CN107244797A - 一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于含油污泥干燥及热解的技术领域，为解决采用现有的方式进行油性污泥处理时产生的废气、废水易对环境造成二次污染及干燥处理后的尾气焚烧时需要燃料导致不节能的技术问题，提供了一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解系统及方法，包括布袋除尘器、连续混料机、圆盘造粒机、干燥热解炉、颗粒筛分机、冷却螺旋输送机、粉料缓冲仓、烟气换热器、烟气吸附罐、油气换热器、油气冷凝塔、液体循环泵、塔底冷凝器、塔顶不凝气风机、油水分离罐和油输送泵。本发明利用油性污泥自身挥发的可燃性油气、冷凝回收油，经焚烧后产生高温烟气，利用高温烟气携带热量再对油性污泥干燥、无氧热解，燃料自供自给，废气、废水、废固排量小。
Description
技术领域
本发明属于含油污泥干燥及热解的技术领域，具体涉及一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解系统及方法。
背景技术
油性污泥(尤其是采油企业、炼油企业、焦化企业等产生的污泥)一般含油类～50％(wt)、含水～5％(wt)、渣类～45％(wt)；其主要物理性质是：体积大，粘度大，油脂沸点高、不易挥发等。
现有含油污泥多采用干燥设备处理，干燥后的～100℃含臭高湿份尾气多采用旋风分离器除尘后进锅炉焚烧除臭后排放，此工艺优点是做到含油污泥减量化处理，缺点是：①锅炉焚烧除臭后产生了～500℃高温废气，其废气处理有3种方式，一是直接排放大气，二是采用间接换热器来加热冷介质(如空气、工艺水等)回收热量，但高温废气的排放温度也在～200℃，三是采用～20℃工艺水直接喷淋冷却，废气排放温度可控制在～60℃，但产生了大量～60℃含油废水，这3种方式都易对环境产生二次污染；②干燥后的～100℃高湿含臭尾气进锅炉焚烧需要燃料(如煤、油、天然气等)来提供焚烧所需要的热量，不节能。
发明内容
本发明为解决采用现有的方式进行油性污泥处理时产生的废气、废水易对环境造成二次污染及干燥处理后的尾气焚烧时需要燃料导致不节能的技术问题，提供了一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解系统及方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解系统，包括布袋除尘器、连续混料机、圆盘造粒机、干燥热解炉、颗粒筛分机、冷却螺旋输送机、粉料缓冲仓、烟气换热器、助燃风机、烟气吸附罐、油气换热器、油气冷凝塔、液体循环泵、塔底冷凝器、塔顶不凝气风机、油水分离罐和油输送泵，所述干燥热解炉包括炉体、设置在炉体内的干燥螺旋输送机、回转热解炉及炉膛，所述干燥螺旋输送机及回转热解炉分别位于炉膛的上方，所述干燥螺旋输送机及回转热解炉的进料口与出料口分别设置在炉体的外部，所述布袋除尘器的出料口通过旋转卸料器I与连续混料机的进料口相连，连续混料机的出料口与圆盘造粒机的进料口相连，圆盘造粒机的出料口与干燥螺旋输送机的进料口相连，干燥螺旋输送机的出料口与颗粒筛分机的进料口相连，颗粒筛分机的大颗粒出料口与回转热解炉的进料口相连，颗粒筛分机的细粉出料口与粉料缓冲仓的进料口相连，回转热解炉的出料口与冷却螺旋输送机的进料口相连，冷却螺旋输送机的出料口与旋转卸料器III相连；粉料缓冲仓的出料口通过旋转卸料器II及文丘里输送器与布袋除尘器相连，布袋除尘器的出气口通过循环输送风机与文丘里输送器的进气口相连，所述干燥热解炉顶端的烟气出口与烟气热换器的进烟口相连，所述助燃风机的进气口