CN108246774B - 一种有机污染物环境保护热解处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有机污染物环境保护热解处理系统，包括：进料系统（1），其对待处理的原料进行预处理；热解系统（2），其对所述待处理的原料进行加热以对所述有机污染物进行热解；所述有机污染物热解生成热解挥发产物，以及热解渣；产品处理系统，其与热解系统（2）相连，对所述热解挥发产物的油、气、水进行分离和处理；出料系统，其与所述热解系统（2）相连，将所述热解渣排出；土壤恢复系统（14），其对排出的所述热解渣进行恢复处理。本发明能够对污染土壤再利用，减少了无机渣土的填埋量；同时热解处理流程短，装置环保性能好，有害物质零排放，从而解决了现有有机污染物处理技术中投资高、运行效果差、经济效益差的问题。

Description

一种有机污染物环境保护热解处理系统及方法

技术领域

本发明属于能源环保技术领域，具体涉及一种有机污染物环境保护热解处理系统及方法，特别是对有机污染物热解处理实现有机物的近零排放，回收其中蕴藏的资源。 背景技术

在石油工业生产过程中，原油散落问题不可避免，造成许多土壤被有机物污染。以往对这类污染没有很好的处理方法，常采用就地深埋或集中堆放等简单方法进行处置，形成越来越多的污染积累，给环境带来沉重的负担，且很容易造成污染的扩散。现有的有机污染土壤处理技术存在效果差、资源浪费、存在环境隐患的问题。因此，通过技术手段将被污染土壤中的有机物变为可利用资源，解决石油工业生产中环境问题是非常重要的课题。

以热解方式脱除被污染土壤中的有机物，可以有效解决土壤有机物污染问题，但是通过热解得到的主要产物，包括热解油、热解气和脱油土，尚未作为有用资源再次利用。

因此，需要设计一种有效利用有机污染物热解后的热解资源的方法，既实现有机物的近零排放，又回收利用其中的资源。 发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种有机污染物环境保护热解处理系统和方法，实现有机污染物的再利用，生产出便于销售的裂解油和裂解气，热解处理后的脱油土疏松、干燥，通过土壤恢复处理可以还原成健康土壤。

为解决上述问题，发明采用的技术方案如下。

本发明在一个方面，提供了一种有机污染物环境保护热解处理系统，包括：

进料系统，其对待处理的原料进行预处理；

热解系统，其对所述待处理的原料进行加热以对所述有机污染物进行热解；所述有机污染物热解生成热解挥发产物，以及热解渣；

产品处理系统，其与热解系统相连，对所述热解挥发产物的油、气、水进行分离和处理；出料系统，其与所述热解系统相连，将所述热解渣排出；

土壤恢复系统，其对排出的所述热解渣进行恢复处理。

优选地，所述的原料的预处理包括原料的破碎、筛选及离心分离。

优选地，所述热解系统包括一热解处理室，以及依次排列于热解处理室外部的微波加热器、红外加热器、电磁加热器，能够以不同方式对原料进行加热处理。

优选地，所述热解系统在热解过程对所述原料加热处理为阶梯式升温，以对多种所述有机污染物分别分离。

优选地，所述的产品处理系统包括：油气水分离器、热解气净化器、储气罐、油水分离器、储油罐、水净化系统。

优选地，所述热解挥发产物经冷凝系统进入油气水分离器进行分离后，得到气相和油水混合物；

所述气相进入热解气净化器净化后导入储气罐内储存；

所述油水混合物经油水分离器分离得到油相与水相；所述油相导入储油罐中，累积足够量后进行后续处理，得到不同性质的成品油；所述水相进入水净化系统，经处理得到可以重复利用的水。

