CN106746449B - 一种气田清罐含油污泥加热装置 - Google Patents

一种气田清罐含油污泥加热装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种气田清罐含油污泥加热装置，包括装置本体、预处理装置和装置顶板，所述的装置本体为上端开口的筒状腔体，所述的装置顶板位于装置本体上端，所述的预处理装置的污泥漏斗下端穿过装置顶板与装置本体内连通；所述装置本体内设有加热媒循环管路；所述装置本体内设有搅拌装置，所述装置本体内壁上设有上腔室横向分隔板和下腔室横向分隔板，下腔室横向分隔板正中的下端设有腔室竖向分隔板；下腔室横向分隔板下端设有废液溢流出水管，装置本体底部设有废渣排出管道。本发明可实现热源的绝对安全，达到快速加热的效果，实现了热源与被加热污泥的隔绝，可以配套满足后续污泥处理的预处理条件。

Description

一种气田清罐含油污泥加热装置
技术领域
本发明涉及低渗透气田开发领域，特别涉及一种气田清罐含油污泥加热装置。
背景技术
在天然气开采过程中贮藏环节有大量的泥质、细砂、腐蚀产物和气田化学助剂残留物等物质，随着气流携带出井口，在天然气处理厂经沉淀后形成了油泥。气田含油污泥主要来源于天然气处理厂内废水处理设备的清罐底泥、清管污泥、站内设备清洗污泥等。
由于气田清罐污泥属于高含油、高乳化、高含水的混合物，自然条件下很难通过蒸发、焚烧将其无害化处理，因此要选用经济可行的适用于企业自身推广应用的低成本、高效处理技术。化学破乳一直是针对乳化程度较高的废液进行处理的首选技术，但是气田清罐污泥具有低分子石油组分、油包水型乳化液、电性稳定性强等特征，为了优选化学破乳剂及其最佳的破乳温度、液体性能，必须通过试验开展相应的加热技术及关键装置研发以满足气田清罐污泥的处理。
气田清罐污泥具备易燃性、大量挥发性气体的性质，加热过程要实现防止燃爆现象，需采取间接加热或热交换的方式进行；另一方面，要实现废液的快速加速、升温，提高污泥的预加热效率。目前，污泥加热技术主要包括电热棒加热、通风热传递、暴晒加热、热交换等，将这些技术应用到气田清罐污泥加热，则均存在着技术上的局限性。
发明内容
为了提高气田清罐污泥的破乳效果，解决油、水、固三相物质的分离技术难题，本发明提供了一种气田清罐含油污泥加热装置，本发明可达到对气田清罐污泥的预处理，可实现热源的绝对安全，达到快速加热的效果，实现了热源与被加热污泥的隔绝，可以配套满足后续污泥处理的预处理条件。
本发明采用的技术方案为：
一种气田清罐含油污泥加热装置，包括装置本体、预处理装置和装置顶板，所述的装置本体为上端开口的筒状腔体，所述的装置顶板位于装置本体上端，所述的预处理装置的污泥漏斗下端穿过装置顶板与装置本体内连通；所述装置本体内设有加热媒循环管路；所述装置本体内设有搅拌装置，所述装置本体内壁上设有上腔室横向分隔板和下腔室横向分隔板，下腔室横向分隔板正中的下端设有腔室竖向分隔板；下腔室横向分隔板下端设有废液溢流出水管，装置本体底部设有废渣排出管道。
所述搅拌装置包括减速器、搅拌桨和搅拌电动机，所述的搅拌桨和搅拌电动机通过减速器连接，所述的搅拌电动机和减速器位于装置顶板上，所述的搅拌桨穿过装置顶板下端面并向下延伸到上腔室横向分隔板和下腔室横向分隔板之间。
所述搅拌桨上设有扶正器。
所述搅拌桨的叶片为六直叶开启涡轮桨，所述搅拌桨搅拌转速为30-40rad/min。
所述的预处理装置包括污泥漏斗、预处理电动机和斜面切刀；所述预处理电动机与斜面切刀电连接，所述的预处理电动机位于污泥漏斗上端，斜面切刀位于污泥漏斗下部直管内。
