CN108456539B - 含烃有机物热分解处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了含烃有机物热分解处理方法。通过含烃有机物与防结焦剂混合后，通过热裂解、冷凝回收、尾渣冷却和除尘系统。能够有效促使含烃有机物更加容易裂解，发生分解；同时防结焦剂在反应的过程中产生气泡，是含烃有机物在高温裂解后形成的尾渣孔隙率大，结构疏松，进而防止了尾渣结焦，使出料的尾渣粒度和干燥度均良好。且可使含烃有机物裂解后生成可回收利用的油气，降低了能耗、缩短了热处理时间，提高生产效率、绿色环保。

Description

含烃有机物热分解处理方法
技术领域
本发明涉及有机物热分解处理领域，具体涉及一种含烃有机物热分解处理方法。
背景技术
烃类及其衍生物存在于自然界的大量有机物中，可从有机物提取出来以满足工业生产、日常生活或环境保护的需要，烃类及其衍生物在受热时，在不同的温度条件下会发生化学变化，烃类及其衍生物作为油气能从有机物中分离出来。
如城市生活垃圾，我们可通过热分解的方法将烃类及其衍生物提取出来，余下的固体残渣可直接填埋，同时还对城市生活垃圾进行了高温灭菌。如工业危险废物污油泥，污油泥中烃类物质的存在将对环境及人类健康造成巨大危害，若将混合物中的烃类物质分离出来，不仅可以变废为宝，还消除污油泥对环境及人类健康的危害。又如自然界中分布较为广泛的油砂，实际上就是石油渗透到泥沙之中，若能将油砂中的石油类物质(即烃类物质)分离出来，可作为工业原料得以应用。现有的生活垃圾处理、污油泥处置，通常采用填埋或焚烧的方式。焚烧过程中容易产生二噁英等有害气体，严重影响空气环境；掩埋工程量大，且油泥在土壤中的净化过程缓慢，占用大量土地资源。目前已经出现的热分解技术，是利用高温处理的方法，在绝氧的环境下使烃类有机物分解并冷回收，但目前热分解领域的难点(瓶颈)在于结焦、结块，即有机高分子中的胶质、沥青质在高温条件下要与设备粘结而阻止热量的传递，导致热分解过程不能连续进行,不能满足工业连续化生产的需要。因此研发一种对含烃类物质的低耗能、低耗时、防结焦的热分解方法具有重要的意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种含烃有机物热分解处理方法，该方法可使热分解的能耗和时耗更低，且防结焦性好。
(1)测量含烃有机物的pH值，将含烃有机物的pH值利用酸碱调节剂调整至6-8后，与防结焦剂充分混合通过进料系统进入密封的热解炉中，保持热解炉中温度为200-600℃，混合后的物质在热解炉中保持0.5-5h或至尾渣中的烃类物质不大于万分之五；
(2)热解炉内部包括全高温区或低温区-高温区，所述热解炉设有油气出口、尾渣出口和除尘系统，所述油气出口连接有冷凝器，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，所述可冷凝部分通过冷凝器冷凝后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用；所述尾渣出口连接有冷却系统；
物料在热解炉的炉内的运动方式为静止、链条传动、或旋转、或螺旋传动。
当物料热解炉炉内的运动方式为静止、或旋转、或螺旋传动时，此时炉内可为全高温区，保持温度200-600℃，在此温度下热分解0.5-5h即可理解为热分解充分。
当为链条传动时，热解炉内设有链条，链条传动可分为全高温区或低温区-高温区；且链条的层数为至少两层，每层之间的传送链带沿竖直方向相互交错分布；当为全高温区时，则直接保障热解炉内温度为高温。当为低温区-高温区时，热解炉内设有隔板，隔板将热解炉分为低温区和高温区，低温区与进料口相邻，且进料口和热解炉的出料口在同一侧，物料从低温区持续进入，在低温区进行预热后，再进入高温区热分解，热分解后的料渣则通过链条再进入出料口，由于出料口在低温区，因此料渣的温度为高温区的温度，料渣在低温区散热，散出的热量直接用于给进料口的物料加热，如此可充分利用余热，降低能耗和生产成本。而链条传动由于是连续性的，因此在检测热分解的充分的标准为尾渣中的烃类物质不大于万分之五。
步骤(1)中所述防结焦剂包括有以下物质中的任意一种或几种：铁盐、镁盐、活性剂；
