CN107162371A - 一种混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其包括：S1、热能动力源供应，燃料在热风炉内燃烧产生高温缺氧烟气和高温烟气分送室配送供应热能；S2、污泥热解处理，对污泥进行预烘干窑预热脱水、烘干和高温热解窑干燥和热解处理；S3、除尘处理，一级除尘处理部分预烘干窑中产生的细颗粒物和含粉尘的废气，二级除尘处理高温热解窑在干燥、热解过程中产生的重晶石粉、其它细颗粒物和含粉尘的废气；S4、冷凝萃取处理，将除尘处理中送入的混合含粉尘废气冷凝萃取成不凝性气体和混合超细污泥液体。本发明工艺流程简洁，节能减排，占地面积小，运营维护成本低，安全可靠且效率高，能有效实现钻井岩屑的彻底减容化、无害化和资源化处理。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井岩屑水基污泥处理领域，尤其涉及一种混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法。
背景技术
石油钻井水基污泥是一种没有热值的化学成份废泥浆，其内含有天然的可溶性盐类、重晶石粉、膨润土等固体颗粒、悬浮物、聚丙烯酰胺、磺化沥青、硫化氢、微生物、胶体物合细菌、病菌、孢囊、有毒有害污染物等，还有注入地层的酸类、除氧剂、润滑剂、杀菌剂、防垢剂等化学添加剂。目前，对污泥进行处理的方法主要有生物降解处理污泥法、化学药剂酸碱中和(俗称：脱附)处理方法、污泥固化污泥处理方法、污泥干化处理方法和污泥焚烧处理方法、高温热解处理方法等。
但是市场上的生物降解处理污泥方式已经被国内绝大多数油田及当地环保部门明令禁止。水泥固化处理方法，只是延缓了污染环境的时间而已并不能彻底地消除二次污染环境问题。污泥干化处理方法不适用石油钻机岩屑污泥的无害化处理，且其减量化不彻底，综合成本较高。化学药剂酸碱中和(或“脱附”)处理方法，存在着严重的二次污染环境风险。尤其是以目前所掌握的技术水平其对处理璜化沥青体系固废根本无法搞定，已经被新疆自治区环保厅和新疆环境科学研究院于2016年5月的环保技术大比武中被否定掉了。污泥焚烧处理方法存在“二恶英”污染的潜在危险问题。
高温缺氧深度热解技术处理方法，是利用璜化体系污泥里的璜化沥青污泥在高温缺氧深度热解窑炉内加热岩屑污泥，迫使其有机化合物、病原体等分子结构的键链产生受热断裂开来；大分子量的有机物热解转变成小分子量的轻质油组分，以及CH4、H2、CO、CO2、NH4等不凝性可燃气体，实现了有害物质与岩屑、泥浆固物体产生分离并达到无害化处置的目的。岩屑污泥本身不与热源燃烧燃料及火焰接触是完全分隔开来的，原本的重晶石粉、膨润土等各种固体物质成份的物理特性、化学性能完全被很好地保存下来且进行回收再利用，整个热解过程中不会产生二恶英污染，做到了真正意义上的彻底地减容化、无害化和资源化处理处置方式。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种日生产处理量高、安全节能、设备运行稳定可靠，运营、维修维护成本低，工艺简单且能够彻底地减容化、无害化和资源化处理处置方式的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明提供的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其包括以下步骤：
S1、热能动力源供应，包括燃料在热风炉炉膛里燃烧产生高温缺氧烟气和高温烟气分送室配送供应独立热能；
S2、污泥热解处理，依次包括对污泥进行预烘干窑的预热脱水、烘干工序处理，高温热解窑的干燥和热解工序处理得到无害化的陶化粗颗粒物料；
S3、除尘处理，包括一级除尘和二级除尘两道工序，所述一级除尘处理部分为预烘干窑的污泥烘干过程中伴随着低温烟气顺向流动出来的细颗粒物和含粉尘的废气，所述二级除尘处理高温热解窑在干燥、热解过程中伴随着低温烟气顺向流动出来的重晶石粉、其它细颗粒物和含粉尘的废气；
