CN108854918A - 一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，涉及环保技术领域。其包括依次连接的多级热洗反应器，多级热洗反应器包括一级热洗反应器、二级热洗反应器和三级热洗反应器；一级热洗反应器包括反应器本体和设置于反应器本体的循环组件；循环组件包括固相循环部；固相循环部包括固相循环泵和连接至固相循环泵的两级导管，一级导管与反应器本体连通；另一级导管连接至二级热洗反应器和/或三级热洗反应器；固相循环泵设置于所述反应器本体底部。该热洗反应系统利用多级热洗反应器对物料进行回流及多级热洗，热洗效果好。固液物料经不同出口输出，实现初步的固液分离，占地面积小、处理量大，不产生二次污染，适用于多种污染物的化学热洗。

Description

一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统。

背景技术

废矿物油与含矿物油废物主要包括含油污泥、废弃钻井泥浆以及岩屑等等，主要由泥沙、油、水组成，其含水量高、含油量高、成分复杂、含有大量难以降解的有毒有害物质。若随意堆放或填埋，不仅会污染周边环境，同时所产生的有毒有害物质会随食物链传递而最终危害人类健康。此外，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。加之国家环保政策的日趋严格，这些废弃物必须处理达标后才能排放。因此，无论是从环境保护方面考虑还是从资源回收方面考虑，都应采用合适的工艺对含油污泥、废弃钻井泥浆及岩屑进行处理。

目前，对废矿物油与含矿物油废物主要处理技术有：焚烧处理技术、热解处理技术、化学热洗处理技术（调质-机械脱水），其中焚烧处理技术虽然具有技术先进性、机械化程度高、占地面积小、减量化、无害化处理水平高等优点，但系统能耗高，设备投资较大，物料中原油无法回收利用，且需要补充大量外来燃料，资源化程度较低。而热解处理技术虽然处理彻底且处理速度快，能回收原油。但也存在原油部分损失，反应条件要求较高，操作比较复杂， 设备投资较大，运行成本高，易产生二次污染等缺点。化学热洗处理技术，该工艺无害化、减量化、资源化程度高，是一种先进的处理技术，已在美国、英国、荷兰及加拿大等国家得到广泛应用。该技术依赖于特定的设备而实施，目前使用的设备大多装配复杂，占地面积大，处理量小，同时热洗效果不尽如人意。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其占地面积小、处理量大、热洗效果优异，同时不对环境造成二次污染，适用于多种污染物的化学热洗。

本发明采用的技术方案如下：

一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其包括依次连接的多级热洗反应器，多级热洗反应器包括一级热洗反应器、二级热洗反应器和三级热洗反应器；一级热洗反应器包括反应器本体和设置于所述反应器本体的循环组件；所述循环组件包括固相循环部；所述固相循环部包括固相循环泵和连接至所述固相循环泵的两级导管，其中一级导管与所述反应器本体连通；另一级导管连接至二级热洗反应器和/或三级热洗反应器；所述固相循环泵设置于所述反应器本体底部。

由于采用了上述技术方案，对物料进行多级热洗，热洗效果好。热洗过程中，对底部的固相物料实现强制循环，进一步提高热洗效率。

本发明的一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，所述循环组件还包括液相循环部，所述液相循环部包括液相循环泵以及三个出液口，三个所述出液口设置于所述反应器本体的顶部，自上而下排列，并交汇于出液管，所述液相循环泵设置于所述出液管，所述出液管分流为两级管道，一级与所述反应器本体连通，另一级连接至二级热洗反应器和/或三级热洗反应器。

由于采用了上述技术方案，根据热洗的不同情况，出液口可逐级将顶部油相，中部的油水混合物输出，固相物料和液相物料分别经不同的出口输出，实现初步的固液分离。

本发明的一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其还包括搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌轴，连接至所述搅拌轴并驱动其转动的电机以及设置于搅拌轴的桨叶；所述桨叶自上而下包括顶部直叶桨、中部直叶桨和底部折叶桨，所述搅拌轴连接至所述反应器本体的顶部。

由于采用了上述技术方案，采用三层组合式桨叶搅拌器，其中底部桨叶的循环作用大于剪切作用，使反应器本体内的底部流体不断沿轴向进行循环，防止了固相泥沙的沉积，中部及上部的平直桨不仅具备良好的循环作用，也具备较好的剪切作用，使底部不断循环的物料获得了更好的混合分散作用，使洗涤效果大大加强。同时，与固相物料的循环相配合，大大提高了搅拌效率、换热效率，充分发挥了水利剪切及离心分离作用，最大限度地促进了油-水-固的三相分离。

本发明的一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，相邻两层桨叶之间设置有螺旋叶片，螺旋叶片的直径小于顶部直叶桨、中部直叶桨和底部折叶桨。

