选单元包括上料螺旋输送机、振动机、离心机、泥浆泵、加热锅炉、油水储存罐、加药机和集泥槽组成。
所述干化热解单元包括干化机、螺旋输送机、热解机进料口、热解机、处理室、转轴式螺旋给进装置、出料口、上燃烧器、上燃烧室、下燃烧器、下燃烧室、排气管，热解机采用卧式螺旋回转推进形式，热解机设有六级处理室，处理室呈筒体结构，均卧式平行摆放，六级处理室截面成平面方形对角线分布，每级处理室均设有排气管，且垂直处理室筒体，每三级处理室设一燃烧室，分上燃烧室、下燃烧室，每个燃烧室配有燃气燃烧器，分上燃烧器、下燃烧器，每级处理室筒体中心为转轴式螺旋给进装置，每级处理室具有进料口和出料口，每一级处理室中的转轴式螺旋给进装置沿轴反向推进含油污泥至下一级处理室的出料口，直至将含油污泥推至最下一级的出料口。
所述除尘冷凝单元，包括旋风除尘器、水浴除尘器、冷凝器、真空泵、制冷装置以及壳体。
所述排出物处理单元，包括储油罐、尾气处理系统、污水处理系统、油水分离器和灰斗。
一种连续热解处理含油污泥方法，包括以下步骤：
进料预分选步骤，对含油污泥进行二次筛选和固液分离；
干化热解步骤，对含油污泥进行干化和热解反应；
除尘冷凝步骤，对干化热解单元所产生的热解气混合物进行除尘和冷凝；
排出物处理步骤，排出物处理单元分别接收其他单元的分离物并进行处理。
所述进料预分选步骤为，采用上料螺旋输送机把含油污泥送至油泥混配罐进行稀释、加热，然后泵入滚筒筛选机装置中进行粗筛选，分选出直径大于2mm的固体砂石进入破碎机破碎，直径小于2mm的油泥进入滚筒筛选机下面的污泥槽，再采用上料螺旋输送机输送至振动筛精选，直径大于2mm的直接进入振动筛前的集泥槽，直径小于2mm的进入振动筛下的污水槽中，通过加药机注入药剂，混合，再通过泥浆泵输送至加热锅炉，污油泥进入加热锅炉加热至80～90℃，进入离心机，污油泥进入离心机高速分离，转速达到6000转/分钟，实现2～3μm固体含油污泥与液体的分离，固体含油污泥含油率不大于5％，含水量不大于80％，固体含油污泥通过螺旋输送机传送至下一个单元，分离出的液体泵入油水处理系统。
所述干化热解步骤为，含油污泥进入干化机，加热至180℃～200℃，含油污泥中水分蒸发，蒸发气体由真空泵输入除尘冷凝单元处理，干燥后的污油泥含水量下降30％～50％，干燥后的污油泥通过螺旋输送机推送至热解机进行热解，热解机运行过程中含油污泥干料从进料口进入在处理内经过25～30分钟时间段、500℃温度条件下，污油泥所含原油组分在不同的温度下分离、气化，逐步挥发，产生的热解气混合物由真空泵送入下一除尘冷凝单元，热解后出来的干渣料经喷淋装置喷冷却，由螺旋给进装置推到出料口进入排出物处理单元。
所述除尘冷凝步骤为，干化热解单元所产生的热解气混合物(主要含有烃类气体、蒸汽和浮渣粉尘固体颗粒)通过真空泵负压吸附形式，将热解气混合物吸入旋风除尘器初步分离热解气与浮渣粉尘固体颗粒，除尘率达到60～80％，热解气混合物再进入水浴除尘器进行二次分离气体与浮渣粉尘固体颗粒，进入水浴除尘器的浮渣粉尘固体颗粒被淋湿分离出来，除尘率达到99.5％，所分离出来的气体混合物进入冷凝器经水冷冷却，形成气体混合物油水混合物预冷形成液态状，液态油水混合物则进入下一排出物处理单元油水分离器，剩余的不凝气体则进入下一排出物处理单元。
