CN109179940A - 油泥热处理装置及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油泥热处理装置及其处理方法，该装置包括干化模块、热裂解模块、热氧化模块和烟气处理模块；热裂解模块设置在热氧化模块内，热氧化模块为热裂解模块提供裂解油泥的热源，热裂解模块为热氧化模块提供裂解燃料；热氧化模块的烟气出口连接干化模块，热氧化模块为干化模块提供干化油泥的热源，烟气处理模块与干化模块连接处理系统尾气；本发明将油泥热处理中的干化、热裂解、热氧化集成为模块式一体化处理装置，最终实现含油污泥的减量化、资源化、无害化，对油田的可持续发展具有重要的环境效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及含油污泥处理技术领域，涉及含油污泥减量化、无害化、资源化处置，特别涉及一种油泥热处理装置及其处理方法。
背景技术
含油污泥又称油泥，是石油天然气开采、储运、精炼过程中产生的由原油、水和无机矿物质组成的工业固体废物。含油污泥中包含的石油类物质处理不当会对大气、水体及土壤造成严重污染；部分稠环芳烃及其衍生物具有较强的致癌致畸作用，对人体健康及生态系统构成威胁，含油污泥已经作为危险废物被明确列入《国家危险废物名录》。油泥产量逐年攀升，国内年产超过400万吨，全球堆存含油污泥上亿吨，然而现有技术很难在不产生二次污染的前提下对油泥进行无害化资源化处理。
目前国内含油污泥处理方法，主要可分为减量化处理方法，如调质、热洗、三相分离、干化等，通过将油泥中原油和无机组分进行分离，回收石油资源，同时达到减量目的，该方法无法实现油泥的无害化处置；另一种传统处理方法主要以无害化为目的，如填埋、微生物分解、焚烧等，该方法原油得不到回收利用，且存在二次污染等缺陷。
发明内容
本申请提供一种油泥热处理装置及其处理方法，解决现有技术中油泥处理效率低、耗能高、污染大的问题。
一种油泥热处理装置,包括干化模块、热裂解模块、热氧化模块和烟气处理模块；所述热裂解模块设置在热氧化模块内，热氧化模块为热裂解模块提供裂解油泥的热源，热裂解模块为热氧化模块提供裂解燃料；所述热氧化模块的烟气出口连接干化模块，热氧化模块为干化模块提供干化油泥的热源，所述烟气处理模块与干化模块连接。
进一步的，所述干化模块包括卸料仓、油泥干化室和滑板密封料仓，卸料仓和油泥干化室之间通过第一螺旋输送机连接，油泥干化室和滑板密封料仓之间通过链条输送装置连接；所述热裂解模块包括密闭缓冲箱和热裂解室，所述密闭缓冲箱通过第二螺旋输送机连接滑板密封料仓；所述热氧化模块包括热氧化室、锁风储存箱和尾渣储存箱，所述热裂解室设置在热氧化室内，热裂解室的残渣出口连接锁风储存箱，热裂解室的裂解燃料出口连接冷却喷淋塔和氧化室，锁风储存箱连接热氧化室，热氧化室的尾渣出口通过水冷夹套螺旋输送装置连接尾渣储存箱，热氧化室的烟气出口连接干化室，干化室连接烟气净化处理系统。
进一步的，所述链条输送装置为密闭输送装置，所述密闭料仓为滑板密闭料仓。
进一步的，所述热解室为绝氧结构。
进一步的，所述冷却喷淋塔外接油水分离装置。
进一步的，所述烟气净化处理系统包括依次连接的控温降温器、二次燃烧室、急冷换热器、旋风除尘装置、布袋除尘器、经引风机、经脱硫塔和烟囱。
进一步的，所述氧化室外接柴油储罐。
一种油泥热处理方法, 包括以下步骤：
步骤一、对油泥进行干化处理去除水分；
步骤二、对干化油泥进行热裂解处理；
步骤三、对热裂解后的油泥残渣进行热氧化处理；
步骤四、对热氧化后的尾渣降温存储；
所述步骤二中热裂解处理所需的热量由步骤三中热氧化处理过程提供；所述步骤一中干化处理所需的热量由步骤三中热氧化处理过程提供；所述步骤三中热氧化处理过程中的燃料由步骤二中热裂解处理过程提供。
进一步的，对步骤一、步骤三产生的尾气进行无害化处理。
进一步的，步骤三中，热氧化处理过程外加燃料源。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明将干化装置、热裂解装置、热氧化装置、烟气处理装置进行模块化组合，形成多位一体模块化装置，其适应性广、实际应用性强，可保障处理后尾渣含油率远远低于0.3%；本发明热氧化室产生的热量经热裂解室、干化室循环利用，可减少运行成本，极大的节约了能源；
2、本发明具有干化+热裂解+热氧化功能，可将油泥中油分转化为可燃气体和轻质油分，在自供热氧化能源的基础上，能够实现剩余资源的回收，可实现油泥处置的资源化和无害化；
3、本发明产生的烟气经控温降温器、二燃室、急冷换热器、旋风除尘器净化、布袋式除尘器净化和脱硫装置处理后，烟气的净化效果好，能完全实现达标排放。
