CN108455807A - 一种含油污泥无害化处理装置及方法 - Google Patents

一种含油污泥无害化处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含油污泥无害化处理装置及方法，所述装置能够在无氧状态下，利用热风系统的供热下，分区域形成200～500℃的温度环境，能够将含油污泥中大部分油解析回收，部分有机质发生热解反应，产生可燃的不可凝气体，该气体气被引出在独立供风的燃烧系统中燃烧，作为第二热源补充热量，使热解反应持续；整个反应过程安全可控性高；热风及空气不与含油污泥直接接触，不发生氧化反应，不产生扬尘及二噁英等污染物，具有良好的环保生态效益；整个热解反应能够充分回收含油污泥中的油，产生的热解气能后补充热能消耗，经济效益好；处理完的产物是无机炭颗粒，重金属等污染物被络合在炭结构中，可以环保填埋或者回用，彻底减量无害化。

Description

一种含油污泥无害化处理装置及方法
【技术领域】
本发明涉及含油污泥的处理设备与方法，具体涉及一种含油污泥无害化处理装置及方法。
【背景技术】
随着社会的发展，人类对石油具有很大的需求，油田在生产施工过程中不可避免的产生了大量含油污泥，主要包括落地油泥、沉降罐油泥、三相分离器油泥及溢油污泥等，随着环保要求的日益提高，含油污泥的处理成为热点和难点，如果处理不当，将造成二次污染。
因此需要一种含油污泥无害化处理装置及方法，能够将含油污泥中大部分油解析回收，部分有机质发生热解反应，产生可燃的不可凝气体，该气体气被引出在独立供风的燃烧系统中燃烧，作为第二热源补充热量，使热解反应持续。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于，油田在生产施工过程中不可避免的产生了大量含油污泥，主要包括落地油泥、沉降罐油泥、三相分离器油泥及溢油污泥等，随着环保要求的日益提高，需要对含油污泥进行处理，现行的处理含油污泥具有较大的难度，且容易引起二次污染，针对以上问题，提出了一种含油污泥无害化处理装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包含油污泥无害化处理装置包括主机、分气包、渣油罐、油水分离罐、水冷式冷却系统、水封系统、可燃废气回收系统、强力雾化除尘系统、引风机、阻尼罐、烟囱；主要构成系统有原料脱水减量系统、干燥处理器系统、核心热解设备。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法中，所述主机与强力雾化除尘系统连接，所述强力雾化除尘系统与所述引风机连接，所述引风机旁设有烟囱，所述主机与可燃废气回收系统连接，所述可燃废气回收系统底部与渣油罐连接，同时其顶部与水冷式冷却系统连接，其中部设有分气包，所述水冷式冷却系统与阻尼罐连接，所述阻尼罐与油水分离罐连接。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法中，所述原料脱水减量系统用于将含油污泥预处理，分离污泥中大粒径岩屑、颗粒，降低其含水率至70～80％，一般由振动筛、离心脱水机完成。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法中，所述干燥处理系统主要是由螺旋上料机、螺旋进料机、干燥处理器及其他设备组成；其工作原理是以拥有自主知识产权的螺旋式推进进料密封技术、高效进料系统，将油泥按照设定速率在核心的干燥处理器内推进，在200℃左右的循环热风作用下进行干化处理，出料含水率应当控制在50％以内；针对油泥干燥处理，采用了自主研发的螺旋式进料推进密封技术，能够在油泥烘干温度段0-200℃阶段，使油泥在不与空气接触的情况下完成干化处理；干燥器具有更大的受热面积及高效导热棒，具有更快的导热、升温速度；内部设置的热风减速装置能够使热风流速显著降低，使热量更多更快更集中的传导到炉内，使烘干时间大大缩短，具有良好的热效率、处理效果；针对油泥0-200℃阶段所产生的油水混合气体处理，油泥在干燥的过程中因温度控制在0-200℃之间，容器内产生不同比例的水蒸汽以及微量轻组分油气，混合气体成分经过裂管冷凝器冷凝后油水混合液体进入储油罐，由于油水混合液体储存在同一个容器内，故使用油水分离系统进行分离。