与外界空气相连通，助燃风机的出气口与烟气换热器的进气口相连，烟气换热器的出气口与干燥热解炉下部的进气口相连，烟气换热器的出烟口与烟气吸附罐的进烟口相连，烟气吸附罐的出烟口与外界相连通；干燥螺旋输送机及回转热解炉的油气出口分别与油气换热器的油气进口相连，油气换热器的油气出口与油气冷凝塔的油气进口相连，油气冷凝塔的液体出口通过液体循环泵与塔底冷凝器的液体进口相连，塔底冷凝器的液体出口与油气冷凝塔的液体进口相连，油气冷凝塔顶部的油气出口通过塔顶不凝气风机与油气换热器的不凝气进口相连，油气换热器的不凝气出口与干燥热解炉下部的不凝气进口相连，油气冷凝塔的液体溢流口与油水分离罐的液体进口相连，油水分离罐的液体出口通过油输送泵与干燥热解炉的液体进口相连。
所述烟气换热器与烟气吸附罐之间设有烟气引风机，所述烟气引风机的一端与烟气换热器的出烟口相连，另一端与烟气吸附罐的进烟口相连。
所述冷却螺旋输送机的夹套和轴的一端分别设有冷却进水口，另一端设有冷却出水口。
所述塔底冷凝器的一端设有冷却进水口，另一端设有冷却出水口。
一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解方法，在密闭的自循环空间内利用油性污泥自身挥发的可燃性油气、冷凝回收油，经焚烧后产生高温烟气，利用高温烟气携带的热量再对油性污泥干燥及无氧热解。
本发明的有益效果：
(1)燃料自供给
本发明中干燥热解炉中含油湿污泥干燥+无氧热解需要的～500℃高温烟气，是含油湿污泥自身蒸发油气在油气冷凝塔中冷凝收集的粗油作为燃料提供的，因此对干燥热解炉来说，只需要开工时外界燃料引燃即可(引燃介质可采用天然气、轻质油、石油液化气等)，开工后燃料自供自给，无需燃料补给，节能。
(2)废气、废水、废固排量小
废气：本发明需要外排的烟气量相当于燃料燃烧时需要的助燃空气量，这部分烟气量只占循环气量的～10％，废气排量小，同时即使需要排出的烟气，也是热量利用后、利用活性炭吸附除臭后排空，对环境无一次污染和二次污染，环保。
废水：本发明中需要外排的含油废水是含油污泥自身含有量，无多余废水产生。
废固：本发明中含油湿污泥在干燥热解炉无氧热解后形成废渣，体积缩小，做到了减量化；同时固体废渣含有热值，可与煤粉掺烧，做到了资源化。
(3)热量综合利用
①高温炉膛烟气余热利用
在干燥热解炉的～600℃高温烟气通过干燥螺旋输送机、回转热解炉对油性污泥干燥无氧热解后，其炉膛出来的烟气温度仍维持～180℃，为利用此部分热量，在助燃空气进入干燥热解炉前，在烟气换热器中，～180℃炉膛烟气与～20℃空气热交换，炉膛烟气温度降至～60℃，助燃空气被加热至～150℃后进入干燥热解炉作为一次风，余热得到利用。
②热解挥发高温焦油气体带出热量利用
干燥热解炉的干燥螺旋输送机、回转热解炉中干燥无氧热解挥发出来的油气体温度维持在～300℃，若直接冷凝，热量损失同时耗费冷源介质。因此，～300℃焦油气体冷凝前，在油气换热器中与油气冷凝塔顶部出来～60℃不凝气体热交换，升温后的～200℃不凝气体作为干燥热解炉的二次风循环利用，同时这部分不凝气体中含有少量的可燃挥发组份，进入炉膛后可参与燃烧产生热量，余热得到利用。
(4)利用返料解决粘壁
本发明中连续混料机中，利用气流输送，在含油湿污泥中掺混～20％干燥筛分后的粉料，降低湿含量的同时，可有效解决干燥热解炉的干燥螺旋输送机、回转热解炉中粘壁问题。
(5)无氧密闭循环，体系安全
