CN107777847A - 油泥无害化、资源化、一体化处理的方法 - Google Patents

Abstract

一种油泥无害化、资源化、一体化处理方法，本发明属于油泥处理技术领域，其特征在于：将油泥送入温度热裂解装置中进行初步裂解，初步裂解后的油泥残渣送入二次热裂解装置中进行深度裂解，并充分利用二次热裂解装置消纳上游处理工序中产生的二次污染物，且应用二次热裂解装置产生的热烟气优化上游处理工序，本发明在焚烧法的基础上新增了二次热裂解装置，将焚烧过程中产生的废物进行回收利用，目的是提供一种油泥无害化、资源化、一体化处理方法，达到减少油泥的含油量，并且使整个过程无二次污染产生的效果。

Description

油泥无害化、资源化、一体化处理的方法

技术领域：

本发明属于油泥处理技术领域，具体涉及油泥无害化、资源化、一体化处理方法。

技术背景：

随着石油开采量日益增加，油泥对环境的危害日趋严重，据估计全国各大油田产生的油泥每年将高达上百万吨，导致大量原油沉积在油泥中，造成了石油资源的巨大浪费，同时长期堆埋将对周边环境造成严重危害。为对油泥无害化处理，常采用以下几种方式：

(1)简单处理

将含油污泥直接填埋或固化后填埋。这种方法既浪费了其中的宝贵能源，还有可能导致环境污染。

(2)萃取法

利用“相似相溶”原理，选择一种合适的有机溶剂作萃取剂，将含油污泥中的原油回收利用的方法。利用多级分离萃取加一级热洗方法处理含油污泥，处理后污泥可达到农用污泥排放标准，化学药剂可循环使用。由于萃取剂价格昂贵，而且在处理过程中有一定的损失，所以萃取法成本高，还没有实际应用于炼厂含油污泥处理。

(3)焚烧法

经过预先脱水浓缩预处理后的含油污泥，送至焚烧炉进行焚烧，温度800～850℃，经30分钟焚烧即可完毕，焚烧后的灰渣需进一步处理。焚烧过程中产生了二次污染，浪费了宝贵资源。

(4)生物法

含油污泥的生物处理技术主要有地耕法、堆肥处理法和污泥生物反应器法。主要是利用微生物将含油污泥中的石油烃类降解为无害的土壤成份。土地耕作法和堆肥法需大面积土地，生物反应器法仍有废渣排放，且处理时间长，操作复杂。

(5)物理化学处理

各类物理化学处理方法多以回收原油为目的，采用物理机械设备对油泥脱水、干燥、裂解等，得到油品和可燃气体等。这类处理方法由于回收不彻底，存在废水和废渣二次污染物问题，仍需考虑进一步处理或综合利用。

发明内容：

基于上述现状，本发明在焚烧法的基础上新增了二次热裂解装置，将焚烧过程中产生的废物进行回收利用，目的是提供一种油泥无害化、资源化、一体化处理方法，达到减少油泥的含油量，并且使整个过程无二次污染产生的效果。

一种油泥无害化、资源化、一体化处理方法，其特征在于：将油泥送入温度热裂解装置中进行初步裂解，初步裂解后的油泥残渣送入二次热裂解装置中进行深度裂解，并充分利用二次热裂解装置消纳上游处理工序中产生的二次污染物，且应用二次热裂解装置产生的热烟气优化上游处理工序，其具体的方法步骤为：

(a)将油泥送入预处理装置处理后得到油渣和废水，其中所述油渣送入温度热裂解装置的反应炉中，所述废水送入二次热裂解装置的反应炉中；

(b)将油渣送入温度热裂解装置进行初步裂解处理后得到油品、油泥残渣、废水和热解气，其中所述油泥残渣送入二次热裂解装置的反应炉中，所述废水送入二次热裂解装置的反应炉中，所述热解气送入二次热裂解装置的辅助燃烧系统中；

(c)将油泥残渣送入二次热裂解装置，所述热解气在辅助燃烧系统中点燃后，燃烧着送进反应炉中；所述废水送入二次热裂解装置中回喷在油泥残渣中，在二次热裂解装置中进行深度裂解处理后得到少油残渣和热烟气；

(d)所述热烟气为油泥预处理装置和或温度热裂解装置供热。

采用上述方法，预处理装置和温度热裂解装置处理后的油泥残渣、废水、热解气进入二次热裂解装置中深度裂解，不直接排放，对环境无二次污染，利用二次热裂解装置反应产生的热烟气对上游需要供热的装置进行余热利用，避免了能源的浪费。