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法中，所述核心热解设备选用一台LX-HU-50型连续式联组热解炉；该设备工艺集合了螺旋式进出料密封技术、油砂油泥连续化热解回收技术、循环热风加热技术、余热干燥技术、螺旋烟道反应器等专利技术，可有效回收含油污泥中的油，固体终端产物是炭颗粒；热解所需燃料可以是燃料油、天燃气、石油液化气及热解自身产生的可燃气等；热解回收装置由热风循环加热系统、烟道除尘系统、原料预处理烘干系统、进料系统、热解系统、冷凝系统、尾气处理系统、自动化控制系统组成。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法中，所述热风循环加热系统主要由乳化机、燃烧器、燃烧室及二次配风系统组成；所述热解系统是热解反应发生的核心区域，主要由密封式螺旋进料机、U型热解炉体及密封式出渣机组成；所述冷凝系统是冷却、分离热解产物的设备；所述水封系统是利用一定高度的静水压力来抵抗油气管道中气压变化，来实现对油气的有效密封，同时防止外部气体和火焰进入油气管道，是本系统安全防护的重要装置；所述尾气处理系统用于处理生产过程中可能产生的烟尘及恶臭气体，主要由强力雾化塔、UV发生器组成。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法中，所述燃烧器是热风循环加热系统的核心，是自动化程度较高的机电一体化意大利进口利雅路品牌燃烧器，该该燃烧器具有独立的送风、监测、燃料及电控系统，能够安全、有效的将重油燃烧制成热介质(热风)；所述强力雾化塔是专门处理煤、柴、油做为燃料加热过程中产生的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等尾气烟尘排放的设备，主要通过雾化、冷凝的方式将烟气中的污染物截留，以获得净化效果；所述UV发生器是在脉冲电流的作用下，通过极板产生紫外线、低温等离子体、臭氧、羟基自由基等活性粒子，让这些具有强氧化性的活性粒子和尾气中的恶臭成分(主要是有机酸、醇、醚类)充分反应、断链、分解。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法中，所述含油污泥无害化处理装置的工艺方法是将含油污泥首先经过震动过筛、脱水等减量化预处理，然后经上料机进入干燥处理器进行干化处理，将油泥的含水率降至50％以下，以减少能耗及热解反应时间；然后经过螺旋提升机将干化后油泥输送至热解反应器进料机上，通过热解反应器进料机进入热解反应器内进行无氧状态下的热解处理。油泥通过高温热解反应后，主要形成三大类产物，即可回收油气、不可冷凝可燃气体及炭渣；其中，可回收油气和不可冷凝可燃气体的混合气从分气包进入冷凝器，在冷凝水的冷凝作用下，可回收油气变成液体油与不可冷凝的可燃气体一起进入储油系统，液体油经过滤处理后进油储系统，可燃气经两级水封后进入燃烧系统，补充热风燃烧系统所需热量；而炭渣成份则经由二道出渣密封系统降温后输送出系统；核心反应区U型处理器由热风燃烧炉提供热量。热风炉通过独立的燃烧系统燃烧热解段产生的渣油及两级水封后的不可冷凝可燃气获得热风，以热风作为热源支持核心反应区的热解反应，反应温度200-500℃；反应后的带有余热的热风可用于干燥处理器的油泥干化，以降低能耗；尾气经脱硫除尘、UV净化后达标排放；系统中产生的冷凝水、污水经收集后统一进污水处理系统处理；热解反应过程中，热风不和油泥直接接触，油泥在无氧状态下热解，整个反应过程属于还原反应，与燃烧氧化反应相比，污染物及烟尘极少。
实施本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法，具有以下有益效果：所述装置能够在无氧状态下，利用热风系统的供热下，分区域形成200～500℃的温度环境，能够将含油污泥中大部分油解析回收，部分有机质发生热解反应，产生可燃的不可凝气体，该气体气被引出在独立供风的燃烧系统中燃烧，作为第二热源补充热量，使热解反应持续；整个反应过程安全可控性高；热风及空气不与含油污泥直接接触，不发生氧化反应，不产生扬尘及二噁英等污染物，具有良好的环保生态效益；整个热解反应能够充分回收含油污泥中的油，产生的热解气能后补充热能消耗，经济效益好；处理完的产物是无机炭颗粒，重金属等污染物被络合在炭结构中，可以环保填埋或者回用，彻底减量无害化。