所述活性剂包括有以下物质中的任意一种或几种：碳酸纳、碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠，十二烷基磺酸钠，十六烷基磺酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，偶氮二甲酰胺，硬脂酸锌改性碳酸氢钠，乙醚改性碳酸氢钠，芥酸酰胺改性碳酸氢钠，单硬脂酸甘油酯改性碳酸氢钠，石蜡改性碳酸氢钠，氧化聚乙烯蜡改性碳酸氢钠，尿素改性碳酸氢钠，二盐基亚碳酸铅改性碳酸氢钠，偶氮二甲酸钡，苯磺酰氨基脲，三肼基三嗪，5-苯基四唑，3,3’-二磺酰胺二苯砜，4,4’-二苯二磺酰肼，1,3’-苯二磺酰肼，对甲苯磺酰氨基脲，二亚硝基五亚甲基四胺，4.4’一氧代双苯磺酰肼，碳黑，碳酸钙，碳酸镁，硅酸钠，碳化硅。
优选的，所述防结焦剂的使用量按照质量百分比为含烃有机物的0.1-10％。
优选的，所述热解炉中的进料系统的进料方式包括螺旋进料、传送带进料或输送泵进料中的任意一种；所述热解炉中的尾渣出口的出料方式包括螺旋出料或传送带出料。
优选的，所述热解炉设有加热系统，所述加热系统的加热方式包括燃油、燃气加热或电加热；所述燃油、燃气加热系统设在热解炉的底部，所述电加热设在热解炉的周围或热解炉的底部和周围。
优选的，所述铁盐包括氯化铁，氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁中的任意一中；所述镁盐为氯化镁和碳酸镁中的任意一种。
优选的，所述酸碱调节剂包括盐酸、硫酸、磷酸、柠檬酸、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙、氢氧化钠中的任意一种。
针对于酸性含烃有机物，防结焦剂至少包括活性剂；先利用酸碱调节剂将含烃有机物的pH值调整值6-8后，再将防结焦剂与含烃有机物充分混合；防结焦剂中活性剂的质量百分比至少为20％，其余铁盐、镁盐按任意比例混合。防结焦剂的用量按质量百分比为含烃有机物的0.1-10％。其中所述的铁盐优选为氯化铁，氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁中的任意一中；所述活性剂优选为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、石蜡改性碳酸氢钠、酸脂酸锌改性碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺中的任意一种或两种。
针对于碱性含烃有机物，防结焦剂至少包括活性剂；酸碱调节剂主要将碱性含烃有机物pH值调整值6-8后，再将防结焦剂与含烃有机物充分混合；防结焦剂中活性剂的质量百分比至少为20％，其余铁盐、镁盐按任意比例混合。防结焦剂的用量按质量百分比为含烃有机物的0.1-10％。其中所述的铁盐为氯化铁，氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁中的任意一中；所述活性剂优选为十二烷基磺酸钠、偶氮甲酰胺、乙醚改性碳酸氢钠、尿素改性碳酸氢钠，二苯碳酰二肼中的任意一种或两种。
针对于中性含烃有机物，防结焦剂至少包括活性剂。防结焦剂中活性剂的质量百分比至少为50％，其余铁盐、镁盐按任意比例混合。防结焦剂使用量为含烃有机物的0.1％-2％；所述的铁盐为氯化铁，氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁中的任意一中；所述镁盐为氯化镁和碳酸镁中的任意一种；所述活性剂为碳酸氢钠、十二烷基磺酸钠、偶氮甲酰胺中的任意一种或几种。
本发明含烃有机物热分解处理方法，其有益效果在于：
(1)在处理方法过程中，热解炉中通过设定全高温区或低温区-高温区，尤其低温区-高温区的设定，物料先从低温区进入预热后，在高温区进行高温热分解，热分解后的渣料的余热再为低温区供热，实现连续供热，热量回收，大大节省了能耗。
(2)本发明热处理方法中采用了防结焦剂，防结焦剂具有高效的活性，与含烃有机物混合进入热分解炉中，在热分解炉中的气温为200-600℃，在此温度下防结焦剂可促使含烃有机物更加容易裂解，发生分解；同时防结焦剂在反应的过程中产生气泡，使含烃有机物在高温裂解后形成的尾渣孔隙率大，结构疏松，进而防止了尾渣结焦，使出料的尾渣粒度和干燥度均良好。