更进一步的技术方案，是二次热裂解装置包括反应炉、辅助燃烧系统、炉膛配风系统和热烟气系统,其深度裂解具体方法为：

油泥残渣送入反应炉经过干燥、燃烧、燃尽的过程得到含油量低于1％的少油残渣后排放；

辅助燃烧系统为反应炉提供热源，起到辅助油泥残渣充分裂解燃烧的作用；

通过炉膛配风系统调控反应炉内的配风情况，强化炉内空气扰动，确保热烟气在高温环境停留时间大于等于2秒，使二噁英充分分解；

反应炉内产生的热烟气经过热烟气系统处理后为油泥预处理装置和或温度热裂解装置供热。

更进一步的技术方案是，所述辅助燃烧系统包括燃烧装置、配风系统、燃料系统、热解气系统、供氧系统和制氧系统；其中燃料系统和热解气系统均可为燃烧装置提供燃烧能源，优先使用热解气系统作为供能；所述配风系统用作为辅助燃烧系统内的燃烧提供配风；所述制氧系统及供氧系统用作提供燃烧所需要的氧气，所有供料在燃烧装置内燃烧后，再送入反应炉内，起到辅助油泥残渣充分裂解燃烧的作用。

采用上述方法，辅助燃烧系统为反应炉提供热量，使反应炉保持高温，从而减少二噁英等有害气体的生成；也可保证反应炉上的油泥残渣，废水的燃烧，使他们能够进行裂解，热解气进行燃烧，可以节省燃烧装置的能源消耗。在辅助燃烧系统中加入氧气可使油泥残渣燃烧得更加充分。

更进一步的技术方案，所述废水在送入二次热裂解装置前还经过液体浓缩装置进行浓缩。

采用上述方法，将水蒸气蒸发，废水中含有的杂质留下，喷入反应炉中进行加热燃烧。

更进一步的技术方案，所述液体浓缩装置由二次热裂解装置内的热烟气进行部分或全部供热。

采用上述方法，能将二次热裂解装置产生的热烟气中的热量进行回收利用，节能环保。

更进一步的技术方案，二次热裂解装置的反应炉是链条式反应炉。

更进一步的技术方案，所述预处理装置包括筛分、脱水和低温干燥功能。

更进一步的技术方案，所述油泥送入预处理装置处理后还得到大固体颗粒，所述大固体颗粒送入二次热裂解装置的反应炉中。

采用上述方法，将大固体颗粒中的可燃物也进行回收利用，不浪费资源。

更进一步的技术方案，二次热裂解装置设有控制系统，该控制系统用于二次热裂解装置的过程控制及数据采集，实时调控辅助燃烧系统，以满足“3T+E”的原则，控制系统的具体控制内容为：

实时监测反应炉内的温度，调节辅助燃烧系统的供应量使反应炉内温度保持在850℃～1000℃之间。

通过调控炉膛配风系统的风量比例大小改变实际湍流强度α，使其达到设计的一次风风量和设计二次风风量计算出理论湍流强度β。

实时监测热烟气含氧量，调控炉膛配风系统，确保裂解后残渣在二次热裂解装置内进一步裂解完全。

实时监测烟气中氮氧化物、硫化物含量，反馈给控制系统中心，调控石灰石掺烧及配风参数，用作还原氮氧化物、硫化物。

采用上述方法，通过控制系统的实时调控风量、氧气量及热解气量，强化炉内残渣裂解，可以确保裂解后少油残渣中含油量低于1％,并有效控制氮氧化物和硫化物的排放，达到排放标准。

本发明的优点在于：

(1)整个过程安全、可控，确保处理后少油残渣含油量低于1％

在二次热裂解装置内，利用富氧热裂解技术，在确保炉内工况稳定、可控的前提下，通过辅助燃料的供应量(如裂解气量，供氧量，配风量)实现可实现对炉内温度的动态调控，确保在高温环境下(850℃～1000℃)，残渣中的油裂解充分，达到排放要求。

(2)整个过程无二次污染产生

A、在预处理及热裂解过程产生的废水，在废水浓缩装置处经浓缩处理后通过在二次热裂解装置内回喷，实现无害化处理，无需另添污水处理设备；

B、在深度裂解过程，利用裂解气，提高炉内温度，通过富氧热裂解技术，实现炉内工况稳定、可控，根据炉内温度等参数，智能调控裂解气量、配风量及氧气量，实现对炉内温度的动态调节，确保炉内温度达到设计要求(850℃≤炉内温度≤1000℃)，同时加强炉内扰动，使高温烟气停留时间充分，从而确保二噁英充分分解，排放达标；