【附图说明】
图1是本发明所述油污泥无害化处理装置的整体框图。
图2是本发明所述油污泥无害化处理装置工艺方法流程图。
【具体实施方式】
如图1所示，在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法优选实施例中，包含油污泥无害化处理装置包括主机、分气包、渣油罐、油水分离罐、水冷式冷却系统、水封系统、可燃废气回收系统、强力雾化除尘系统、引风机、阻尼罐、烟囱；主要构成系统有原料脱水减量系统、干燥处理器系统、核心热解设备。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法优选实施例中，所述主机与强力雾化除尘系统连接，所述强力雾化除尘系统与所述引风机连接，所述引风机旁设有烟囱，所述主机与可燃废气回收系统连接，所述可燃废气回收系统底部与渣油罐连接，同时其顶部与水冷式冷却系统连接，其中部设有分气包，所述水冷式冷却系统与阻尼罐连接，所述阻尼罐与油水分离罐连接。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法优选实施例中，所述原料脱水减量系统用于将含油污泥预处理，分离污泥中大粒径岩屑、颗粒，降低其含水率至70～80％，一般由振动筛、离心脱水机完成。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法优选实施例中，所述干燥处理系统主要是由螺旋上料机、螺旋进料机、干燥处理器及其他设备组成；其工作原理是以拥有自主知识产权的螺旋式推进进料密封技术、高效进料系统，将油泥按照设定速率在核心的干燥处理器内推进，在200℃左右的循环热风作用下进行干化处理，出料含水率应当控制在50％以内；针对油泥干燥处理，采用了自主研发的螺旋式进料推进密封技术，能够在油泥烘干温度段0-200℃阶段，使油泥在不与空气接触的情况下完成干化处理；干燥器具有更大的受热面积及高效导热棒，具有更快的导热、升温速度；内部设置的热风减速装置能够使热风流速显著降低，使热量更多更快更集中的传导到炉内，使烘干时间大大缩短，具有良好的热效率、处理效果；针对油泥0-200℃阶段所产生的油水混合气体处理，油泥在干燥的过程中因温度控制在0-200℃之间，容器内产生不同比例的水蒸汽以及微量轻组分油气，混合气体成分经过裂管冷凝器冷凝后油水混合液体进入储油罐，由于油水混合液体储存在同一个容器内，故使用油水分离系统进行分离。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法优选实施例中，所述核心热解设备选用一台LX-HU-50型连续式联组热解炉；该设备工艺集合了螺旋式进出料密封技术、油砂油泥连续化热解回收技术、循环热风加热技术、余热干燥技术、螺旋烟道反应器等专利技术，可有效回收含油污泥中的油，固体终端产物是炭颗粒；热解所需燃料可以是燃料油、天燃气、石油液化气及热解自身产生的可燃气等；热解回收装置由热风循环加热系统、烟道除尘系统、原料预处理烘干系统、进料系统、热解系统、冷凝系统、尾气处理系统、自动化控制系统组成。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法优选实施例中，所述热风循环加热系统主要由乳化机、燃烧器、燃烧室及二次配风系统组成；所述热解系统是热解反应发生的核心区域，主要由密封式螺旋进料机、U型热解炉体及密封式出渣机组成；所述冷凝系统是冷却、分离热解产物的设备；所述水封系统是利用一定高度的静水压力来抵抗油气管道中气压变化，来实现对油气的有效密封，同时防止外部气体和火焰进入油气管道，是本系统安全防护的重要装置；所述尾气处理系统用于处理生产过程中可能产生的烟尘及恶臭气体，主要由强力雾化塔、UV发生器组成。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法优选实施例中，所述燃烧器是热风循环加热系统的核心，是自动化程度较高的机电一体化意大利进口利雅路品牌燃烧器，该该燃烧器具有独立的送风、监测、燃料及电控系统，能够安全、有效的将重油燃烧制成热介质(热风)；所述强力雾化塔是专门处理煤、柴、油做为燃料加热过程中产生的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等尾气烟尘排放的设备，主要通过雾化、冷凝的方式将烟气中的污染物截留，以获得净化效果；所述UV发生器是在脉冲电流的作用下，通过极板产生紫外线、低温等离子体、臭氧、羟基自由基等活性粒子，让这些具有强氧化性的活性粒子和尾气中的恶臭成分(主要是有机酸、醇、醚类)充分反应、断链、分解。
