CN107699309A - 油泥砂固化仿煤燃料系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油泥砂固化仿煤燃料系统及工艺，其包括用于存储炼油厂内油泥砂的贮存池、第一传送设备、加入有固化剂的掺混设备、第二传送设备、带有烘干排气系统的烘干系统、以及带有进气系统的锅炉；第一传送设备将贮存池内存储的油泥砂运送到掺混设备，掺混设备将油泥砂与固化剂进行掺混固化，掺混设备通过第二传送设备将掺混固化后的油泥砂与固化剂运送到烘干系统，烘干系统将掺混固化后的油泥砂与固化剂中的水分进行蒸发；烘干系统内产生的废气通过烘干排气系统排出，然后通过管路输送给进气系统输入给锅炉。本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

油泥砂固化仿煤燃料系统及工艺

技术领域

本发明涉及油泥砂固化仿煤燃料系统及工艺。

背景技术

油泥砂是在油田生产活动中产生的混合物，主要来源于原油开采、集输及处理过程的各个环节，是被原油及其它有机物污染了的泥、砂、水混合物。由于油泥砂所含的烃类物质对环境危害较大，被列入《国家危险废物名录》中的危险废物071-001-08项，危险特性为T、L（有毒、易燃）。各大油田采油厂每年均有大量油泥砂产出，由于危废不得随意处置和转运，越积越多的油泥砂已经不同程度的影响到油田的正常生产。

目前国内外对油泥砂的无害化处置技术研究尚在摸索阶段，尚无处理彻底而且经济可行的成熟工艺。国外油泥砂处理研究方向大致可分为堆存、固化、掩埋、回注、分离、生物、焚烧7种方法。国内油泥砂处置行业近5年来刚刚起步，油泥砂无害化处理的技术指标要求主要是处理后的水和固体物含油小于千分之三，目前处理多采用转炉蒸馏；如国内某油田蒸馏萃取后将油泥砂进行“油”、“水”、“渣”三相分离，萃取分离工艺的直接成本高达1200元/吨，处理后的废水和残渣含油量均在1-2%，且处理一吨油泥砂产生6吨含油废水，依旧无法达标。因此，目前需要一种技术可行、经济、环保的油泥砂处理工艺。CN105505509A-应用含油污泥的复合燃料及其制备方法、CN104556601B-油田钻井污泥综合利用方法、CN101318748B-一种用于油气田钻采废液集中处理的工艺技术、CN1480684-采油油泥砂无害化处理技术等专利虽然公开油泥砂的处理利用方案，但是上述方案工艺复杂，处理效果差，成本极为高昂，不适合大规模推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种技术可行、成本低廉、满足国家环保要求的油泥砂处理、再利用的油泥砂固化仿煤燃料系统及工艺；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种油泥砂固化仿煤燃料系统，包括用于存储炼油厂内油泥砂的贮存池、第一传送设备、加入有固化剂的掺混设备、第二传送设备、带有烘干排气系统的烘干系统、以及带有进气系统的锅炉；

第一传送设备将贮存池内存储的油泥砂运送到掺混设备，掺混设备将油泥砂与固化剂进行掺混固化，掺混设备通过第二传送设备将掺混固化后的油泥砂与固化剂运送到烘干系统，烘干系统将掺混固化后的油泥砂与固化剂中的水分进行蒸发；烘干系统内产生的废气通过烘干排气系统排出，然后通过管路输送给进气系统输入给锅炉。

作为上述技术方案的进一步改进：

当贮存池内存储的油泥砂粘度在50万厘泊以下时候，第一传送设备为单螺杆泵抽；当贮存池内存储的油泥砂粘度在50万厘泊以上时候，第一传送设备为挖掘机。

固化剂包括水泥、粉煤灰、膨润土、氯化镁、硅酸钠，其各组分对应的重量配比为5：5：30：2：8。

第二传送设备为传送带或车载运输设备；掺混设备为搅拌罐。

还包括用于将烘干系统内固化后的油泥砂仿煤燃料运送给锅炉的第三传送设备。

第三传送设备为传送带或车载运输设备。

锅炉分别连接有烟气处理系统、废渣处理系统、和/或供热系统。

一种油泥砂固化仿煤燃料工艺，借助上述的系统，其包括以下步骤：

步骤a：油泥砂的存储，将炼油厂内的油泥砂存放到贮存池中；

步骤b 固化剂的制备，将水泥、粉煤灰、膨润土、氯化镁、硅酸钠按照重量配比为5：5：30：2：8进行混合；

步骤c：油泥砂与固化剂掺混，首先，将步骤a中的油泥砂与步骤b中的固化剂按照重量比1：4加入掺混设备；然后，将掺混设备对油泥砂与固化剂进行掺混；

步骤d：烘干处理，首先，将掺混后的油泥砂与固化剂运送到烘干系统；烘干系统对掺混后的油泥砂与固化剂进行烘干，直至水分含水率降低至15%-25%，形成油泥砂仿煤燃料。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤d中，烘干产生的废气通过进气系统进入锅炉；