由于采用了上述技术方案，中心布置的螺旋叶片，对物料产生侧向剪切作用，加强了中心流体的搅拌流动混合，进一步提高了化学热洗的效果。

本发明的一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，所述反应器本体内壁设置有多个挡板，多个所述挡板之间均匀间隔设置。

由于采用了上述技术方案，反应器本体内物料高速旋转时产生大角度紊流，使物料高速剪切冲刷分散均匀，即提高了洗涤效率，又使反应器本体内壁四周无流动死角，避免内壁结垢。

本发明的一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其还包括加热组件，所述加热组件包括加热盘管和保温隔热层，所述加热盘管设置于所述反应器本体外壁，所述保温隔热层设置于所述加热盘管外层。

由于采用了上述技术方案，保温隔热层覆盖于反应器外部，以减少热量散失，防止烫伤。

本发明的一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，所述反应器本体包括相互连接的圆筒部和圆锥部，圆锥部位于圆筒部下方；所述反应器本体的高径比为1:1.0-1.3。

由于采用了上述技术方案，底部采用圆锥设计涉及，便于固相泥沙出料，也防止了底部固相泥沙的沉积。高径比控制在1:1.0-1.3的范围，反应器的搅拌分离效果最佳。

本发明的一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其还包括吹扫组件，所述吹扫组件包括空压器、吹扫管以及分配管；所述吹扫管一端连接至所述空压器，另一段设置于所述分配管；所述分配管设置于所述圆锥部，所述分配管上设置有成对的圆形通孔。

由于采用了上述技术方案，一方面，系统停机时，可用于罐底固相泥沙的吹扫清理，二是系统运行时反吹物料防止底部固相泥沙的沉积。

本发明的一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，所述反应器本体顶部设置有药剂进口，所述反应器本体底部设置有支腿。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提供一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，该热洗反应系统利用多级热洗反应器对物料进行多级热洗，对物料的热洗效果好。热洗反应中，对固相物料进行强制回流，提高热洗效率。经试验证明经该热洗反应系统一级热洗能将固相的含油率降至2%以下（传统热洗装置处理一次后固相含油率约5%），若进行三级热洗，固相的含油率能到达3‰以下。处理后的固相和液相物料经不同出口输出，实现初步的固液分离，同时，该热洗反应器占地面积小、处理量大，实际运行的洗涤装置占地仅150㎡左右，每天即可完成约150吨含油污泥、废弃钻井泥浆及岩屑的处理工作。此外，该热洗系统采用全密闭设计，无臭气、污水及废渣外溢，不会产生二次污染，满足环保要求，适用于多种污染物的化学热洗。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明提供的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统的连接示意图。

图2是本发明提供的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统的以及反应器的结构示意图。

图3是本发明提供的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统的以及反应器的分配管的示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，该化学热洗反应系统包括依次连接多级热洗反应器，多级热洗反应器包括一级热洗反应器1，二级热洗反应器2和三级热洗反应器3。

如图2所示，一级热洗反应器1包括反应器本体11和分别设置于反应器本体11的搅拌组件12、加热组件13、循环组件和吹扫组件15。

反应器本体11为中空密封的罐体结构。本实施例中，反应器本体11包括相互连接的圆筒部111和圆锥部112，圆锥部112位于圆筒部111的下方，圆筒部111设置有进料口和药剂进口113，圆锥部112设置有出料口和支腿114。为了提高反应器本体11的搅拌效果，反应器本体11的高径比为1:1.0-1.3。反应器本体1的内壁设置有多个挡板115，多个挡板115之间均匀间隔设置，本实施中设置有4个挡板。

搅拌组件12包括搅拌轴121和电机122，电机122设置于反应器本体11的外部，搅拌轴121设置于反应器本体11的内部，连接至反应器本体11的顶部中央，电机122连接至搅拌轴121以驱动搅拌轴121转动。搅拌轴121上设置有桨叶，桨叶自上而下包括顶部直叶桨123、中部直叶桨124和底部折叶桨125，本实施例中，顶部直叶桨123、中部直叶桨124和底部折叶桨125分别具有4片相应的桨叶。在其他实施例中，每层桨的桨叶数可以根据实际需要而调整。为了进一步提高搅拌效果，相邻两层桨叶之间设置有螺旋叶片126，螺旋叶片126的直径小于顶部直叶桨123、中部直叶桨124和底部折叶桨125。

加热组件13包括加热盘管131和保温隔热层（图未示）。加热盘管131设置于反应器本体11的外壁，对反应器本体11内的物料进行加热，保温隔热层设置于加热盘管131的外层以保温同时防止烫伤。热源介质可以用热蒸汽、热油等充当。热源介质通过加热盘管131上设置的介质入口进入，然后由圆锥部112上的介质出口输出。