C、当炉内持续处于高温环境(≥850℃)，少油残渣中的重金属呈玻璃化，方便分离出来，真正实现无害化处理，满足回收再利用要求。

附图说明

图1是本发明的实施例1的工艺流程图；

图2是本发明的实施例1的二次热裂解装置部分示意图；

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例一：如图1所示，一种油泥无害化、资源化、一体化处理方法，整个系统按照工艺流程由预处理装置、温度热裂解装置、废水浓缩装置、二次热裂解装置及控制系统组成，其中二次热裂解装置包括反应炉、辅助燃烧系统、炉膛配风系统和热烟气系统。辅助燃烧系统包括燃烧装置、配风系统、燃料系统、热解气系统、供氧系统和制氧系统；其中燃料系统和热解气系统均可为燃烧装置提供燃烧能源，优先使用热解气系统作为供能，燃料系统所供燃料可以是燃煤或燃气等；所述配风系统用作为辅助燃烧系统内的燃烧提供配风；所述制氧系统及供氧系统用作提供燃烧所需要的氧气，所有供料在燃烧装置内燃烧后，再送入反应炉内，起到辅助油泥残渣充分裂解燃烧的作用。油泥经预处理装置脱水、干燥、筛分处理，油渣由快速进料装置进入温度热裂解装置初步裂解。

经预处理装置和温度热裂解装置产生的废水进入废水浓缩装置浓缩后进入二次热裂解装置中回喷。油渣在温度热裂解装置中被裂解为油品、油泥残渣、废水和热解气，其中油泥残渣送入二次热裂解装置的反应炉中，所述废水进入废水浓缩装置浓缩后进入二次热裂解装置中回喷，所述热解气送入二次热裂解装置的辅助燃烧系统中。油泥残渣送入反应炉，经过干燥、燃烧、燃尽过程，残渣含油量达到要求(≤1％)后排放。

辅助燃烧系统为反应炉提供热源，当热解气足量时，使用热解气替代燃料；热解气不够时，向辅助燃烧系统添加燃料；辅助燃烧系统起到辅助油泥残渣充分裂解燃烧的作用；制氧系统及供氧系统为燃烧装置提供燃烧所需要的氧气，氧气与热解气或燃料在燃烧装置中充分混合后，燃烧着进入反应炉，起到辅助油泥残渣充分裂解燃烧的作用。通过炉膛配风系统调控炉内配风情况，强化炉内扰动，确保热烟气在高温环境停留充分大于2秒，二噁英充分分解。

反应炉内产生的热烟气经过热烟气系统处理后为预处理装置、温度热裂解装置或废水浓缩装置供热。热烟气在输送管道中，可以进行保温，减少热量流失。

控制系统与预处理装置、温度热裂解装置及二次热裂解装置实现连动，用于二次热裂解装置的过程控制及数据采集，实时调控辅助燃料输送量、氧气量、配风量及热烟气量，满足“3T+E”(焚烧温度、搅拌混合程度、气体停留时间及过剩空气率合称为焚烧四大控制参数)的原则，其具体方法步骤为：

(1)实时监测反应炉内的温度，调节辅助燃烧系统的供应量使反应炉内温度保持在850℃～1000℃之间。

(2)通过调控炉膛配风系统的风量比例大小改变实际湍流强度α，使其达到设计的一次风风量和设计二次风风量计算出理论湍流强度β。

(3)实时监测热烟气含氧量，调控炉膛配风系统，确保裂解后残渣在二次热裂解装置内进一步裂解完全。

(4)实时监测烟气中氮氧化物、硫化物含量，反馈给控制系统中心，调控石灰石掺烧及配风参数，用作还原氮氧化物、硫化物。

实际湍流比α理论湍流比β的计算公式可以用以下任意一种，

1.实际湍流比α的计算公式是：理论湍流比β的计算公式是：

2.实际湍流比α的计算公式是：理论湍流比β的计算公式是：

其中V_实2是指二次风风量信号测得的实际二次风量，ρ₂是二次风密度，v_实2是实际二次风速度，V_实1是指一次风风量信号测得的实际一次风量，ρ₁是一次风密度，v_实1是实际一次风速度，V_设2是指炉膛设计二次风风量，v_设2是设计二次风速度，V_设1是指炉膛设计一次风风量，v_设1是设计一次风速度。

Claims (9)