S4、冷凝萃取处理，包括将除尘处理中送入冷凝萃取系统的部分混合含粉尘废气冷凝萃取处理成不凝性可燃气体和混合超细污泥液体。
进一步地，该工艺方法还包括步骤：
S5、废气处理，包括二燃室二次焚烧处理、废气处理系统中无害化处理，所述二燃室输送出来的废气，通过急冷塔、干燥塔、活性炭和石灰粉喷射装置、布袋除尘器、洗涤塔、引风机等工序进行深度无害化处理，并由烟囱排出。
进一步地，所述步骤S2中，所述污泥热解处理还包括岩屑固废供给输送、干物料输送和冷渣输送，所述岩屑固废供给输送用于将污泥池中污泥输送至污泥称重计量输送系统后通过污泥给料机送入所述预烘干窑进行污泥处理，所述干物料输送用于将预烘干窑里处理后的干物料送入所述高温热解窑进行无害化处理，所述冷渣输送用于冷却热交换所述高温热解窑内处理后的粗颗粒物，并经称重计量联合输送线计量后运送到堆场存放。
进一步地，所述步骤S3中，所述一级除尘工序将所述预烘干窑进行的污泥烘干过程中产生的含粉尘废气，一部分输送至冷凝萃取处理系统中处理，另一部分直接送入所述废气处理中的二燃室里进行无害化燃烧处理；由除尘装置捕捉到的有害细颗粒物，通过输送装置运送至二燃室里进行无害化燃烧处理。
进一步地，所述步骤S3中，所述二级除尘工序还包括重晶石粉回收工序，用于回收所述高温热解窑中产生的重晶石粉并由气动输送装置或者管链式输送机等输送方式输送到料仓内存储，所述二级除尘工序将捕捉的细颗粒物通过细颗粒物输送装置运送至堆场存放，并将所述高温热解窑无害化处理过程中产生的有机物大分子量转变为小分量的挥发份以及不凝性可燃气体和有机物临界温度点失重气态漂移物等混合含粉尘废气由引风机直接送入热风炉内进行无害化燃烧处理。
进一步地，所述步骤S4中，所述冷凝萃取处理还包括三相分离处理和水处理循环工序，所述三相分离处理工序用于将所述混合超细污泥液体三相分离成污水、轻质原油和湿泥，其中所述轻质原油和湿泥分别通过雾化喷射装置或直接送入所述废气处理工序中的二燃室进行无害化燃烧处理，所述污水通过水处理循环工序处理成可以使用的循环水进入冷凝萃取工序继续使用。
进一步地，所述步骤S4中，所述不凝性可燃气体由引风机直接送入所述热风炉内进行二次无害化燃烧处理，所述水处理循环工序还用于处理所述废气处理工序过程中产生的污水。
进一步地，所述步骤S5中，所述废气处理系统中无害化处理还包括水箱和气源供应工序。
进一步地，所述步骤S1中，所述高温烟气分送室采用独立的配送工序，分别给所述预烘干窑和高温热解窑内提供所需要的热能，且所述燃料及其火焰与岩屑污泥相隔绝。
本发明的有益效果在于：通过热能动力源所供应高温缺氧烟气对钻井水基污泥依次进行污泥预烘干、热解处理、除尘处理、冷凝萃取处理以及后续的废气处理工序，达到钻井岩屑固废集中处理的工艺方法，实现工艺流程简洁，节能减排，占地面积小，运营成本低，维护维修费用少、安全可靠且日处理量大、热解效率高，能够真正地做到钻井岩屑的彻底减容化、无害化和资源化处理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，本发明的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其包括以下步骤：
S1、热能动力源供应，包括燃料在热风炉炉膛里燃烧产生高温缺氧烟气和高温烟气分送室配送供应独立热能；
S2、污泥热解处理，依次包括对污泥进行预烘干窑的预热脱水、烘干工序处理，高温热解窑的干燥和热解工序处理得到无害化的陶化粗颗粒物料；
S3、除尘处理，包括一级除尘和二级除尘两道工序，一级除尘处理部分所述预烘干窑的污泥烘干过程中伴随着低温烟气顺向流动出来的细颗粒物和含粉尘的废气，二级除尘处理高温热解窑在干燥、热解过程中伴随着低温烟气顺向流动出来的重晶石粉、其它细颗粒物和含粉尘的废气；