所述排出物处理步骤为，排出物处理单元分别接收来自进料预分选单元分离出来的原油和污水，干化热解单元分离出来的干渣料，除尘冷凝单元分离出来的浮渣粉尘颗粒、油水混合物以及不凝气体，接收的原油和污水经油水分离器分离出来的原油和污水分别输送到原油脱水装置和污水处理系统，原油经过原油脱水装置含水率小于1％，直接外输或进入储油罐；分离出的污水经过污水处理装置用水泵提升首先至进入涡凹气浮系统，通过加药法将污水中悬浮物及油脂、COD去除，通过纤维球过滤，再通过MBR系统将污水处理至合格标准，或回用或外排，排出的干渣料或粉尘颗粒，采用水浸润湿方式抑制扬尘，可直接填埋或将其作为吸附剂或作为建筑材料，接收的不凝气体进入尾气处理装置，将尾气中的H2S脱除，然后根据尾气中CH4的含量进行二次燃烧，在排入大气前确保排入大气的尾气符合环保要求。
本发明具有以下显著地积极的效果：
1.实现连续性生产，处理量大，每天打300方能力，比现有工艺处理能力提高3倍，
2.全程自动化检测和操作，操作简单，易操作；
3.负压贫氧条件下，系统无泄漏，而提高了安全系数；
4.采用天然气加热方法，尾气可以二次燃烧，尾气排放减容量高无二噁英和呋喃产出，排放达到环保要求；
5.回收废弃原油；
7.采用螺旋回转式热解炉比现有螺旋推进热解炉加热段增加5倍，充分保证了含油污泥热解反应需要的温度、加热速率、反应时间，处理后的灰渣烃类优于国家标准15倍。
附图说明
图1为本发明热解处理含油污泥的工艺流程示意图。
图2为进料预分选单元结构示意图。
图3为干化热解单元结构示意图。
图4为热解机的结构示意图。
图5为除尘冷凝单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述，当然下述实施例不应理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明是一种连续热解处理含油污泥系统和工艺，包括1-进料预分选单元、2-干化热解单元、3-除尘冷凝单元和4-排出物处理单元；
如图2所示，进料预分选单元1包括上料螺旋输送机11、振动机12、离心机13、泥浆泵14、加热锅炉15、油水储存罐16、加药机17和集泥槽18。首先进行初选，采用上料螺旋输送机把含油污泥送至油泥混配罐进行稀释、加热，然后泵入滚筒筛选机装置中进行粗筛选，分选出大于2mm的固体砂石进入破碎机破碎，小于2mm的油泥进入滚筒筛选机下面的污泥槽，再采用上料螺旋输送机11将含油小于2mm的污油泥传输至振动机12精选，直径大于2mm的直接进入振动机12前的集泥槽18，直径小于2mm的进入振动机12下的污泥槽中，再用泥浆泵14输送至加热锅炉15，污油泥进入加热锅炉15加热至80-90℃，通过加药机17注入絮凝药剂，进入离心机13，经离心机13分离出的固体污泥与液体，固体污泥含水将至50％以下，含油将至8％以下，将固体污泥传送至下一个干化热解单元2，分离出的液体泵入排出物处理单元4的油水处理系统中。
如图3所示，干化热解单元2包括干化机21、螺旋输送机22、热解机进料口23、热解机24、处理室25、转轴式螺旋给进装置25-1、出料口26、上燃烧器27-1、上燃烧室28-1、下燃烧器27-2、下燃烧室28-2、排气管29。如图4所示，热解机24采用卧式螺旋回转推进形式，热解机24设有六级处理室25，处理室呈筒体结构，均卧式平行摆放，六级处理室截面成平面方形对角线分布，每级处理室25均设有排气管29，且垂直处理室25筒体，每三级处理室设一燃烧室，分上燃烧室28-1、下燃烧室28-2，每燃烧室配有燃气燃烧器，分上燃烧器27-1、下燃烧器27-2，；每级处理室25筒体中心为转轴式螺旋给进装置25-1，每级处理室25具有进料口和出料口26，每一级处理室25中的转轴式螺旋给进装置25-1沿轴反向推进含油污泥至下一级处理室25的出料口26，直至将含油污泥推至最下一级的出料口26。