(3)本发明热处理加入防结焦剂后，使含烃有机物的热分解所需温度降低，在中低温的情况下也能充分裂解成可回收利用的油气，大大降低了能耗。且防结焦剂的实用还大大缩短了热处理时间，提高生产效率。
(4)本发明使用防结焦剂后能够使热分解后的尾渣粒度均匀，不结焦，且能良好处理后续尾渣。
(5)本发明防结焦剂，使用量少，效果好，且不污染环境，原料易得，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是不使用防结焦剂热分解含油污泥的热分解炉中的示意图；
图2是使用防结焦剂热分解含油污泥的热分解炉中的示意图
图3是不使用防结焦剂热分解含油污泥的尾渣示意图
图4是使用本发明防结焦剂热分解含油污泥的尾渣示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步详细说明本发明。
实施例1
碱性油渣处理
机油使用后便混入水份、有机物、色素和灰尘等各种各样的杂质而常常废弃。国家出台《废矿物油综合利用管理办法》要求再生利用废矿物油，在废矿物油的再生利用过程中将产生酸渣、碱渣和废白土，也是含油污泥。在废矿物再生利用过程中产生的主要是碱渣。
1.1
测量碱渣的pH值，将碱渣的pH值利用酸碱调节剂调整至6-8后，碱渣和防结焦剂混合，其中防结焦剂的质量为碱渣质量的3％，混合后的物质一起通过螺旋进料进入热解炉中，在热解炉330-500℃的温度下进行热分解，热分解时间为2-4h，热分解后的油气则通过油气出口出来，进入冷凝器，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，可冷凝部分通过冷凝器冷凝成回收油和水后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用，而尾渣则通过螺旋出料，通过冷却系统冷却后，直接排放或回收利用。
防结焦剂包括以下物质：铁盐、活性剂；其中铁盐为硫酸亚铁；活性剂优选为十二烷基磺酸钠。
防结焦剂中活性剂十二烷基磺酸钠的质量分数为30％，铁盐总质量分数为70％且两者按照任意比例混合。
1.2
测量碱渣的pH值，将碱渣的pH值利用酸碱调节剂调整至6-8后，碱渣和防结焦剂混合，其中防结焦剂的质量为碱渣质量的5％，混合后的物质一起通过螺旋进料进入热解炉中，在热解炉300-500℃的温度下进行热分解，热分解时间为2-4h，热分解后的油气则通过油气出口出来，进入冷凝器冷凝，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，可冷凝部分通过冷凝器冷凝成回收油和水后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用，而尾渣则通过螺旋出料，通过冷却系统冷却后，直接排放或回收利用。
防结焦剂为镁盐和活性剂的混合物，活性剂偶氮甲酰胺的质量分数为20％，炭黑质量分数为80％。
1.3
测量碱渣的pH值，将碱渣的pH值利用酸碱调节剂调整至6-8后，碱渣和防结焦剂混合，其中防结焦剂的质量为碱渣质量的7％，混合后的物质一起通过螺旋进料进入热解炉中，在热解炉300-500℃的温度下进行热分解，热分解时间为2-4h，热分解后的油气则通过油气出口出来，进入冷凝器，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，可冷凝部分通过冷凝器冷凝成回收油和水后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用，而尾渣则通过螺旋出料，通过冷却系统冷却后，直接排放或回收利用。
防结焦剂为镁盐和活性剂的混合物；活性剂优选为二苯碳酰二肼和偶氮甲酰胺按照任意比例混合的混合物，
防结焦剂中活性剂的质量分数为15％，镁盐总质量分数为85％。
1.4
测量碱渣的pH值，将碱渣的pH值利用酸碱调节剂调整至6-8后，碱渣和防结焦剂混合，其中防结焦剂的质量为碱渣质量的2％，混合后的物质一起通过螺旋进料进入热解炉中，在热解炉300-500℃的温度下进行热分解，热分解时间为2-4h，热分解后的油气则通过油气出口出来，进入冷凝器，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，可冷凝部分通过冷凝器冷凝成回收油和水后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用，而尾渣则通过螺旋出料，通过冷却系统冷却后，直接排放或回收利用。