S4、冷凝萃取处理，包括将除尘处理中送入冷凝萃取系统的部分混合含粉尘废气冷凝萃取处理成不凝性可燃气体和混合超细污泥液体。
本发明提供的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，通过热能动力源所供应高温缺氧烟气对钻井水基污泥依次进行污预烘干、泥热解处理、除尘处理、冷凝萃取处理等工序，达到钻井岩屑固废集中处理的工艺方法，实现对钻井岩屑固废真正意义上的彻底减容化、无害化和资源化处理，同时整个工艺流程简洁，可有效实现节能减排，占地面积小，运营成本低，维护维修费用少、安全可靠且日处理量大、热解效率高等目的。
具体地，本发明的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法还包括步骤：
S5、废气处理，包括二燃室二次焚烧处理、废气处理系统中无害化处理，二燃室输送出来的废气，通过急冷塔、干燥塔、活性炭和石灰粉喷射装置、布袋除尘器、洗涤塔、引风机等工序进行深度无害化处理，并由烟囱排出。从而减少污染物的排放，降低空气污染，提高本发明的工艺方法无害化处理效果。
具体地，在本发明的步骤S2中，污泥热解处理还包括岩屑固废供给输送、干物料输送和冷渣输送，岩屑固废供给输送用于将污泥池中污泥输送至污泥称重计量输送系统后通过污泥给料机送入预烘干窑进行污泥处理，干物料输送用于将预烘干窑内处理后的干物料送入高温热解窑进行无害化处理，冷渣输送用于冷却热交换高温热解窑内处理后的粗颗粒物，并经计量称重联合输送线计量后运送到堆场存放，从而使整个工艺流程更简洁化，效率更高。
具体地，在本发明的步骤S3中，一级除尘工序将预烘干窑进行的污泥烘干过程中产生的含粉尘废气，一部分输送至冷凝萃取处理系统中处理，另一部分直接送入所述废气处理中的二燃室里进行无害化燃烧处理；由除尘装置捕捉到的有害细颗粒物，通过输送装置运送至二燃室里进行无害化燃烧处理，从而实现对预烘干窑污泥烘干过程中产生的含粉尘废气进行初步处理净化处理。
具体地，在本发明的步骤S3中，二级除尘工序还包括重晶石粉回收工序，用于回收高温热解窑中产生的重晶石粉并由气动输送装置或者管链式输送机等输送方式输送到料仓存储，实现水基污泥中的重晶石粉回收利用，达到资源化效果；二级除尘工序将捕捉的细颗粒物通过细颗粒物输送装置运送至堆场存放，并将高温热解窑无害化处理过程中产生的有机物大分子量转变为小分量的挥发份以及不凝性可燃气体和有机物临界温度点失重气态漂移物等混合含粉尘废气由引风机直接送入热风炉内进行无害化燃烧处理，进一步实现无害化效果。
具体地，在本发明的步骤S4中，冷凝萃取处理还包括三相分离处理和水处理循环工序，三相分离处理工序用于将混合超细污泥液体三相分离成污水、轻质原油和湿泥，其中轻质原油和湿泥分别通过雾化喷射装置或直接送入废气处理工序中的二燃室进行无害化燃烧处理，污水通过水处理循环工序处理成可以使用的循环水进入冷凝萃取工序继续使用，进一步实现资源循环利用和无害化处理。
具体地，在本发明的步骤S4中，不凝性可燃气体由引风机直接送入热风炉内进行二次无害化燃烧处理，水处理循环工序还用于处理废气处理工序过程中产生的污水。
具体地，在本发明的步骤S5中，废气处理系统中无害化处理还包括水箱和气源供应工序，用于给废气处理系统提供清洁的水和气体，便于废气处理效果。具体地，在本发明的步骤S1中，高温烟气分送室采用独立的配送工序，分别给预烘干窑和高温热解窑内提供所需要的热能，且所述燃料及其火焰与岩屑污泥相隔绝，能够有效地控制窑内缺氧烟气温度达到抑制二恶英生成的目的，同时有利于整个工艺过程的独立工作和系统的维修处理。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、热能动力源供应，包括燃料在热风炉炉膛里燃烧产生高温缺氧烟气和高温烟气分送室配送供应独立热能；
S2、污泥热解处理，依次包括对污泥进行预烘干窑的预热脱水、烘干工序处理，高温热解窑的干燥和热解工序处理得到无害化的陶化粗颗粒物料；