优选地，所述进料系统的外部设有利用余热对原料预加热的装置；

所述出料系统包括余热回收系统，所述热解渣在出料系统内由余热回收系统回收热量后排出，进入土壤恢复系统；回收的热量通过余热回收系统传递给所述进料系统用于原料预热。

另一方面，本发明提供了一种有机污染物环境保护热解处理方法，包括以下步骤：

步骤1，对待处理的原料进行预处理；

步骤2，对所述待处理的原料进行加热以对所述有机污染物进行热解；热解生成的热解挥发产物，以及热解渣；

步骤3，对所述热解挥发产物的油、气、水进行分离和处理；

步骤4，对所述热解渣进行后处理统恢复为健康土壤。

优选地，所述热解过程为阶梯式升温，从而对多种有机污染物分别分离。

优选地，所述热解渣经回收热量后再进行恢复处理，回收的热量用于对待处理的原料预热。

本发明的有益效果如下。

（1）污染土壤的再利用，以减少无机渣土的填埋量，经处理后的不含有机物渣土加上有机肥和绿肥进行回填使用，处理出的燃油可以再利用，有效地利用矿产资源。

（2）热解处理流程短，装置环保性能好，有害物质零排放。

（3）改善了现有有机污染物处理技术中投资高、运行效果差的问题，提高了经济效益。 附图说明

图1为本发明有机污染物环境保护热解处理系统结构简图。

图2为本发明有机污染物环境保护热解处理系统流程图。 具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种有机污染物环境保护热解处理系统，图1为本发明有机污染物环境保护热解处理系统结构简图，图2为本发明有机污染物环境保护热解处理系统流程图。

如图1所示，本发明有机污染物环境保护热解处理系统包括进料系统1、热解系统2、产品处理系统、出料系统6、余热回收系统13、土壤恢复系统14。

进料系统1包括原料预处理系统、原料仓、进料器。所述的原料预处理系统的处理过程包括原料的破碎、筛选及离心分离。进料系统1的外部设有利用余热对原料预加热的装置。

热解系统2设置在一个箱体中，形成热解处理室，微波加热器3、红外加热器4、电磁加热器5依次排列于热解处理室外部，以不同方式对原料进行加热处理。热解系统2与冷凝系统7相连，有机物热解过程中生成的热解挥发产物进入冷凝系统7中。

热解处理室3与出料系统6相连，有机物热解过程中生成的热解渣在出料系统6内由余热回收系统13回收热量后排出，进入到土壤恢复系统14进行恢复处理，回收的热量通过余热回收系统13传递给进料系统1用于原料预热。

产品处理系统包括油、气、水三类产品的处理装置，其中油气水分离器8与冷凝系统7相连，热解过程中生成的挥发成分经冷凝系统7进入油气水分离器8进行分离；气相进入热解气净化器9净化后导入储气罐11内储存；油水分离器10与油气水分离器8相连，由油气水分离器8分离出的油水混合物再经油水分离器10分离得到油与水，油相导入储油罐15中，累积足够量后进行后续处理，可得到不同性质的成品油，水相进入水净化系统12，经处理得到可以重复利用的水。

在根据本发明的一个具体实施例中，具体流程破碎离心，热分解完成对污染土壤的处理。

在根据本发明的一个具体实施例中，能耗与能效低能耗、高效率土壤有机物再利用。

在根据本发明的一个具体实施例中，物料主要石油开采过程对土地污染。

在根据本发明的一个具体实施例中，工艺指标，如温度等热能充分利用，温度稳定，焦化率低。

在根据本发明的一个具体实施例中，工艺优点节能环保无二次污染。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种有机污染物环境保护热解处理方法。如图2所示，本发明的有机污染物环境保护热解处理方法包括以下步骤。

步骤1，对待处理的原料进行预处理。

步骤2，对所述待处理的原料进行加热以对所述有机污染物进行热解；热解生成的热解挥发产物，以及热解渣。

步骤3，对所述热解挥发产物的油、气、水进行分离和处理。

步骤4，对所述热解渣进行后处理恢复为健康土壤。

在根据本发明的一优选实施例中，所述步骤1中的原料以石油污染土壤为主体。虽然在图2的实施例中，对原料进行的预处理包括破碎、振磁筛选、离心分离，然而本领域技术人员能够理解，本发明并不局限于此。根据待处理的原料的具体情况，预处理的方式可以采用现有技术中任何适当的形式。