这样每一级处理室含油污泥与下一级处理室的油泥呈180°回转连接推进，实现物料连续180°换向、从上至下循环回转；这样增加了五个处理室，延长了处理室长度，即延长了含油污泥的热解反应时间；热解机具有推进速度均匀，扭矩分配合理，处理室内转轴式螺旋给进装置推进油泥速度可调，充分保证了含油污泥热解反应需要的温度、加热速率、反应时间，真正实现了对含油污泥实现减量化、稳定化、无害化、资源化的目标，实际生产过程每天可到达处理脱水后干含油污泥100吨以上能力。
如图5所示，除尘冷凝单元3包括由旋风除尘器31、水膜除尘器32、冷凝器33、制冷机34和真空泵35，由上一干化热解单元3所产生的热解气混合物通过真空泵35微负压吸附形式，吸入旋风除尘器31初步分离热解气体与浮渣粉尘固体颗粒，再进入水膜除尘器32二次分离气体与浮渣粉尘固体颗粒，进入除尘器其中的颗粒物被分离出来；热解气体进入冷凝器33被冷凝，冷凝器33中的冷凝水是由制冷机34提供的，从冷凝器33中出来的液体油水混合物,则进入排出物处理单元4。
排出物处理单元是由储油罐、尾气处理系统、污水处理系统、油水分离器和灰斗组成，分别接收来自进料预分选单元1分离出来的原油和污水、干化热解单元2分离出来的干渣料、除尘冷凝单元3分离出来的粉尘颗粒和油水混合物以及不凝气体；接收的原油和污水经油气水分离气分离出来的原油和污水分别输送到原油脱水装置和污水处理系统。原油经过原油脱水装置含水率小于1％，直接外输或存贮；污水经过污水处理装置处理至合格后回用或排放。排出的干渣料或粉尘颗粒，采用水浸润湿。接收的不凝气体进入尾气处理装置，将其中的H2S脱除，然后根据气体中CH4的含量进行二次燃烧。
需要说明的是，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种连续热解处理含油污泥系统，其特征在于，包括，
进料预分选单元，用来对含油污泥进行二次筛选和固液分离；
干化热解单元，用来对含油污泥进行干化和热解反应；
除尘冷凝单元，用来对干化热解单元所产生的热解气混合物进行除尘和冷凝；
排出物处理单元，排出物处理单元分别接收其他单元的分离物并进行处理。
2.如权利要求1所述的连续热解处理含油污泥系统，其特征在于，所述进料预分选单元包括上料螺旋输送机、振动机、离心机、泥浆泵、加热锅炉、油水储存罐、加药机和集泥槽组成。
3.如权利要求1所述的连续热解处理含油污泥系统，其特征在于，所述干化热解单元包括干化机、螺旋输送机、热解机进料口、热解机、处理室、转轴式螺旋给进装置、出料口、上燃烧器、上燃烧室、下燃烧器、下燃烧室、排气管，热解机采用卧式螺旋回转推进形式，热解机设有六级处理室，处理室呈筒体结构，均卧式平行摆放，六级处理室截面成平面方形对角线分布，每级处理室均设有排气管，且垂直处理室筒体，每三级处理室设一燃烧室，分上燃烧室、下燃烧室，每个燃烧室配有燃气燃烧器，分上燃烧器、下燃烧器，每级处理室筒体中心为转轴式螺旋给进装置，每级处理室具有进料口和出料口，每一级处理室中的转轴式螺旋给进装置沿轴反向推进含油污泥至下一级处理室的出料口，直至将含油污泥推至最下一级的出料口。
4.如权利要求1所述的连续热解处理含油污泥系统，其特征在于，所述除尘冷凝单元，包括旋风除尘器、水浴除尘器、冷凝器、真空泵、制冷装置以及壳体。