本发明中整个工艺过程在密闭循环的体系中进行，此体系相当于惰性气体密闭循环体系，使油性污泥的预热、热解以及油气焚烧等都是在无氧环境中进行，系统安全。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1-布袋除尘器、2-旋转卸料器I、3-连续混料机、4-圆盘造粒机、5-干燥热解炉、6-颗粒筛分机、7-粉料缓冲仓、8-旋转卸料器II、9-文丘里输送器、10-冷却螺旋输送机、11-旋转卸料器III、12-循环输送风机、13-烟气换热器、14-助燃风机、15-烟气引风机、16-烟气吸附罐、17-油气换热器、18-油气冷凝塔、19-液体循环泵、20-塔底冷凝器、21-塔顶不凝气风机、22-油水分离罐、23-油输送泵、24-氮气、25-油湿污泥、26-冷却出水、27-冷却产品、28-冷却进水、29-天然气、30-净化尾气、31-回收油、5a-干燥螺旋输送机、5b-回转热解炉、5c-炉膛。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解系统，包括布袋除尘器1、旋转卸料器I2、连续混料机3、圆盘造粒机4、干燥热解炉5、颗粒筛分机6、粉料缓冲仓7、旋转卸料器II8、文丘里输送器9、冷却螺旋输送机10、旋转卸料器III 11、循环输送风机12、烟气换热器13、助燃风机14、烟气引风机15、烟气吸附罐16、油气换热器17、油气冷凝塔18、液体循环泵19、塔底冷凝器20、塔顶不凝气风机21、油水分离罐22和油输送泵23。
所述布袋除尘器1设有进料口、出料口、进气口及出气口，所述布袋除尘器1的型式可采用旋风分离器、布袋除尘器1、电除尘或几种结合形式等。
所述干燥热解炉5包括炉体、设置在炉体内的干燥螺旋输送机5a、回转热解炉5b及炉膛5c，所述干燥螺旋输送机5a及回转热解炉5b分别设有进料口和出料口，所述干燥螺旋输送机5a及回转热解炉5b的进料口与出料口分别设置在炉体的外部，所述干燥螺旋输送机5a及回转热解炉5b位于炉膛5c的上方，干燥热解炉5炉体的下部设有进气口，炉体的顶部设有烟气出口，所述干燥螺旋输送机5a及回转热解炉5b的的出料口端分别设有油气出口，所述炉体内的干燥螺旋输送机5a、回转热解炉5b及炉膛5c的数量可根据工艺需要灵活配置。
所述颗粒筛分机6设有进料口、大颗粒出料口和细粉出料口。
所述文丘里输送器9设有进料口、出料口及进气口。
所述冷却螺旋输送机10设有进料口及出料口，冷却螺旋输送机10的夹套和轴的一端还分别设有冷却进水口，另一端分别设有冷却出水口。
所述烟气换热器13设有进烟口、出烟口、进气口及出气口。
所述烟气吸附罐16设有进烟口及出烟口。
所述油气换热器17设有油气进口、油气出口、不凝气进口及不凝气出口。
所述油气冷凝塔18设有油气进口、油气出口、液体进口、液体出口及液体溢流口。
所述塔底冷凝器20设有液体进口、液体出口、冷却进水口及冷却出水口。
所述油水分离罐22设有液体进口及液体出口。
油性污泥间接自供热干燥及无氧热解系统各部件之间的具体连接关系为：所述布袋除尘器1的出料口与旋转卸料器I2的进料口相连，旋转卸料器I2的出料口与连续混料机3的进料口相连，连续混料机3的出料口与圆盘造粒机4的进料口相连，圆盘造粒机4的出料口与干燥螺旋输送机5a的进料口相连，干燥螺旋输送机5a的出料口与颗粒筛分机6的进料口相连，颗粒筛分机6的大颗粒出料口与回转热解炉5b的进料口相连，颗粒筛分机6的细粉出料口与粉料缓冲仓7的进料口相连，回转热解炉5b的出料口与冷却螺旋输送机10的进料口相连，冷却螺旋输送机10的出料口与旋转卸料器III11相连；粉料缓冲仓7的出料口通过旋转卸料器II8及文丘里输送器9与布袋除尘器1的进料口相连，布袋除尘器1的出气口通过循环输送风机12与文丘里输送器9的进气口相连，所述干燥热解炉5顶端的烟气出口与烟气热换器的进烟口相连，所述助燃风机14的进气口与外界空气相连通，助燃风机14的出气口与烟气换热器13的