在根据本发明的一优选实施例中，所述步骤2中的工艺条件室外温度条件为-20℃至45℃。在一优选实施例中，阶梯式升温过程中，先将待处理原料加热的过程划分为升温幅度基本相等的多个阶段，每一阶段设定一阶段加热目标温度，再从初始温度开始加热。加热到达第一目标温度后保持一段时间，然后再继续加热到达第二目标温度，如此反复直至最终目标温度。在另一优选实施例中，阶梯式升温的各个阶段的升温幅度可以是不同的，例如还可以根据待处理原料中包含的污染物组成成分，按照各个污染物组成成分的热解温度相应地设定阶段加热目标温度。

在根据本发明的一优选实施例中，所述步骤3中的产品处理过程包括油气水分离、热解气净化、热解气存储、油水分离、油相存储、水净化处理。在图2所示的实施例中，对油气水分离的过程为冷凝分离，得到裂解气和油水混合物。其中，裂解气经过燃气收集、净化处理后压缩并再利用；油水混合物可以与步骤1中离心分离出的液相部分进一步混合，再经过破乳分离出油相和水相。破乳分离出的油相可以进一步进行处理，进行轻油收集、石蜡收集、重油收集、沥青处理，尾水经过过滤，再进行化学处理、电解处理、活性吸附、净化处理等。

在根据本发明的一优选实施例中，所述步骤4对所述热解渣在余热回收后进行的土壤处理包括土壤康复、加腐殖质、植入细菌等。经处理后的不含有机物渣土加上有机肥和绿肥进行回填使用。

综上所述，本发明的有机污染物处理方法节约能源、环保无二次污染。

实施例一：原油污染的土壤恢复处理。

有机污染物环境保护热解处理系统包括：进料系统、热解系统、余热回收系统、冷凝系统、产品处理系统、土壤恢复系统等。进料系统将有机污染物进行破碎、离心分离、预热等前处理，然后送入热解系统；热解系统的入料口与进料系统的出料口连接，将破碎分离后的有机物进行热解，成高温热解油气和脱油土；冷凝系统的进气口与热解系统连接，热解后的油气混合物经冷却后进入产品处理系统；产品处理系统包括油气水分离器、热解气净化系统、储气罐、油水分离器、储油罐、水净化系统等部分；出料系统的入口与热解系统的出口相连，由热解系统排出的脱油土经热量回收后送入土壤恢复系统恢复为健康土壤后进行回填，以恢复原始地貌。

工作过程如下。

步骤101、预处理：本实施例的重点预处理在于对待处理的土壤进行破碎，以满足入料要求（厚度＜20mm）。

步骤102、经预处理后热解：采用微波、红外、电磁加热相结合的方式，阶梯式升温过程。工艺条件连续工作，节能更好。热解区结构特性利用远红外热辐射和微波辐射分子震动。

步骤103、油气水处理。分离出的油进行再加工，可燃气压缩作为能源备用，不足用电力补充，或用于化工原料，水经处理后可用于油田注水、灌溉等。

步骤104、土壤恢复处理。

本实施例中，该处理系统的处理量与盈利能力。

实施例二：石油机械污染及遗撒有机物沙吸附处理。

本实施例的处理系统与实施例一相同，在此不再重复。处理的具体过程如下。

步骤201、预处理：经过振磁筛选等处理，排除待处理的吸附用沙中的金属等磁性成分。

步骤202、经预处理后热解：工艺条件连续工作，节能更好。热解区结构特性利用远红外热辐射和微波辐射分子震动。

步骤203、油气水处理油进行再加工，可燃气压缩作为能源备用，不足用电力补充，或用于化工原料，水经处理后可用于油田注水、灌溉等。

步骤204、土壤恢复处理。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种有机污染物环境保护热解处理系统，其特征在于，包括：