5.如权利要求1所述的连续热解处理含油污泥系统，其特征在于，所述排出物处理单元，包括储油罐、尾气处理系统、污水处理系统、油水分离器和灰斗。
6.一种连续热解处理含油污泥方法，其特征在于，包括以下步骤：
进料预分选步骤，对含油污泥进行二次筛选和固液分离；
干化热解步骤，对含油污泥进行干化和热解反应；
除尘冷凝步骤，对干化热解单元所产生的热解气混合物进行除尘和冷凝；
排出物处理步骤，排出物处理单元分别接收其他单元的分离物并进行处理。
7.如权利要求6所述的连续热解处理含油污泥方法，其特征在于，所述进料预分选步骤为，采用上料螺旋输送机把含油污泥送至油泥混配罐进行稀释、加热，然后泵入滚筒筛选机装置中进行粗筛选，分选出直径大于2mm的固体砂石进入破碎机破碎，直径小于2mm的油泥进入滚筒筛选机下面的污泥槽，再采用上料螺旋输送机输送至振动筛精选，直径大于2mm的直接进入振动筛前的集泥槽，直径小于2mm的进入振动筛下的污水槽中，通过加药机注入药剂，混合，再通过泥浆泵输送至加热锅炉，污油泥进入加热锅炉加热至80～90℃，进入离心机，污油泥进入离心机高速分离，转速达到6000转/分钟，实现2～3μm固体含油污泥与液体的分离，固体含油污泥含油率不大于5％，含水量不大于80％，固体含油污泥通过螺旋输送机传送至下一个单元，分离出的液体泵入油水处理系统。
8.如权利要求6所述的连续热解处理含油污泥方法，其特征在于，所述干化热解步骤为，含油污泥进入干化机，加热至180℃～200℃，含油污泥中水分蒸发，蒸发气体由真空泵输入除尘冷凝单元处理，干燥后的污油泥含水量下降30％～50％，干燥后的污油泥通过螺旋输送机推送至热解机进行热解，热解机运行过程中含油污泥干料从进料口进入在处理内经过25～30分钟时间段、500℃温度条件下，污油泥所含原油组分在不同的温度下分离、气化，逐步挥发，产生的热解气混合物由真空泵送入下一除尘冷凝单元，热解后出来的干渣料经喷淋装置喷冷却，由螺旋给进装置推到出料口进入排出物处理单元。
9.如权利要求6所述的连续热解处理含油污泥方法，其特征在于，所述除尘冷凝步骤为，干化热解单元所产生的热解气混合物通过真空泵负压吸附形式，将热解气混合物吸入旋风除尘器初步分离热解气与浮渣粉尘固体颗粒，除尘率达到60～80％，热解气混合物再进入水浴除尘器进行二次分离气体与浮渣粉尘固体颗粒，进入水浴除尘器的浮渣粉尘固体颗粒被淋湿分离出来，除尘率达到99.5％，所分离出来的气体混合物进入冷凝器经水冷冷却，形成气体混合物油水混合物预冷形成液态状，液态油水混合物则进入下一排出物处理单元油水分离器，剩余的不凝气体则进入下一排出物处理单元。
10.如权利要求6所述的连续热解处理含油污泥方法，其特征在于，所述排出物处理步骤为，排出物处理单元分别接收来自进料预分选单元分离出来的原油和污水，干化热解单元分离出来的干渣料，除尘冷凝单元分离出来的浮渣粉尘颗粒、油水混合物以及不凝气体，接收的原油和污水经油水分离器分离出来的原油和污水分别输送到原油脱水装置和污水处理系统，原油经过原油脱水装置含水率小于1％，直接外输或进入储油罐；分离出的污水经过污水处理装置用水泵提升首先至进入涡凹气浮系统，通过加药法将污水中悬浮物及油脂、COD去除，通过纤维球过滤，再通过MBR系统将污水处理至合格标准。
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