如图2所示，在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法优选实施例中，a为预处理系统，b为碳化系统。含油污泥经碳化热解处理和尾气处理后达标排放，油回收利用，不可凝燃气燃烧后补充热风，冷凝水、析出液进水处理系统。所述含油污泥无害化处理装置的工艺方法是将含油污泥首先经过震动过筛、脱水等减量化预处理，然后经上料机进入干燥处理器进行干化处理，将油泥的含水率降至50％以下，以减少能耗及热解反应时间；然后经过螺旋提升机将干化后油泥输送至热解反应器进料机上，通过热解反应器进料机进入热解反应器内进行无氧状态下的热解处理。油泥通过高温热解反应后，主要形成三大类产物，即可回收油气、不可冷凝可燃气体及炭渣；其中，可回收油气和不可冷凝可燃气体的混合气从分气包进入冷凝器，在冷凝水的冷凝作用下，可回收油气变成液体油与不可冷凝的可燃气体一起进入储油系统，液体油经过滤处理后进油储系统，可燃气经两级水封后进入燃烧系统，补充热风燃烧系统所需热量；而炭渣成份则经由二道出渣密封系统降温后输送出系统；核心反应区U型处理器由热风燃烧炉提供热量。热风炉通过独立的燃烧系统燃烧热解段产生的渣油及两级水封后的不可冷凝可燃气获得热风，以热风作为热源支持核心反应区的热解反应，反应温度200-500℃；反应后的带有余热的热风可用于干燥处理器的油泥干化，以降低能耗；尾气经脱硫除尘、UV净化后达标排放；系统中产生的冷凝水、污水经收集后统一进污水处理系统处理；热解反应过程中，热风不和油泥直接接触，油泥在无氧状态下热解，整个反应过程属于还原反应，与燃烧氧化反应相比，污染物及烟尘极少。
在本发明所述一种含油污泥无害化处理装置及方法优选实施例中，所述装置能够在无氧状态下，利用热风系统的供热下，分区域形成200～500℃的温度环境，能够将含油污泥中大部分油解析回收，部分有机质发生热解反应，产生可燃的不可凝气体，该气体气被引出在独立供风的燃烧系统中燃烧，作为第二热源补充热量，使热解反应持续；整个反应过程安全可控性高；热风及空气不与含油污泥直接接触，不发生氧化反应，不产生扬尘及二噁英等污染物，具有良好的环保生态效益；整个热解反应能够充分回收含油污泥中的油，产生的热解气能后补充热能消耗，经济效益好；处理完的产物是无机炭颗粒，重金属等污染物被络合在炭结构中，可以环保填埋或者回用，彻底减量无害化。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及说明内容所作的简单等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种含油污泥无害化处理装置及方法，其特征在于，包含油污泥无害化处理装置包括主机、分气包、渣油罐、油水分离罐、水冷式冷却系统、水封系统、可燃废气回收系统、强力雾化除尘系统、引风机、阻尼罐、烟囱；主要构成系统有原料脱水减量系统、干燥处理器系统、核心热解设备。
2.根据权利要求1所述一种含油污泥无害化处理装置及方法，其特征在于，所述主机与强力雾化除尘系统连接，所述强力雾化除尘系统与所述引风机连接，所述引风机旁设有烟囱，所述主机与可燃废气回收系统连接，所述可燃废气回收系统底部与渣油罐连接，同时其顶部与水冷式冷却系统连接，其中部设有分气包，所述水冷式冷却系统与阻尼罐连接，所述阻尼罐与油水分离罐连接。
3.根据权利要求1所述一种含油污泥无害化处理装置及方法，其特征在于，所述原料脱水减量系统用于将含油污泥预处理，分离污泥中大粒径岩屑、颗粒，降低其含水率至70～80％，一般由振动筛、离心脱水机完成。