防结焦剂为铁盐和活性剂的混合物，镁盐为氯化镁；活性剂优选为十二烷基磺酸钠和偶氮甲酰胺按照任意比例混合的混合物，
防结焦剂中活性剂的质量分数为8％，镁盐总质量分数为92％。
实施例2
酸性油泥的处理
2.1
测量酸性油泥的pH值，将酸性油泥的pH值利用酸碱调节剂调整至7-7.5后，酸性油泥和防结焦剂混合，其中防结焦剂的质量为酸性油泥量的1％，混合后的物质一起通过螺旋进料进入热解炉中，在热解炉300-500℃的温度下进行热分解，热分解时间为3-5h，热分解后的油气则通过油气出口出来，进入冷凝器，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，可冷凝部分通过冷凝器冷凝成回收油和水后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用，而尾渣则通过螺旋出料，通过冷却系统冷却后，直接排放或回收利用。
防结焦剂包括铁盐和活性剂的混合物，活性剂为十二烷基硫酸钠和偶氮甲酰胺中以任意比例得到的混合物；
防结焦剂中活性剂的质量分数为15％，铁盐总质量分数为85％且两者按照任意比例混合。
2.2
测量酸性油泥的pH值，将酸性油泥的pH值利用酸碱调节剂调整至7-7.5后，酸性油泥和防结焦剂混合，其中防结焦剂的质量为酸性油泥量的0.1％，混合后的物质一起通过螺旋进料进入热解炉中，在热解炉300-500℃的温度下进行热分解，热分解时间为2-4h，热分解后的油气则通过油气出口出来，进入冷凝器，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，可冷凝部分通过冷凝器冷凝成回收油和水后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用，而尾渣则通过螺旋出料，通过冷却系统冷却后，直接排放或回收利用。
防结焦剂包括铁盐和活性剂的混合物，活性剂优选为偶氮甲酰胺。防结焦剂中活性剂偶氮甲酰胺的质量分数为2％，炭黑质量分数为98％。
2.3
测量酸性油泥的pH值，将酸性油泥的pH值利用酸碱调节剂调整至7-7.5后，酸性油泥和防结焦剂混合，其中防结焦剂的质量为酸性油泥量的0.4％，混合后的物质一起通过螺旋进料进入热解炉中，在热解炉330-500℃的温度下进行热分解，热分解时间为2-5h，热分解后的油气则通过油气出口出来，进入冷凝器，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，可冷凝部分通过冷凝器冷凝成回收油和水后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用，而尾渣则通过螺旋出料，通过冷却系统冷却后，直接排放或回收利用。
防结焦剂包括铁盐和活性剂的混合物。铁盐为氯化铁；活性剂优选为十二烷基硫酸钠和偶氮甲酰胺按照任意比例混合的混合物，
混防结焦剂中活性剂的质量分数为8％，铁盐总质量分数为92％。
2.4
测量酸性油泥的pH值，将酸性油泥的pH值利用酸碱调节剂调整至7-7.5后，酸性油泥和防结焦剂混合，其中防结焦剂的质量为酸性油泥量的2％，混合后的物质一起通过螺旋进料进入热解炉中，在热解炉200-500℃的温度下进行热分解，热分解时间为3-5h，热分解后的油气则通过油气出口出来，进入冷凝器，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，可冷凝部分通过冷凝器冷凝成回收油和水后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用，而尾渣则通过螺旋出料，通过冷却系统冷却后，直接排放或回收利用。
防结焦剂包括镁盐和活性剂的混合物；镁盐为氯化镁；活性剂优选为十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠按照任意比例混合的混合物，
防结焦剂中活性剂的质量分数为95％，镁盐总质量分数为5％。
实施例3
废白土的处理