所述预处理电动机的转速为30-40rad/min，斜面切刀的刀型呈扇叶状，共6片切刀上下依次排开呈钩状，切刀与转动轴夹角为60度，相邻的切刀垂直距离5cm，相邻切刀间的夹角为120度。
所述废液溢流出水管上设有第一截断阀；所述废渣排出管道上设有第二截断阀。
所述的上腔室横向分隔板一端固定在装置本体内壁上，另一端留空为上腔室联通口；所述下腔室横向分隔板位于上腔室横向分隔板下方，下腔室横向分隔板固定在装置本体内壁上的一端位于上腔室联通口下方，下腔室横向分隔板另一端留空为下腔室联通口，所述上腔室联通口与下腔室联通口结构相同，呈椭圆形口，开口长轴为20cm、短轴为10cm，开口面积不低于600cm2。
所述加热媒循环管路中的加热媒选用烷基联苯醚型导热油，最高温度不超过330℃，凝点-54℃；导热油循环速度保持在2cm/min。
本发明的有益效果为：
气田清罐污泥具备易燃性、大量挥发性气体的性质，加热过程要实现防止燃爆现象，本发明采取在装置本体内设置加热媒循环管路，将进入本装置的污泥进行加热搅拌处理，本装置实现了废液的快速加速、升温，提高污泥的预加热效率。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1为本装置结构示意图。
图中，附图标记为：1、污泥漏斗；2、装置顶板；3、加热媒循环管路；4、装置本体；5、电动机；6、斜面切刀；7、上腔室横向分隔板；8、上腔室联通口；9、减速器；10、搅拌桨；11、扶正器；12、下腔室横向分隔板；13、腔室竖向分隔板；14、电动机；15、加热媒循环管路入口；16、下腔室联通口；17、废液溢流出水管；18、加热媒循环管路出口；19、废渣排出管道；20、第一截断阀21、第二截断阀；Ⅰ、预处理装置；Ⅱ、上腔室；Ⅲ、中腔室；Ⅳ、下左腔室；Ⅴ、下右腔室；Ⅵ、底部腔室。
具体实施方式
实施例1：
为了提高气田清罐污泥的破乳效果，解决油、水、固三相物质的分离技术难题，本发明提供了如图1所示的一种气田清罐含油污泥加热装置，本发明可达到对气田清罐污泥的预处理，可实现热源的绝对安全，达到快速加热的效果，实现了热源与被加热污泥的隔绝，可以配套满足后续污泥处理的预处理条件。
一种气田清罐含油污泥加热装置，包括装置本体4、预处理装置Ⅰ和装置顶板2，所述的装置本体4为上端开口的筒状腔体，所述的装置顶板2位于装置本体4上端，所述的预处理装置Ⅰ的污泥漏斗1下端穿过装置顶板2与装置本体4内连通；所述装置本体4内设有加热媒循环管路3；所述装置本体4内设有搅拌装置，所述装置本体4内壁上设有上腔室横向分隔板7和下腔室横向分隔板12，下腔室横向分隔板12正中的下端设有腔室竖向分隔板13；下腔室横向分隔板12下端设有废液溢流出水管17，装置本体4底部设有废渣排出管道19。
本套装置通过上腔室横向分隔板7、下腔室横向分隔板12和腔室竖向分隔板13将装置本体4的内腔分为上腔室Ⅱ、中腔室Ⅲ、下左腔室Ⅳ、下右腔室Ⅵ、和底部腔室Ⅴ，从预处理装置Ⅰ进入的混合液进入上腔室Ⅱ，经搅拌后流入中腔室Ⅲ；下左腔室Ⅳ、下右腔室Ⅵ、和底部腔室Ⅴ为一套组合腔室，其中中腔室Ⅲ的混合液经搅拌后流入下左腔室Ⅳ，后经腔室Ⅳ沉淀，废渣落入底部腔室Ⅴ底部并排出，液体从下右腔室Ⅵ的溢流管流出；下左腔室Ⅳ和下右腔室Ⅵ的顶部不连通，底部均与底部腔室Ⅴ连通，呈左右分布且容积相等。底部腔室Ⅴ呈半球形状，无加热媒管线布设，排渣口位于半球底中心。