进气口相连，烟气换热器13的出气口与干燥热解炉5下部的进气口相连，烟气换热器13的出烟口通过烟气引风机15与烟气吸附罐16的进烟口相连，所述烟气引风机15的一端与烟气换热器13的出烟口相连，另一端与烟气吸附罐16的进烟口相连，烟气吸附罐16的出烟口与外界相连通；干燥螺旋输送机5a及回转热解炉5b的油气出口分别与油气换热器17的油气进口相连，油气换热器17的油气出口与油气冷凝塔18的油气进口相连，油气冷凝塔18的液体出口通过液体循环泵19与塔底冷凝器20的液体进口相连，塔底冷凝器20的液体出口与油气冷凝塔18的液体进口相连，油气冷凝塔18顶部的油气出口通过塔顶不凝气风机21与油气换热器17的不凝气进口相连，油气换热器17的不凝气出口与干燥热解炉5下部的不凝气进口相连，油气冷凝塔18的液体溢流口与油水分离罐22的液体进口相连，油水分离罐22的液体出口通过油输送泵23与干燥热解炉5的液体进口相连。
本发明的技术原理是利用油性污泥自身挥发的可燃性油气、冷凝回收油，经焚烧后产生高温烟气，利用高温烟气携带热量再对油性污泥干燥、无氧热解，燃料自供自给，同时气相密闭自惰式循环，形成一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解方法，其油性污泥间接自供热干燥及无氧热解的具体工艺流程如下：
将需要处理的含油湿污泥和部分干燥筛分出来的油泥粉料一起进入连续混料机3中混合均匀后进入圆盘造粒机4中造粒，造粒后首先进入干燥热解炉5中的干燥螺旋输送机5a中，同时干燥螺旋输送机5a外壁与来自干燥热解炉5炉膛上部的高温烟气直接接触，对造粒后的油泥间接加热，消除粒料热粘结性的同时使油泥中湿份(包括水和油)挥发，干燥后的油泥随着干燥螺旋输送机(F-101-1)缓慢转动输送至颗粒筛分机6中进行筛分处理，大颗粒进入干燥热解炉5中的回转热解炉5b中，同时回转热解炉5b外壁与来自干燥热解炉5炉膛下部的高温烟气直接接触，对油泥间接加热并使油泥无氧热解，湿份(包括水和油)挥发；自回转热解炉5b出来的热解后高温废渣进入冷却螺旋输送机10中，在冷却螺旋输送机10的夹套和轴内通入冷却水与高温废渣间接换热，冷却的废渣经旋转卸料器11排出收集。
自颗粒筛分机6筛分后的干燥后细粉料进入粉料缓冲仓7中，经旋转卸料器8、文丘里输送器9与氮气在气流输送管道中并输送至布袋除尘器1中气固分离，分离后的粉料经旋转卸料器2进入连续混料机3与需要处理的含油湿污泥混合去造粒；净化后的输送氮气经循环输送风机12增压后进入文丘里输送器9循环利用。
自干燥热解炉5炉膛出来的高温烟气进入烟气换热器13中，与助燃风机14增压后的空气间接换热，换热后的空气作为干燥热解炉5炉膛天然气或油燃烧的一次风，热量循环利用；换热后的低温烟气经烟气引风机15增压后进入烟气吸附罐16除臭后排空。
自干燥热解炉5中的干燥螺旋输送机5a挥发出来的油气和回转热解炉5b挥发出来油气进入油气换热器17中，与塔顶不凝气换热，换热后进入油气冷凝塔18与冷却循环液逆向接触，在塔底冷凝成液，一部分换热后的塔底循环液经液体循环泵19增压，在进入油气冷凝塔18塔顶循环利用，塔顶产生的不凝气经塔顶不凝气风机21增压，在油气换热器17换热后进入干燥热解炉5底部炉膛内焚烧；另一部分溢流至油水分离罐22中进行油水分离，分离后的粗油一部分经油输送泵23增压后做为干燥热解炉5炉膛燃料，另一部分回收。