1.一种油泥无害化、资源化、一体化处理的方法，其特征在于：将油泥送入温度热裂解装置中进行初步裂解，初步裂解后的油泥残渣送入二次热裂解装置中进行深度裂解，并充分利用二次热裂解装置消纳上游处理工序中产生的二次污染物，且应用二次热裂解装置产生的热烟气优化上游处理工序，其具体的方法步骤为：

(a)将油泥送入预处理装置处理后得到油渣和废水，其中所述油渣送入温度热裂解装置的反应炉中，所述废水送入二次热裂解装置的反应炉中；

(b)将油渣送入温度热裂解装置进行初步裂解处理后得到油品、油泥残渣、废水和热解气，其中所述油泥残渣送入二次热裂解装置的反应炉中，所述废水送入二次热裂解装置的反应炉中，所述热解气送入二次热裂解装置的辅助燃烧系统中；

(c)将油泥残渣送入二次热裂解装置，所述热解气在辅助燃烧系统中点燃后，燃烧着送进反应炉中；所述废水送入二次热裂解装置中回喷在油泥残渣中，在二次热裂解装置中进行深度裂解处理后得到少油残渣和热烟气；

(d)所述热烟气为油泥预处理装置和或温度热裂解装置供热。

2.根据权利要求1所述的油泥无害化、资源化、一体化处理方法，其特征在于：二次热裂解装置包括反应炉、辅助燃烧系统、炉膛配风系统和热烟气系统,其深度裂解具体方法为：

油泥残渣送入反应炉经过干燥、燃烧、燃尽的过程得到含油量低于1％的少油残渣后排放；

辅助燃烧系统为反应炉提供热源，当热解气足量时，使用热解气替代燃料；热解气不够时，向辅助燃烧系统添加燃料；辅助燃烧系统起到辅助油泥残渣充分裂解燃烧的作用；

通过炉膛配风系统调控反应炉内的配风情况，强化炉内空气扰动，确保热烟气在高温环境停留时间大于等于2秒，使二噁英充分分解；

反应炉内产生的热烟气经过热烟气系统处理后为油泥预处理装置和或温度热裂解装置供热。

3.根据权利要求2所述的油泥无害化、资源化、一体化处理方法，其特征在于：所述辅助燃烧系统包括燃烧装置、配风系统、燃料系统、热解气系统、供氧系统和制氧系统；其中燃料系统和热解气系统均可为燃烧装置提供燃烧能源，优先使用热解气系统作为供能；所述配风系统用作为辅助燃烧系统内的燃烧提供配风；所述制氧系统及供氧系统用作提供燃烧所需要的氧气，所有供料在燃烧装置内燃烧后，再送入反应炉内，起到辅助油泥残渣充分裂解燃烧的作用。

4.根据权利要求1-3任一所述的油泥无害化、资源化、一体化处理方法，其特征在于：所述废水在送入二次热裂解装置前还经过液体浓缩装置进行浓缩。

5.根据权利要求4任一所述的油泥无害化、资源化、一体化处理方法，其特征在于：所述液体浓缩装置由二次热裂解装置内的热烟气进行部分或全部供热。

6.根据权利要求1-3任一所述的油泥无害化、资源化、一体化处理方法，其特征在于：二次热裂解装置的反应炉是链条式反应炉。

7.根据权利要求1-3任一所述的油泥无害化、资源化、一体化处理方法，其特征在于：所述预处理装置包括筛分、脱水和低温干燥功能。

8.根据权利要求7所述的油泥无害化、资源化、一体化处理方法，其特征在于：所述油泥送入预处理装置处理后还得到大固体颗粒，所述大固体颗粒送入二次热裂解装置的反应炉中。

9.根据权利要求1所述的油泥无害化、资源化、一体化处理方法，其特征在于：二次热裂解装置设有控制系统，该控制系统用于二次热裂解装置的过程控制及数据采集，实时调控辅助燃烧系统，以满足“3T+E”的原则，控制系统的具体控制内容为：

实时监测反应炉内的温度，调节辅助燃烧系统的供应量使反应炉内温度保持在850℃～1000℃之间；

通过调控炉膛配风系统的风量比例大小改变实际湍流强度α，使其达到设计的一次风风量和设计二次风风量计算出理论湍流强度β；

实时监测热烟气含氧量，调控炉膛配风系统，确保裂解后残渣在二次热裂解装置内进一步裂解完全；

实时监测烟气中氮氧化物、硫化物含量，反馈给控制系统中心，调控石灰石掺烧及配风参数，用作还原氮氧化物、硫化物。