CN107935336A - 一种热脱附无害化处理污油泥方法及其处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田污油泥处理技术领域，本发明提供了一种热脱附无害化处理污油泥系统及其处理方法，该系统能够在负压、绝氧条件下，对含油污泥进行间接加热处理，提高污油泥热脱附效率30％以上，并且便于运输和快速安装。

Description

一种热脱附无害化处理污油泥方法及其处理系统

技术领域

本发明属于油田污油泥处理技术领域，特别涉及一种热脱附无害化处理污油泥方法及其处理系统。

背景技术

目前，由于油田开发、石油炼制过程、运输、使用、贮存以及含油污水处理等一系列过程中都会产生含油污泥，含油污泥堆放或填埋占用大量耕地的同时污染周边环境，所产生的有毒物质会随动植物吸收富集、食物链传递而最终危害人类健康。同时，污油泥中含油量较高，是废物中的宝贵资源，如果不进行回收，会造成较大的资源浪费。目前，按照国家环保要求，油田污油泥处理后残渣必须达到石油烃总量≤0.3％，灰渣浸出液检测无有毒有害物质及重金属，符合《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)中有关规定；单一的采用如热化学处理、溶剂处理、离心法处理工艺已不能达到其标准要求。

热脱附技术是处理污油泥的有效技术之一，该技术是通过热脱附装置直接或间接加热，将污油泥进行热分解处理，使得油泥中水份蒸发，有机物发生热解，挥发成气态的热脱附气，并将热解气进行冷凝、收集，热脱附不凝气经处理回燃，处理后的灰渣可综合利用。

目前，已有采用热脱附技术对污油泥进行处理，但存在加热炉体分布不合理，热效率不高，设备复杂，体积庞大，运行成本高，处理规模较小，不便于运输和安装，污油泥存在二次污染等缺点。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的种种问题，本发明提供了一种热脱附无害化处理污油泥系统，该系统能够在负压、绝氧条件下，对含油污泥进行间接加热处理，提高污油泥热脱附效率30％以上，并且便于运输和快速安装。

本发明的技术方案如下：

一种热脱附无害化处理污油泥系统，包括热脱附装置、真空泵组、氮气保护装置、上电动锁气器、下电动锁气器。

其中，所述热脱附装置是热脱附无害化处理污油泥系统的主体，包括上框架、下框架、上筒体、下筒体、燃烧室，螺旋输送器，

所述上筒体和下筒体轴向呈水平上下排列，端面排列呈垂直向33°夹角分布，

所述上筒体和下筒体外设有环形空间通道的烟气管，烟气管上设有烟气管口，

所述上筒体、下筒体烟气管两端下方分别设有支架，其中左端支架上设有半圆法兰，燃烧室下方也设有支架，其中，上筒体通过支架放置在上框架上，下筒体和燃烧室通过支架放置在下框架上，上筒体和下筒体上各设有一个热脱附气排出管口，

所述上筒体和下筒体上分别设有物料进口和物料出口，上筒体和下筒体之间具有物料管道连接，

所述上筒体和下筒体上分别设有烟气进口和烟气出口，下筒体的烟气进口与燃烧室进行水平管道连接，下筒体的烟气出口与上筒体的烟气入口管道连接，上筒体、下筒体受热管体长度均不少于6m，

上筒体内部设有螺旋输送器，下筒体内部设有与上筒体反向螺旋输送器，通过电机带动转动链条旋转，螺旋输送器设有螺旋输送轴，螺旋输送轴上有多个叶片，

上筒体左端采用一体轴承座，右端采用活动轴承座结构，下筒体左端采用活动轴承座结构，右端采用一体轴承座结构，上下筒体两端各设有一个水冷座，水冷座内设有填料密封,

燃烧室由炉膛、燃烧器和烟气出口组成

物料进口、出口分别与上电动锁气器、下电动锁气器相连，热脱附气排出管口与真空泵组相连接。

所述上下筒体和燃烧室设置在框架上，采用撬装模块化设计。

本发明还提供了一种热脱附无害化处理污油泥方法，由电机驱动变速器，分别带动转动链条，与上、下筒体内的螺旋输送轴旋转，螺旋输送轴上的叶片搅动油泥沿着物料通道方向运动，天然气在燃烧室燃烧喷出的火焰会产生1200℃高温烟气，高温烟气进入到烟气通道后对上下筒体的物料管内的油泥进行间接加热，使其物料蒸发，脱水，最终由物料通道方向出来的物料再作进一步的处理，而高温气体由烟气通道出去再回收利用。