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解系统，其特征在于：包括布袋除尘器(1)、连续混料机(3)、圆盘造粒机(4)、干燥热解炉(5)、颗粒筛分机(6)、冷却螺旋输送机(10)、粉料缓冲仓(7)、烟气换热器(13)、助燃风机(14)、烟气吸附罐(16)、油气换热器(17)、油气冷凝塔(18)、液体循环泵(19)、塔底冷凝器(20)、塔顶不凝气风机(21)、油水分离罐(22)和油输送泵(23)，所述干燥热解炉(5)包括炉体、设置在炉体内的干燥螺旋输送机(5a)、回转热解炉(5b)及炉膛(5c)，所述干燥螺旋输送机(5a)及回转热解炉(5b)分别位于炉膛(5c)的上方，所述干燥螺旋输送机(5a)及回转热解炉(5b)的进料口与出料口分别设置在炉体的外部，所述布袋除尘器(1)的出料口通过旋转卸料器I(2)与连续混料机(3)的进料口相连，连续混料机(3)的出料口与圆盘造粒机(4)的进料口相连，圆盘造粒机(4)的出料口与干燥螺旋输送机(5a)的进料口相连，干燥螺旋输送机(5a)的出料口与颗粒筛分机(6)的进料口相连，颗粒筛分机(6)的大颗粒出料口与回转热解炉(5b)的进料口相连，颗粒筛分机(6)的细粉出料口与粉料缓冲仓(7)的进料口相连，回转热解炉(5b)的出料口与冷却螺旋输送机(10)的进料口相连，冷却螺旋输送机(10)的出料口与旋转卸料器III(11)相连；粉料缓冲仓(7)的出料口通过旋转卸料器II(8)及文丘里输送器(9)与布袋除尘器(1)相连，布袋除尘器(1)的出气口通过循环输送风机(12)与文丘里输送器(9)的进气口相连，所述干燥热解炉(5)顶端的烟气出口与烟气热换器的进烟口相连，所述助燃风机(14)的进气口与外界空气相连通，助燃风机(14)的出气口与烟气换热器(13)的进气口相连，烟气换热器(13)的出气口与干燥热解炉(5)下部的进气口相连，烟气换热器(13)的出烟口与烟气吸附罐(16)的进烟口相连，烟气吸附罐(16)的出烟口与外界相连通；干燥螺旋输送机(5a)及回转热解炉(5b)的油气出口分别与油气换热器(17)的油气进口相连，油气换热器(17)的油气出口与油气冷凝塔(18)的油气进口相连，油气冷凝塔(18)的液体出口通过液体循环泵(19)与塔底冷凝器(20)的液体进口相连，塔底冷凝器(20)的液体出口与油气冷凝塔(18)的液体进口相连，油气冷凝塔(18)顶部的油气出口通过塔顶不凝气风机(21)与油气换热器(17)的不凝气进口相连，油气换热器(17)的不凝气出口与干燥热解炉(5)下部的不凝气进口相连，油气冷凝塔(18)的液体溢流口与油水分离罐(22)的液体进口相连，油水分离罐(22)的液体出口通过油输送泵(23)与干燥热解炉(5)的液体进口相连。
2.根据权利要求1所述的一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解系统，其特征在于：所述烟气换热器(13)与烟气吸附罐(16)之间设有烟气引风机(15)，所述烟气引风机(15)的一端与烟气换热器(13)的出烟口相连，另一端与烟气吸附罐(16)的进烟口相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解系统，其特征在于：所述冷却螺旋输送机(10)的夹套和轴的一端分别设有冷却进水口，另一端设有冷却出水口。
4.根据权利要求1或2所述的一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解系统，其特征在于：所述塔底冷凝器(20)的一端设有冷却进水口，另一端设有冷却出水口。
5.一种油性污泥间接自供热干燥及无氧热解方法，其特征在于：在密闭的自循环空间内利用油性污泥自身挥发的可燃性油气、冷凝回收油，经焚烧后产生高温烟气，利用高温烟气携带的热量再对油性污泥干燥及无氧热解。
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