步骤e：将步骤d中油泥砂仿煤燃料与燃煤掺混，燃煤占掺混总质量的25%-35%；将掺混后的油泥砂仿煤燃料与燃煤送入锅炉燃烧；

步骤f：步骤d中的烘干产生的废气与锅炉燃烧产生的废气通过烟气处理系统处理后排出和/或锅炉燃烧产生的热量通过供热系统供热和/或锅炉燃烧产生的废渣通过废渣处理系统处理。

步骤d的烘干温度为90-95℃，烘干时长为14-16小时。 相比于现有技术，本专利不需要预先进行三相分离，从而简化工艺，降低成本，提高了燃烧值，降低了燃煤用量，油泥砂固化仿煤燃料降低了对燃煤的需求，本专利的固化剂成本低廉，原料广泛，降低了处理成本。本专利烘干效率高，实现封闭无害无污染处理废油，避免了废油的二次收集净化处理。

在实际使用的时候，由于锅炉产生的热能与废渣利用产生巨大收益，在使用本系统与工艺之后3-5内即可实现成本收益，实现二次盈利，这是现有油泥砂技术所不具备的优点之一，从而可以实现大规模推广。

本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中：1、贮存池；2、第一传送设备；3、掺混设备；4、固化剂；5、第二传送设备；6、烘干系统；7、烘干排气系统；8、进气系统；9、锅炉；10、烟气处理系统；11、废渣处理系统；12、供热系统。

具体实施方式

为了实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下：

如图1所示，本实施例的油泥砂固化仿煤燃料系统，包括用于存储炼油厂内油泥砂的贮存池1、第一传送设备2、加入有固化剂4的掺混设备3、第二传送设备5、带有烘干排气系统7的烘干系统6、以及带有进气系统8的锅炉9；

第一传送设备2将贮存池1内存储的油泥砂运送到掺混设备3，掺混设备3将油泥砂与固化剂4进行掺混固化，掺混设备3通过第二传送设备5将掺混固化后的油泥砂与固化剂4运送到烘干系统6，烘干系统6将掺混固化后的油泥砂与固化剂4中的水分进行蒸发,从而制备得到了油泥砂固化仿煤燃料。

烘干系统6内产生的废气通过烘干排气系统7排出，然后通过管路输送给进气系统8输入给锅炉9，通过管路使得烘干与锅炉共用一套烟气处理设备，降低了成本，节约了资金，同时通过锅炉对废气进行燃烧，从而实现对废气的预处理，降低了烟气处理设备的工作负荷，提高了废气利用率，由于废气进入锅炉的时候，本来带有温度，提高了锅炉的燃烧值，降低了锅炉燃烧的损耗，节能环保，绿色经济。

烘干后的油泥砂固化仿煤燃料，可以作为储备燃料燃烧，本专利不需要进行水油分离，省去了分离装置，降低了成本，通过利用废油进行燃烧，提高了油泥砂固化仿煤燃料的燃点，使得其燃烧更加充分，降低了对燃煤的依赖。

简单地说，通过传送设备实现各个工序设备之间的物料的中转运送。本申请

当贮存池1内存储的油泥砂粘度在50万厘泊以下时候，第一传送设备2为单螺杆泵抽；当贮存池1内存储的油泥砂粘度在50万厘泊以上时候，第一传送设备2为挖掘机。

固化剂4包括水泥、粉煤灰、膨润土、氯化镁、硅酸钠，其各组分对应的重量配比为5：5：30：2：8。相比于传统的固化剂，原料来源广泛，成本低廉，仅仅掺混即可，固化效果好，而本配比具有最优的、意想不到的效果。