测量废白土的pH值，将废白土的pH值利用酸碱调节剂调整至7-7.5后，废白土和防结焦剂混合，其中防结焦剂的质量为废白土质量的3％，混合后的物质一起通过螺旋进料进入热解炉中，在热解炉200-480℃的温度下进行热分解，热分解时间为3-4h，热分解后的油气则通过油气出口出来，进入冷凝器，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，可冷凝部分通过冷凝器冷凝成回收油和水后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用，而尾渣则通过螺旋出料，通过冷却系统冷却后，直接排放或回收利用。
防结焦剂包括以下组合物：铁盐、镁盐和活性剂；铁盐为氯化亚铁；镁盐为碳酸镁；活性剂为二盐基亚磷酸铅改性碳酸氢钠
防结焦剂中活性剂的质量分数为60％，铁盐和镁盐的总质量分数为40％且两者按任意比例混合。
实施例4
油砂的处理
测量油砂的pH值，将油砂的pH值利用酸碱调节剂调整至7-7.5后，油砂和防结焦剂混合，其中防结焦剂的质量为油砂质量的0.3％，混合后的物质一起通过螺旋进料进入热解炉中，在热解炉200-550℃的温度下进行热分解，热分解时间为3-4h，热分解后的油气则通过油气出口出来，进入冷凝器，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，可冷凝部分通过冷凝器冷凝成回收油和水后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用，而尾渣则通过螺旋出料，通过冷却系统冷却后，直接排放或回收利用。
防结焦剂为铁盐、镁盐和活性剂的混合物；铁盐为氯化亚铁；镁盐为碳酸镁；活性剂为尿素改性碳酸氢钠；
防结焦剂中活性剂的质量分数为78％，铁盐和镁盐的总质量分数为22％且两者按任意比例混合。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种含烃有机物热分解处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)测量含烃有机物的pH值，将含烃有机物的pH值利用酸碱调节剂调整至6-8后，与防结焦剂充分混合通过进料系统进入密封的热解炉中，保持热解炉中温度为200-600℃，混合后的物质在热解炉中充分热解0.5-5h或至尾渣中的烃类物质不大于万分之五；
(2)热解炉内部包括全高温区或低温区-高温区，所述热解炉设有油气出口、尾渣出口和除尘系统，所述油气出口连接有冷凝器，冷凝器连接有油回收装置、水回收装置和阻火回收系统；油气包括可冷凝部分和不可冷凝部分，所述可冷凝部分通过冷凝器冷凝后被油回收装置和水回收装置回收；不可冷凝部分则通过阻火回收系统再次回收利用；所述尾渣出口连接有冷却系统；
步骤(1)中所述防结焦剂的使用量按照质量百分比为含烃有机物的0.1-10％；
步骤(1)中所述防结焦剂包括有以下物质中的任意一种或几种：碳酸纳、碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠，十二烷基磺酸钠，十六烷基磺酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，偶氮二甲酰胺，硬脂酸锌改性碳酸氢钠，乙醚改性碳酸氢钠，芥酸酰胺改性碳酸氢钠，单硬脂酸甘油酯改性碳酸氢钠，石蜡改性碳酸氢钠，氧化聚乙烯蜡改性碳酸氢钠，尿素改性碳酸氢钠，二盐基亚碳酸铅改性碳酸氢钠，偶氮二甲酸钡，苯磺酰氨基脲，三肼基三嗪，5-苯基四唑，3,3’-二磺酰胺二苯砜，4,4’-二苯二磺酰肼，1,3’-苯二磺酰肼，对甲苯磺酰氨基脲，二亚硝基五亚甲基四胺，4.4’一氧代双苯磺酰肼，碳酸钙，碳酸镁，硅酸钠。
2.根据权利要求1所述含烃有机物热分解处理方法，其特征在于：所述热解炉中的进料系统的进料方式包括螺旋进料、传送带进料或输送泵进料中的任意一种；所述热解炉中的尾渣出口的出料方式包括螺旋出料或传送带出料。
3.根据权利要求1所述含烃有机物热分解处理方法，其特征在于：所述热解炉设有加热系统，所述加热系统的加热方式包括燃油、燃气加热或电加热；所述燃油、燃气加热系统设在热解炉的底部，所述电加热设在热解炉的周围或热解炉的底部和周围。
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