4.根据权利要求1所述一种含油污泥无害化处理装置及方法，其特征在于，所述干燥处理系统主要是由螺旋上料机、螺旋进料机、干燥处理器及其他设备组成；其工作原理是以拥有自主知识产权的螺旋式推进进料密封技术、高效进料系统，将油泥按照设定速率在核心的干燥处理器内推进，在200℃左右的循环热风作用下进行干化处理，出料含水率应当控制在50％以内；针对油泥干燥处理，采用了自主研发的螺旋式进料推进密封技术，能够在油泥烘干温度段0-200℃阶段，使油泥在不与空气接触的情况下完成干化处理；干燥器具有更大的受热面积及高效导热棒，具有更快的导热、升温速度；内部设置的热风减速装置能够使热风流速显著降低，使热量更多更快更集中的传导到炉内，使烘干时间大大缩短，具有良好的热效率、处理效果；针对油泥0-200℃阶段所产生的油水混合气体处理，油泥在干燥的过程中因温度控制在0-200℃之间，容器内产生不同比例的水蒸汽以及微量轻组分油气，混合气体成分经过裂管冷凝器冷凝后油水混合液体进入储油罐，由于油水混合液体储存在同一个容器内，故使用油水分离系统进行分离。
5.根据权利要求1所述一种含油污泥无害化处理装置及方法，其特征在于，所述核心热解设备选用一台LX-HU-50型连续式联组热解炉；该设备工艺集合了螺旋式进出料密封技术、油砂油泥连续化热解回收技术、循环热风加热技术、余热干燥技术、螺旋烟道反应器等专利技术，可有效回收含油污泥中的油，固体终端产物是炭颗粒；热解所需燃料可以是燃料油、天燃气、石油液化气及热解自身产生的可燃气等；热解回收装置由热风循环加热系统、烟道除尘系统、原料预处理烘干系统、进料系统、热解系统、冷凝系统、尾气处理系统、自动化控制系统组成。
6.根据权利要求4所述一种含油污泥无害化处理装置及方法，其特征在于，所述热风循环加热系统主要由乳化机、燃烧器、燃烧室及二次配风系统组成；所述热解系统是热解反应发生的核心区域，主要由密封式螺旋进料机、U型热解炉体及密封式出渣机组成；所述冷凝系统是冷却、分离热解产物的设备；所述水封系统是利用一定高度的静水压力来抵抗油气管道中气压变化，来实现对油气的有效密封，同时防止外部气体和火焰进入油气管道，是本系统安全防护的重要装置；所述尾气处理系统用于处理生产过程中可能产生的烟尘及恶臭气体，主要由强力雾化塔、UV发生器组成。
7.根据权利要求5所述一种含油污泥无害化处理装置及方法，其特征在于，所述燃烧器是热风循环加热系统的核心，是自动化程度较高的机电一体化意大利进口利雅路品牌燃烧器，该该燃烧器具有独立的送风、监测、燃料及电控系统，能够安全、有效的将重油燃烧制成热介质(热风)；所述强力雾化塔是专门处理煤、柴、油做为燃料加热过程中产生的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等尾气烟尘排放的设备，主要通过雾化、冷凝的方式将烟气中的污染物截留，以获得净化效果；所述UV发生器是在脉冲电流的作用下，通过极板产生紫外线、低温等离子体、臭氧、羟基自由基等活性粒子，让这些具有强氧化性的活性粒子和尾气中的恶臭成分(主要是有机酸、醇、醚类)充分反应、断链、分解。
8.根据权利要求1-6所述一种含油污泥无害化处理装置及方法，其特征在于，所述含油污泥无害化处理装置的工艺方法是将含油污泥首先经过震动过筛、脱水等减量化预处理，然后经上料机进入干燥处理器进行干化处理，将油泥的含水率降至50％以下，以减少能耗及热解反应时间；然后经过螺旋提升机将干化后油泥输送至热解反应器进料机上，通过热解反应器进料机进入热解反应器内进行无氧状态下的热解处理；油泥通过高温热解反应后，主要形成三大类产物，即可回收油气、不可冷凝可燃气体及炭渣；其中，可回收油气和不可冷凝可燃气体的混合气从分气包进入冷凝器，在冷凝水的冷凝作用下，可回收油气变成液体油与不可冷凝的可燃气体一起进入储油系统，液体油经过滤处理后进油储系统，可燃气经两级水封后进入燃烧系统，补充热风燃烧系统所需热量；而炭渣成份则经由二道出渣密封系统降温后输送出系统；核心反应区U型处理器由热风燃烧炉提供热量；热风炉通过独立的燃烧系统燃烧热解段产生的渣油及两级水封后的不可冷凝可燃气获得热风，以热风作为热源支持核心反应区的热解反应，反应温度200-500℃；反应后的带有余热的热风可用于干燥处理器的油泥干化，以降低能耗；尾气经脱硫除尘、UV净化后达标排放；系统中产生的冷凝水、污水经收集后统一进污水处理系统处理；热解反应过程中，热风不和油泥直接接触，油泥在无氧状态下热解，整个反应过程属于还原反应，与燃烧氧化反应相比，污染物及烟尘极少。
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