本装置的废液溢流出水管17的液体温度不低于40℃；如果提高污泥的加热量至不低于4m3/h，在预处理装置Ⅰ的入口处可同时加入温度不低于60℃热水并按照污泥:热水=2:1加入。
气田清罐污泥具备易燃性、大量挥发性气体的性质，加热过程要实现防止燃爆现象，本发明采取在装置本体内设置加热媒循环管路，将进入本装置的污泥进行加热搅拌处理，本装置实现了废液的快速加速、升温，提高污泥的预加热效率。
实施例2：
基于上述实施例的基础上，本实施例中，所述搅拌装置包括减速器9、搅拌桨10和搅拌电动机14，所述的搅拌桨10和搅拌电动机14通过减速器9连接，所述的搅拌电动机14和减速器9位于装置顶板2上，所述的搅拌桨10穿过装置顶板2下端面并向下延伸到上腔室横向分隔板7和下腔室横向分隔板12之间。
所述搅拌桨10上设有扶正器11。
本实施例中，扶正器11采用调心球轴承。
所述搅拌桨10的叶片为六直叶开启涡轮桨，所述搅拌桨10搅拌转速为30-40rad/min。
本装置的加热媒循环管路3在装置本体4内壁环绕布设，加热媒从加热媒循环管路入口15流入，充分循环从加热媒循环管路出口18流出；所述加热媒循环管路3中的加热媒选用烷基联苯醚型导热油，最高温度不超过330℃，凝点-54℃；导热油循环速度保持在2cm/min。
加热媒循环管路3的加热管材质为紫铜TP2型，管材壁厚0.35mm，内径2cm；加热媒循环管路3的整体高度2.8m，内径1.5m，加热媒循环与腔体壁厚2.5cm；本装置所有腔室内壁采用黄铜H70材质，壁厚1.2mm。
底部腔室Ⅴ半球形底部壁厚0.31cm，球形半径75cm。上腔室Ⅱ、中腔室Ⅲ内的搅拌桨叶片为六直叶开启涡轮桨，具有高剪切力和较大的循环能力，搅拌转速控制在30-40rad/min。
所述的预处理装置Ⅰ包括污泥漏斗1、预处理电动机5和斜面切刀6；所述预处理电动机5与斜面切刀6电连接，所述的预处理电动机5位于污泥漏斗1上端，斜面切刀6位于污泥漏斗1下部直管内。
所述的污泥漏斗1、预处理电动机5和斜面切刀6构成了污泥切割、破碎、混匀的预处理装置Ⅰ，所述预处理电动机5的转速为30-40rad/min，斜面切刀6的刀型呈扇叶状，共6片切刀上下依次排开呈钩状，切刀与转动轴夹角为60度，相邻的切刀垂直距离5cm，相邻切刀间的夹角为120度。
所述废液溢流出水管17上设有第一截断阀20；所述废渣排出管道19上设有第二截断阀21。
所述的上腔室横向分隔板7一端固定在装置本体4内壁上，另一端留空为上腔室联通口8；所述下腔室横向分隔板12位于上腔室横向分隔板7下方，下腔室横向分隔板12固定在装置本体4内壁上的一端位于上腔室联通口8下方，下腔室横向分隔板12另一端留空为下腔室联通口16，所述上腔室联通口8与下腔室联通口16结构相同，呈椭圆形口，开口长轴为20cm、短轴为10cm，开口面积不低于600cm2。
气田清罐污泥具有易燃性，采用热传递的方式进行加热，污泥在进入该装置前要求保证污泥含水率不低于50%；整套装置的加热污泥量为2m3/h。
本套装置通过上腔室横向分隔板7、下腔室横向分隔板12和腔室竖向分隔板13将装置本体4的内腔分为上腔室Ⅱ、中腔室Ⅲ、下左腔室Ⅳ、下右腔室Ⅵ、和底部腔室Ⅴ，从预处理装置Ⅰ进入的混合液进入上腔室Ⅱ，经搅拌后通过上腔室联通口8流入中腔室Ⅲ；下左腔室Ⅳ、下右腔室Ⅵ、和底部腔室Ⅴ为一套组合腔室，其中中腔室Ⅲ的混合液经下腔室联通口16流入下左腔室Ⅳ，后经腔室Ⅳ沉淀，废渣落入底部腔室Ⅴ底部并排出，液体从下右腔室Ⅵ的溢流管流出；下左腔室Ⅳ和下右腔室Ⅵ的顶部不连通，底部均与底部腔室Ⅴ连通，呈左右分布且容积相等；腔室竖向分隔板13长度120cm；底部腔室Ⅴ呈半球形状，无加热媒管线布设，排渣口位于半球底中心；下右腔室Ⅵ顶部的废液溢流出水管17采用钢制花管，废液溢流出水管17长度为30-80cm，内径为12cm，花管出水口为多孔溢流口，溢流口直径为4cm，溢流口间距为2cm。