循环组件包括固相循环部141和液相循环部143。固相循环部141位于圆筒部111底部，液相循环部143位于圆筒部111的顶部。固相循环部141包括固相循环泵141a和两级导管，其中一级导管与反应器本体11连通，并且其与反应器本体11的连通点位于固相循环泵141a的上方。另一级导管连接至二级热洗反应器2和/或三级热洗反应器3。液相循环部143包括液相循环泵143a和三个出液口143b，三个出液口143b设置于圆筒部111的顶部，自上而下排列，并交汇于出液管143c上。液相循环泵143a设置于出液管143c上，出液管143c分流为两级管道，一级与反应器本体11连通，另一级连接至二级热洗反应器2和/或三级热洗反应器3。

吹扫组件15包括空压器（图未示）、吹扫管151和分配管153。吹扫管151一端连接至空压器，另一段设置于分配管153中，分配管153设置于圆锥部112中。如图3所示，分配管153上设置有成对的圆形通孔。

二级热洗反应器2以及三级热洗反应器3可选自现有技术热洗反应器。本实施例中，二级热洗反应器2以及三级热洗反应器3与一级热洗反应器结构相同。需要说明的是，本实施中，废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统包括一级热洗反应器12、二级热洗反应器2以及三级热洗反应器3共三级热洗反应器，在其他实施中，可根据实际需要，选择热洗反应器的级数。

本实施例提供的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统的工作过程为：

废矿物油与含矿物油废物经进料口注入一级热洗反应器的反应器本体，随后启动电机，带动搅拌轴转动对物料进行搅拌，同时启动加热盘管加热物料。在搅拌过程中，可根据物料的不同特性，逐次向罐内添加提前配置好的化学试剂，并且可将反应器本体底部的固相泥沙由固相循环泵送至反应器本体上部，实现物料的强制循环。经充分搅拌并加热洗涤后，物料逐渐分离成油、水、泥三相。顶部的油相、中部的油水混合相通过反应器本体侧部的出液口分别输送至后续二级热洗反应器和/或三级热洗反应器，也可回流进入反应器本体进行再次处理，而底部泥沙可通过固相循环泵输送至后续的二级热洗反应器和/或三级热洗反应器，，也可通过底部排料口进入后端离心分离单元进行泥水分离。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其特征在于，其包括依次连接的多级热洗反应器，多级热洗反应器包括一级热洗反应器、二级热洗反应器和三级热洗反应器；一级热洗反应器包括反应器本体和设置于所述反应器本体的循环组件；所述循环组件包括固相循环部；所述固相循环部包括固相循环泵和连接至所述固相循环泵的两级导管，其中一级导管与所述反应器本体连通；另一级导管连接至二级热洗反应器和/或三级热洗反应器；所述固相循环泵设置于所述反应器本体底部。

2.根据权利要求1所述的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其特征在于，所述循环组件还包括液相循环部，所述液相循环部包括液相循环泵以及三个出液口，三个所述出液口设置于所述反应器本体的顶部，自上而下排列，并交汇于出液管，所述液相循环泵设置于所述出液管，所述出液管分流为两级管道，一级与所述反应器本体连通，另一级连接至二级热洗反应器和/或三级热洗反应器。

3.根据权利要求1所述的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其特征在于，其还包括搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌轴，连接至所述搅拌轴并驱动其转动的电机以及设置于搅拌轴的桨叶；所述桨叶自上而下包括顶部直叶桨、中部直叶桨和底部折叶桨，所述搅拌轴连接至所述反应器本体的顶部。

4.根据权利要求3所述的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其特征在于，相邻两层桨叶之间设置有螺旋叶片，螺旋叶片的直径小于顶部直叶桨、中部直叶桨和底部折叶桨。

5.根据权利要求1所述的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其特征在于，所述反应器本体内壁设置有多个挡板，多个所述挡板之间均匀间隔设置。

6.根据权利要求5所述的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其特征在于，其还包括加热组件，所述加热组件包括加热盘管和保温隔热层，所述加热盘管设置于所述反应器本体外壁，所述保温隔热层设置于所述加热盘管外层。

7.根据权利要求1-2或4-6中任一项所述的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其特征在于，所述反应器本体包括相互连接的圆筒部和圆锥部，圆锥部位于圆筒部下方；所述反应器本体的高径比为1:1.0-1.3。

8.根据权利要求7所述的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其特征在于，其还包括吹扫组件，所述吹扫组件包括空压器、吹扫管以及分配管；所述吹扫管一端连接至所述空压器，另一段设置于所述分配管；所述分配管设置于所述圆锥部，所述分配管上设置有成对的圆形通孔。

9.根据权利要求8所述的废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统，其特征在于，所述反应器本体顶部设置有药剂进口，所述反应器本体底部设置有支腿。