第二传送设备5为传送带或车载运输设备；掺混设备3为搅拌罐。

还包括用于将烘干系统6内固化后的油泥砂仿煤燃料运送给锅炉9的第三传送设备13。

第三传送设备为传送带或车载运输设备13。

锅炉9分别连接有烟气处理系统10、废渣处理系统11、和/或供热系统12。

本实施例的油泥砂固化仿煤燃料工艺，借助于上述的系统，其包括以下步骤：

步骤a：油泥砂的存储，将炼油厂内的油泥砂存放到贮存池1中；

步骤b 固化剂4的制备，将水泥、粉煤灰、膨润土、氯化镁、硅酸钠按照重量配比为5：5：30：2：8进行混合；

步骤c：油泥砂与固化剂掺混，首先，将步骤a中的油泥砂与步骤b中的固化剂4按照重量比1：4加入掺混设备3；然后，将掺混设备3对油泥砂与固化剂4进行掺混；

步骤d：烘干处理，首先，将掺混后的油泥砂与固化剂4运送到烘干系统6；烘干系统6对掺混后的油泥砂与固化剂4进行烘干，直至水分含水率降低至15%-25%，形成油泥砂仿煤燃料。

在步骤d中，烘干产生的废气通过进气系统8进入锅炉9；

步骤e：将步骤d中油泥砂仿煤燃料与燃煤掺混，燃煤占掺混总质量的25%-35%；将掺混后的油泥砂仿煤燃料与燃煤送入锅炉9燃烧；

步骤f：步骤d中的烘干产生的废气与锅炉9燃烧产生的废气通过烟气处理系统10处理后排出和/或锅炉9燃烧产生的热量通过供热系统12供热和/或锅炉9燃烧产生的废渣通过废渣处理系统11处理。

步骤d的烘干温度为90-95℃，烘干时长为14-16小时，当然烘干时间越长，脱水效果越好。

具体地说，结合国内油田生产工艺现状，本发明采用将油泥砂脱水固化，将油吸附到残渣上保留下来，利用其中油量的热值焚烧处理的技术方案，以达到油泥砂处理和再利用的目的。

虽然油泥砂中含有一定的原油量的热值可以利用，但由于油泥砂高含水量（60%～90%）、高黏稠度的特性，直接进入锅炉长期燃烧会大大影响锅炉的燃烧效率和锅炉寿命。本专利先将油泥砂脱粘、脱水后方可长期稳定处理油泥砂，脱粘使得油泥砂可以粉碎后和燃煤充分混合，满足锅炉的焚烧工艺基本要求；脱水则能提高油泥砂的热值，解决油泥砂值得烧的问题。掺入燃煤中用作燃煤锅炉燃料，利用锅炉的烟气处理系统处理焚烧产生的废气，确保排放废气达标，废渣按现行的燃煤废渣的处理方式，可用于建材或绿化。达到了综合利用无害化处理的目的，同时减少了油田燃煤消耗量，节约了能源。该技术方案具体如下：

本发明工艺流程主要包括油泥砂和固化剂原材料制备与掺混、油泥砂烘干、油泥砂仿煤燃料燃烧利用三大部分，具体工艺流程如下：

1、油泥砂材料准备：炼油厂内油泥砂一般专门存放于贮存池内，需要将其取出装入掺混设备。油泥砂具有很强的粘稠性，粘度最高可达100万厘泊以上；其中，对于粘度在50万厘泊以下的油泥砂可直接采用单螺杆泵抽吸装填，对粘度在50万厘泊以上的油泥砂采用小型挖掘机与大型挖掘机配合的方式挖填。

2、固化剂制备：固化剂组分为水泥、粉煤灰、膨润土、氯化镁、硅酸钠，各组分对应的重量配比为5：5：30：2：8，各组分按重量配比组成后加入掺混设备并搅拌均匀。

3、油泥砂与固化剂掺混：为减少油泥砂倒运次数，掺混设备（优选搅拌罐）可就近设置于油泥砂贮存池附近，将油泥砂和固化剂填入掺混设备，固化剂添加比例为20%，油泥砂为80%，利用掺混设备掺拌均匀。油泥砂材料装填方法如第1条中所述。

4、烘干：油泥砂与固化剂掺混后，为加快降低含水率速度，需在烘干系统（例如烘干房）进行烘干处理。为方便后期油泥砂仿煤燃料的锅炉利用，烘干系统宜建设锅炉系统附近。掺混后的油泥砂可采用传送带或车载形式运送至烘干系统，烘干时温度宜控制在90-95℃，烘干时长宜为16小时，烘干后产品即为“油泥砂仿煤燃料”。烘干过程产生的废气通过烘干排气系统输送至锅炉进气系统，随同锅炉烟气一同处理。