本装置的废液溢流出水管17的液体温度不低于40℃；如果提高污泥的加热量至不低于4m3/h，在预处理装置Ⅰ的入口处可同时加入温度不低于60℃热水并按照污泥:热水=2:1加入。
本发明可达到对气田清罐污泥的预处理，可实现热源的绝对安全，达到快速加热的效果，实现了热源与被加热污泥的隔绝，可以配套满足后续污泥处理的预处理条件。

Claims (1)

1.一种气田清罐含油污泥加热装置，其特征在于：包括装置本体（4）、预处理装置（Ⅰ）和装置顶板（2），所述的装置本体（4）为上端开口的筒状腔体，所述的装置顶板（2）位于装置本体（4）上端，所述的预处理装置（Ⅰ）的污泥漏斗（1）下端穿过装置顶板（2）与装置本体（4）内连通；所述装置本体（4）内设有加热媒循环管路（3）；所述装置本体（4）内设有搅拌装置，所述装置本体（4）内壁上设有上腔室横向分隔板（7）和下腔室横向分隔板（12），下腔室横向分隔板（12）正中的下端设有腔室竖向分隔板（13）；下腔室横向分隔板（12）下端设有废液溢流出水管（17），装置本体（4）底部设有废渣排出管道（19）；所述搅拌装置包括减速器（9）、搅拌桨（10）和搅拌电动机（14），所述的搅拌桨（10）和搅拌电动机（14）通过减速器（9）连接，所述的搅拌电动机（14）和减速器（9）位于装置顶板（2）上，所述的搅拌桨（10）穿过装置顶板（2）下端面并向下延伸到上腔室横向分隔板（7）和下腔室横向分隔板（12）之间；所述搅拌桨（10）上设有扶正器（11）；所述搅拌桨（10）的叶片为六直叶开启涡轮桨，所述搅拌桨（10）搅拌转速为30-40rad/min；所述的预处理装置（Ⅰ）包括污泥漏斗（1）、预处理电动机（5）和斜面切刀（6）；所述预处理电动机（5）与斜面切刀（6）电连接，所述的预处理电动机（5）位于污泥漏斗（1）上端，斜面切刀（6）位于污泥漏斗（1）下部直管内；所述预处理电动机（5）的转速为30-40rad/min，斜面切刀（6）的刀型呈扇叶状，共6片切刀上下依次排开呈钩状，切刀与转动轴夹角为60度，相邻的切刀垂直距离5cm，相邻切刀间的夹角为120度；所述废液溢流出水管（17）上设有第一截断阀（20）；所述废渣排出管道（19）上设有第二截断阀（21）；所述的上腔室横向分隔板（7）一端固定在装置本体（4）内壁上，另一端留空为上腔室联通口（8）；所述下腔室横向分隔板（12）位于上腔室横向分隔板（7）下方，下腔室横向分隔板（12）固定在装置本体（4）内壁上的一端位于上腔室联通口（8）下方，下腔室横向分隔板（12）另一端留空为下腔室联通口（16），所述上腔室联通口（8）与下腔室联通口（16）结构相同，呈椭圆形口，开口长轴为20cm、短轴为10cm，开口面积不低于600cm2；所述加热媒循环管路（3）中的加热媒选用烷基联苯醚型导热油，最高温度不超过330℃，凝点-54℃；导热油循环速度保持在2cm/min。
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GR01 Patent grant
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