物料螺旋输送过程中受热时间达到25-30min。

通过电机带动转动链条旋转，转速可调，控制在2r/min～10r/min。

物料传输的方向为从上筒体一端，经螺旋推进器送入上筒体另一端，经上筒体物料管出口入下筒体物料入口，再经其内腔螺旋输送器送入下筒体另一端，从物料出口、电动锁气器排出。

采用天然气作为燃料，经燃烧器燃烧在炉膛内产生的高温烟气，高温烟气的运动方向为烟气出口、下筒体烟气管到上筒体烟气管。

热脱附装置所产生的热解气混合物通过真空泵负压吸附形式，将热解气混合物吸入冷凝处理系统，保证真空度不低于100kpa。

氮气保护装置气体出口直接与热解脱附腔相连通，一旦系统内形成正压或含氧量超标，通过氮气作为保护气充入上筒体、下筒体中。

本发明的有益技术效果如下：

1)设置成物料方向从上筒体到下筒体，而烟气方向为从下筒体到上筒体的型式，优化了筒体内部的受热分布，上筒体适合油泥的干燥和预热，下筒体则起到加热分解油泥的作用，布局合理；

2)采用上下筒体轴向呈水平排列，垂直向排列成一定角度，热脱附气通道垂直于上筒体、下筒体，使排气通道不易堵塞；燃烧室与下筒体水平的排布方式，能够充分利用撬体的空间，并方便于热脱附气出口管汇的连接；

3)上下筒体内设有烟气管和物料管，其烟气管和物料管设计为一体，烟气管外部采用隔热保温涂料进行保温，其环形空间通道可对其物料管内的油泥进行充分的加热，提高烟气的使用效率；

4)螺旋输送轴采用有轴螺旋，两端由轴承支撑，可增加连续输送的稳定性；

5)上下筒体在物料输送的尾端的轴承座上采用圆锥滚子轴承，使螺旋输送轴在输送物料过程中受到拉力作用，轴会伸直，避免叶片对物料管壁的刮碰；

6)上下筒体的油泥输送的首端采用活动轴承座，烟气管和物料管受热伸长后可使活动轴承座产生相对移动，避免对筒体受热伸长对筒体产生破坏；

7)上下筒体的烟气管的左端都用螺栓通过半圆法兰固定在支架上，防止筒体左端产生移动；

8)螺旋输送轴上设有多个叶片，可以在筒体内搅动油泥，使油泥受热充分，提高分解效率；

9)使用填料密封，可保证筒体的密封性；

10)水冷座可加入冷却液，降低填料密封的温度，增加填料的使用寿命；

11)上下筒体和燃烧室设置在框架上，采用撬装模块化设计，便于运输及快速安装，可在污油泥储存地就地进行污油泥的处理，污油泥不外运，减少二次污染风险。

附图说明

图1为本发明热脱附装置的结构示意图。

图2为本发明上下筒体和燃烧室的结构布置示意图。

图3为本发明上筒体的结构示意图。

图4为本发明下筒体的结构示意图。

图5为本发明一种热脱附无害化处理污油泥系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的热脱附装置包括上框架1、下框架2、上筒体3、下筒体4、燃烧室5。

如图3所示，上筒体包括输入轴3-1、锁紧圆螺母3-2、、一体轴承座3-3、轴承3-4、水冷座3-5、填料密封3-6、中间管板3-7、物料管3-8、烟气管法兰3-9、烟气管3-10、螺旋输送轴-3-11、叶片3-12、叶片支柱3-13、死堵3-14、支架3-15、从动轴3-16、活动轴承座3-17、轴承座法兰3-18、轴承3-19、弹性挡圈3-20。