5、油泥砂燃烧利用：油泥砂仿煤燃料的含水率已降低至15%-25%，可通过传送带或车载形式运至燃煤储存处，按25%-35%比例掺入燃煤中，随后进入锅炉燃烧供给热能。油泥砂仿煤燃料燃烧过程中产生的污染物通过锅炉烟气处理系统处理合格后排放于大气。煤及油泥砂仿煤燃料燃烧后废渣按现行的燃煤废渣的处理方式，可用于建材制造或绿化工程。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种油泥砂固化仿煤燃料系统，其特征在于：包括用于存储炼油厂内油泥砂的贮存池(1)、第一传送设备(2)、加入有固化剂(4)的掺混设备(3)、第二传送设备(5)、以及带有烘干排气系统(7)的烘干系统(6)；贮存池(1)与掺混设备(3)通过第一传送设备(2)工序连接，掺混设备(3)与烘干系统(6)通过第二传送设备(5)工序连接；

第一传送设备(2)将贮存池(1)内存储的油泥砂运送到掺混设备(3)，掺混设备(3)将油泥砂与固化剂(4)进行掺混固化，掺混设备(3)通过第二传送设备(5)将掺混固化后的油泥砂与固化剂(4)运送到烘干系统(6)，烘干系统(6)将掺混固化后的油泥砂与固化剂(4)中的水分进行蒸发。

2.根据权利要求1所述的油泥砂固化仿煤燃料系统，其特征在于: 还包括带有进气系统(8)的锅炉(9)；烘干系统(6)内产生的废气通过烘干排气系统(7)排出，然后通过管路输送给进气系统(8)输入给锅炉(9)。

3.根据权利要求1所述的油泥砂固化仿煤燃料系统，其特征在于当贮存池(1)内存储的油泥砂粘度在50万厘泊以下时候，第一传送设备(2)为单螺杆泵抽；当贮存池(1)内存储的油泥砂粘度在50万厘泊以上时候，第一传送设备(2)为挖掘机:。

4.根据权利要求1所述的油泥砂固化仿煤燃料系统，其特征在于: 固化剂(4)的组分包括水泥、粉煤灰、膨润土、氯化镁、以及硅酸钠，其各组分对应的重量配比为5：5：30：2：8。

5.根据权利要求1所述的油泥砂固化仿煤燃料系统，其特征在于: 还包括用于将烘干系统(6)内固化后的油泥砂仿煤燃料运送给锅炉(9)的第三传送设备（13）。

6.根据权利要求5所述的油泥砂固化仿煤燃料系统，其特征在于: 第二传送设备(5)为传送带或车载运输设备；掺混设备(3)为搅拌罐；第三传送设备为传送带或车载运输设备（13）。

7.根据权利要求6所述的油泥砂固化仿煤燃料系统，其特征在于: 锅炉(9)分别连接有烟气处理系统(10)、废渣处理系统(11)、和/或供热系统(12)。

8.一种油泥砂固化仿煤燃料工艺，其特征在于:借助于权利要求1-8任一项所述的系统，其包括以下步骤：

步骤a：油泥砂的存储，将炼油厂内的油泥砂存放到贮存池(1)中；

步骤b 固化剂(4)的制备，将水泥、粉煤灰、膨润土、氯化镁、硅酸钠按照重量配比为5：5：30：2：8进行混合；

步骤c：油泥砂与固化剂掺混，首先，将步骤a中的油泥砂与步骤b中的固化剂(4)按照重量比1:4加入掺混设备(3)；然后，将掺混设备(3)对油泥砂与固化剂(4)进行掺混；

步骤d：烘干处理，首先，将掺混后的油泥砂与固化剂(4)运送到烘干系统(6)；烘干系统(6)对掺混后的油泥砂与固化剂(4)进行烘干，直至水分含水率降低至15%-25%，形成油泥砂仿煤燃料。

9.根据权利要求8所述的油泥砂固化仿煤燃料工艺，其特征在于:在步骤d中，烘干产生的废气通过进气系统(8)进入锅炉(9)；

步骤e：将步骤d中油泥砂仿煤燃料与燃煤掺混，燃煤占掺混总质量的25%-35%；将掺混后的油泥砂仿煤燃料与燃煤送入锅炉(9)燃烧；

步骤f：步骤d中的烘干产生的废气与锅炉(9)燃烧产生的废气通过烟气处理系统(10)处理后排出和/或锅炉(9)燃烧产生的热量通过供热系统(12)供热和/或锅炉(9)燃烧产生的废渣通过废渣处理系统(11)处理。

10.根据权利要求9所述的油泥砂固化仿煤燃料工艺，其特征在于:步骤d的烘干温度为90-95℃，烘干时长为14-16小时。