S3、除尘处理，包括一级除尘和二级除尘两道工序，所述一级除尘处理部分所述预烘干窑的污泥烘干过程中伴随着低温烟气顺向流动出来的细颗粒物和含粉尘的废气，所述二级除尘处理高温热解窑在干燥、热解过程中伴随着低温烟气顺向流动出来的重晶石粉、其它细颗粒物和含粉尘的废气；
S4、冷凝萃取处理，包括将除尘处理中送入冷凝萃取系统的部分混合含粉尘废气冷凝萃取处理成为不凝性可燃气体和混合超细污泥液体。
2.如权利要求1所述的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其特征在于，包括步骤：
S5、废气处理，包括二燃室二次焚烧处理、废气处理系统中无害化处理，所述二燃室输送出来的废气，通过急冷塔、干燥塔、活性炭和石灰粉喷射装置、布袋除尘器、洗涤塔、引风机等工序进行深度无害化处理，并由烟囱排出。
3.如权利要求1所述的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述污泥热解处理还包括岩屑固废供给输送、干物料输送和冷渣输送，所述岩屑固废供给输送用于将污泥池中污泥输送至污泥称重计量输送系统后通过污泥给料机送入所述预烘干窑内进行污泥预烘干处理，所述干物料输送用于将预烘干窑内处理后的干物料送入所述高温热解窑进行无害化处理，所述冷渣输送用于冷却热交换所述高温热解窑内处理后的粗颗粒物，并经称重计量联合输送线计量后运送到堆场存放。
4.如权利要求1所述的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述一级除尘工序将所述预烘干窑进行的污泥烘干过程中产生的含粉尘废气，一部分输送至冷凝萃取处理系统中处理，另一部分直接送入所述废气处理中的二燃室里进行无害化燃烧处理；由除尘装置捕捉到的有害细颗粒物，通过输送装置运送至二燃室里进行无害化燃烧处理。
5.如权利要求1所述的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述二级除尘工序还包括重晶石粉回收工序，用于回收所述高温热解窑中产生的重晶石粉并由气动输送装置输送到料仓存储，所述二级除尘工序将捕捉的细颗粒物通过细颗粒物输送装置运送至堆场存放，将所述高温热解窑无害化处理过程中产生的有机物大分子量转变为小分量的挥发份，以及不凝性可燃气体和有机物临界温度点失重气态漂移物等混合含粉尘废气由引风机直接送入热风炉内进行无害化燃烧处理。
6.如权利要求1所述的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述冷凝萃取处理还包括三相分离处理和水处理循环工序，所述三相分离处理工序用于将所述混合超细污泥液体里的三相分离成污水、轻质原油和湿泥，其中所述轻质原油和湿泥分别通过雾化喷射装置或直接送入所述废气处理工序中的二燃室进行无害化燃烧处理，所述污水通过水处理循环工序处理成可以使用的循环水进入冷凝萃取工序继续使用。
7.如权利要求6所述的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述不凝性可燃气体由引风机直接送入所述热风炉内进行二次无害化燃烧处理，所述水处理循环工序还用于处理所述废气处理工序过程中产生的污水。
8.如权利要求2所述的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述废气处理系统中无害化处理还包括水箱和气源供应工序。
9.如权利要求1所述的混合型无害化处理钻井水基污泥工艺方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述高温烟气分送室采用独立的配送工序，分别给所述预烘干窑和高温热解窑里提供所需要的热能，且所述燃料及其火焰与岩屑污泥相隔绝。
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