烟气管3-10左端通过烟气管法兰3-9与物料管3-8连在一起，右端通过死堵3-14连在一起，这样保证烟气管3-10和物料管3-8作为一个整体，烟气管口B2、B3设置在烟气管3-10上，物料管口A1、A2和热脱附气管口C1设置在物料管3-8上，螺旋输送轴3-11为空心轴，与输入轴3-1和从动轴3-16连接在一起组成旋转轴组件，其作用是输送物料，螺旋输送轴3-11上设有多个叶片3-12，其叶片串联在一起，其旋向为右旋，螺旋输送的方式为从右向左，其叶片支柱3-13设置在叶片右端，螺旋轴组件穿进物料管3-8内，一体轴承座3-3与中间管板3-7和物料管3-8左端通过螺栓连接在一起，轴承3-4套入输入轴内并设置在轴承座3-3内，并由锁紧圆螺母3-2固定住，中间管板3-7上连接有水冷密封座3-5，水冷座内装有填料密封3-6，其内部接入冷却液，工作时可降低填料的温度，增长填料的使用寿命，其水冷座3-5内部设有填料密封3-6，保证输入轴与中间管板的密封性。轴承座法兰3-18与中间管板3-7和物料管3-8右端通过螺栓连接在一起，活动轴承座3-17设置在轴承座法兰3-18内，当烟气管受热伸长时，活动轴承座3-17可以在其内部滑动，抵消其热伸长，轴承3-19套入从动轴内并设置在活动轴承座3-17内，并由弹性挡圈3-20固定。

如图4所示，下筒体采用的结构跟图3基本一样，不同的是其包括输入轴4-1、物料管4-2、烟气管4-3、螺旋输送轴4-4、从动轴4-5。

下筒体的结构与上筒体大部分结构相同，烟气管4-3左端通过烟气管法兰与物料管4-2连在一起，右端通过死堵连在一起，使烟气管4-3和物料管4-2作为一个整体，烟气管口B1、B2设置在烟气管4-3上，物料管口A2、A3和热脱附气管口C2设置在物料管4-2上，螺旋输送轴4-4与输入轴4-1和从动轴4-5连接在一起组成旋转轴组件，螺旋输送轴4-4上叶片旋向为右旋，螺旋输送的方式为从左向右，其叶片支柱设置在叶片左端，螺旋轴组件穿进物料管4-2内，根据物料输送方向的变化，轴承座放置位置与上筒体不同，一体轴承座位置放在筒体的右端，活动轴承座和轴承座法兰放置在筒体的左端，中间管板上连接有水冷密封座。

如图2所示，对于上下筒体，上筒体3和下筒体4上下成一定角度排列，燃烧室5与下筒体4水平排列，上下筒体烟气管两端下方分别设有支架，并通过支架设置在框架上，其中左端支架上设有半圆法兰，上下筒体的左端可通过半圆法兰固定，防止筒体的移动。

由图5所示一种热脱附无害化处理污油泥系统由热脱附装置、真空泵组6、氮气保护装置7、上电动锁气器8、下电动锁气器9组成。

如附图所示，本发明包括三个介质通道：

一是烟气通道，其烟气为由燃烧室、与下筒体连接管B1，经下筒体的环形空间通道、管口B2，再经上筒体的环形空间通道、管口B3传输；

二是物料通道，其物料方向为由管口A1相连接的上电动锁气器、管口A1、上筒体内腔通道、管口A2、下筒体内腔通道、管口A3方向和与管口A3相连接的下电动锁气器传输；

三是热脱附气通道，在物料管内加热油泥后产生的气体会分别通过上筒体、下筒体一端的内腔物料通道由管口C1、管口C2由真空泵组负压抽出，进入其他装置，比如除尘冷凝装置。

本系统由电机驱动变速器，分别带动转动链条，与上、下筒体内的螺旋输送轴旋转，螺旋输送轴上的叶片搅动油泥沿着物料通道方向运动，天然气在燃烧室5燃烧喷出的火焰会产生1200℃高温烟气，高温烟气进入到烟气通道后对上下筒体的物料管内的油泥进行间接加热，使其物料蒸发，脱水，最终由物料通道方向出来的物料再作进一步的处理，而高温气体由烟气通道出去再回收利用。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的设计作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明在现有技术的基础上通过编辑、借鉴、试验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热脱附无害化处理污油泥的热脱附装置，其特征在于，包括上框架、下框架、上筒体、下筒体、燃烧室，螺旋输送器，