进料系统（1），其对待处理的原料进行预处理；

热解系统（2），其对所述待处理的原料进行加热以对所述有机污染物进行热解；所述有机污染物热解生成热解挥发产物，以及热解渣；

产品处理系统，其与热解系统（2）相连，对所述热解挥发产物的油、气、水进行分离和处理；

出料系统，其与所述热解系统（2）相连，将所述热解渣排出；

土壤恢复系统（14），其对排出的所述热解渣进行恢复处理；

所述热解系统（2）包括一热解处理室，以及依次排列于热解处理室外部的微波加热器（3）、红外加热器（4）、电磁加热器（5），能够以不同方式对原料进行加热处理；

所述对原料进行加热处理包括微波低温修理、远红外高温处理和电磁恒温汽化；

所述的产品处理系统包括：油气水分离器（8）、热解气净化器（9）、储气罐（11）、油水分离器（10）、储油罐（15）、水净化系统（12）；

所述热解挥发产物经冷凝系统（7）进入油气水分离器（8）进行分离后，得到气相和油水混合物；

所述气相混合物进入热解气净化器（9）净化后导入储气罐（11）内储存；

所述油水混合物经油水分离器（10）分离得到油相与水相；所述油相导入储油罐（15）中，累积足够量后进行后续处理，得到不同性质的成品油；所述水相进入水净化系统（12），经处理得到可以重复利用的水；

利用所述处理系统对有机污染物进行处理的方法如下：

步骤1，对待处理的原料进行预处理；所述步骤1中的原料以石油污染土壤为主体，对原料进行的预处理包括破碎、振磁筛选和离心分离；

步骤2，对所述待处理的原料进行加热以对所述有机污染物进行热解；热解生成的热解挥发产物，以及热解渣；所述步骤2中的工艺条件室外温度为-20℃至45℃；进行热解时采用阶梯式升温，阶梯式升温过程中，先将待处理原料加热的过程划分为升温幅度相等的多个阶段，每一阶段设定一阶段加热目标温度，再从初始温度开始加热；加热到达第一目标温度后保持一段时间，然后再继续加热到达第二目标温度，如此反复直至最终目标温度；或阶梯式升温的各个阶段的升温幅度不同，根据待处理原料中包含的污染物组成成分，按照各个污染物组成成分的热解温度相应地设定阶段加热目标温度；

步骤3，对热解挥发产物的油、气、水进行分离和处理；所述步骤3中的产品处理过程包括油气水分离、热解气净化、热解气存储、油水分离、油相存储和水净化处理；对油气水分离的过程为冷凝分离，得到裂解气和油水混合物；其中，裂解气经过燃气收集、净化处理后压缩并再利用；油水混合物与步骤1中离心分离出的液相部分进一步混合，再经过破乳分离出油相和水相；破乳分离出的油相进一步进行处理，进行轻油收集、石蜡收集、重油收集和沥青处理，尾水经过过滤，再进行化学处理、电解处理、活性吸附和净化处理；

步骤4，对所述热解渣进行后处理恢复为健康土壤；所述步骤4对所述热解渣在余热回收后进行的土壤处理包括土壤康复、加腐殖质和植入细菌，经处理后的不含有机物渣土的土壤加上有机肥和绿肥进行回填使用。

2.根据权利要求1所述的有机污染物环境保护热解处理系统，其特征在于，所述进料系统（1）的外部设有利用余热对原料预加热的装置；

所述出料系统包括余热回收系统（13），所述热解渣在出料系统（6）内由余热回收系统（13）回收热量后排出，进入土壤恢复系统（14）；回收的热量通过余热回收系统（13）传递给所述进料系统（1）用于原料预热。

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