所述上筒体和下筒体轴向呈水平上下排列，端面排列呈垂直向33°夹角分布，

所述上筒体和下筒体外设有环形空间通道的烟气管，烟气管上设有烟气管口，

所述上筒体、下筒体烟气管两端下方分别设有支架，其中左端支架上设有半圆法兰，燃烧室下方也设有支架，其中，上筒体通过支架放置在上框架上，下筒体和燃烧室通过支架放置在下框架上，上筒体和下筒体上各设有一个热脱附气排出管口，

所述上筒体和下筒体上分别设有物料进口和物料出口，上筒体和下筒体之间具有物料管道连接，

所述上筒体和下筒体上分别设有烟气进口和烟气出口，下筒体的烟气进口与燃烧室进行水平管道连接，下筒体的烟气出口与上筒体的烟气入口管道连接，上筒体、下筒体受热管体长度均不少于6m，

上筒体内部设有螺旋输送器，下筒体内部设有与上筒体反向螺旋输送器，通过电机带动转动链条旋转，螺旋输送器设有螺旋输送轴，螺旋输送轴上有多个叶片。

2.如权利要求1所述的一种热脱附无害化处理污油泥的热脱附装置，其特征在于，上筒体左端采用一体轴承座，右端采用活动轴承座结构，下筒体左端采用活动轴承座结构，右端采用一体轴承座结构，上下筒体两端各设有一个水冷座，水冷座内设有填料密封。

3.如权利要求2所述的一种热脱附无害化处理污油泥的热脱附装置，其特征在于，所述燃烧室由炉膛、燃烧器和烟气出口组成。

4.如权利要求3所述的一种热脱附无害化处理污油泥的热脱附装置，其特征在于，所述上下筒体和燃烧室设置在框架上，采用撬装模块化设计。

5.一种包括权利要求4所述热脱附装置的热脱附无害化处理污油泥系统，其特征在于，还包括真空泵组、氮气保护装置、上电动锁气器、下电动锁气器，所述物料进口、出口分别与上电动锁气器、下电动锁气器相连，热脱附气排出管口与真空泵组相连接。

6.一种使用权利要求5所述的热脱附无害化处理污油泥系统进行热脱附无害化处理污油泥方法，其特征在于，由电机驱动变速器，分别带动转动链条，与上、下筒体内的螺旋输送轴旋转，螺旋输送轴上的叶片搅动油泥沿着物料通道方向运动，天然气在燃烧室燃烧喷出的火焰会产生1200℃高温烟气，高温烟气进入到烟气通道后对上下筒体的物料管内的油泥进行间接加热，使其物料蒸发，脱水，热脱附装置所产生的热解气混合物通过真空泵负压吸附形式，将热解气混合物吸入冷凝处理系统，保证真空度不低于100kpa，氮气保护装置气体出口直接与热解脱附腔相连通，一旦系统内形成正压或含氧量超标，通过氮气作为保护气充入上筒体、下筒体中，最终由物料通道方向出来的物料再作进一步的处理，而高温气体由烟气通道出去再回收利用。

7.如权利要求6所述的热脱附无害化处理污油泥方法，其特征在于，物料螺旋输送过程中受热时间达到25-30min。

8.如权利要求7所述的热脱附无害化处理污油泥方法，其特征在于，通过电机带动转动链条旋转，转速可调，控制在2r/min～10r/min。

9.如权利要求6所述的热脱附无害化处理污油泥方法，其特征在于，所述物料通道为从上筒体一端，经螺旋推进器送入上筒体另一端，经上筒体物料管出口入下筒体物料入口，再经其内腔螺旋输送器送入下筒体另一端，从物料出口、电动锁气器排出。

10.如权利要求6所述的热脱附无害化处理污油泥方法，其特征在于，采用天然气作为燃料，经燃烧器燃烧在炉膛内产生的高温烟气，所述烟气通道为烟气出口、下筒体烟气管到上筒体烟气管。