附图说明
图1是本发明装置的整体结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
油泥热处理资源化模块化集成装置是以石油天然气开采、储运、精炼过程中产生的各类含油污泥为研究对象，在对各类含油污泥成分分析的基础上，系统地研究含油污泥的干化、热裂解和热氧化处理技术，进行关键设备研发，开展工程示范与应用，形成适合石油天然气开采、储运、精炼过程中产生的各类含油污泥特征的资源化模块化集成装置。该模块化集成装置对油泥进行减量化、无害化处置基础上，实现资源化回收利用，对油田行业的发展具有重要的现实意义。
一种油泥热处理资源化模块化集成装置，其组成结构如图1所示，包括干化模块、热裂解模块、热氧化模块和烟气处理模块；热裂解模块设置在热氧化模块内，热氧化模块为热裂解模块提供裂解油泥的热源，热裂解模块为热氧化模块提供裂解燃料；热氧化模块的烟气出口连接干化模块，热氧化模块为干化模块提供干化油泥的热源，烟气处理模块与干化模块连接。
具体的，干化模块包括卸料仓1、油泥干化室3和滑板密封料仓5，卸料仓1和油泥干化室3之间通过第一螺旋输送机2连接，油泥干化室3和滑板密封料仓5之间通过链条输送装置4连接；热裂解模块包括密闭缓冲箱7和热裂解室8，密闭缓冲箱7通过第二螺旋输送机6连接滑板密封料仓5；热氧化模块包括热氧化室10、锁风储存箱9和尾渣储存箱12，热裂解室8设置在热氧化室10内，热裂解室8的残渣出口连接锁风储存箱9，热裂解室8的裂解燃料出口连接冷却喷淋塔13和氧化室10，锁风储存箱9连接热氧化室10，热氧化室10的尾渣出口通过水冷夹套螺旋输送装置连接尾渣储存箱12，热氧化室10的烟气出口连接干化室3，干化室3连接烟气净化处理系统。
链条输送装置4为密闭输送装置，密闭料仓5为滑板密闭料仓；缓冲箱7为起密封作用的物料缓冲箱，储存箱9为具有锁风密闭装置的储料仓，储存箱12是具有重力挡板装置的尾渣储存箱，以上装置主要是防止物料或烟气与空气接触。
热解室8为绝氧结构，热解室8外部在热氧化室10的空间内，为间接加热的方式。热裂解效果可通过油泥在裂解室的停留时间调整，可充分利用热氧化室10空间的热量，同时保障裂解效果。
烟气净化处理系统包括依次连接的控温降温器16、二次燃烧室17、急冷换热器18、旋风除尘装置19、布袋除尘器20、经引风机21、经脱硫塔22和烟囱23。
干化室3的油泥和热解室8的烟气是直接接触，烟气余热可对物料直接加热，产生的水蒸气经控温降温器16冷却去除，少量非冷凝性气体在二次燃烧室17燃烧，同时可在二次燃烧室17助燃。
裂解室8产生的裂解气可进入冷却喷淋塔13，也可直接进入热氧化室10燃烧，冷却喷淋塔顶部设有水喷洒装置，裂解气直接进入热氧化室，裂解气管线终端设有气体均匀分散装置，可保障气体充分燃烧。
尾渣出料螺旋输送机为具有水冷夹套的螺旋输送装置，可保障出料温度低于60℃，尾渣储存箱12设有重力挡板装置，防止空气进入出料螺旋系统。
冷却喷淋塔13外接油水分离装置，对热裂解室8裂解的污水进行油水分离处理。
氧化室10外接柴油储罐15，在裂解能源不足的情况下，可以为氧化室10提供备用的燃烧能源。
本发明还提出了一种油泥热处理方法，下面给出该方法的一个具体实施例，主要包括以下步骤：
（1）将含油污泥卸入卸料仓1中，然后通过螺旋输送机2将油泥送入油泥干化室3，油泥在干化室与烟气直接接触，干化室温度控制为100-115℃，油泥在干化室完成干化处理。
（2）经干化室3干化后的残渣含水率约在30%-40%，然后经密封式链条输送装置4，将低含水油泥输送进入滑板密封的料仓5，经螺旋输送机6，进入具有密闭功能的缓冲箱7，然后进入热裂解室8。
（3）热裂解室8的控制温度为400-600℃，油泥在绝氧状态下发生裂解反应，将油泥中的原油等有机物转化为固体残渣、轻质油分和可燃气。裂解室8产生的裂解气，进入冷却喷淋塔13或直接进入热氧化室10，通过喷洒装置，均匀燃烧，为系统提供能量。冷却喷淋塔13产生的油水混合物进入油水分离装置14。
（4）裂解处理后的残渣经出料螺旋输送机送至具有锁风密闭装置的储存箱9，然后进入热氧化室10。
（5）热氧化室10控制温度为850-1000℃，氧化室热量的提供主要是热裂解可燃气，当可燃气不足时，由柴油储罐15经燃烧器为系统提供部分热量，让热裂解后残渣彻底进行热氧化处理，经热氧化室10处理后尾渣经具有水冷功能的螺旋输送装置11，送至具有重力挡板装置的尾渣储存箱12。
（6）氧化室10热氧化产生的热量用于给热解室8和干化室3提供热量，最终烟气由干化室3引出后先进入控温降温器16去除水蒸气，然后经二次燃烧室17将温度升高至900-1100℃，进行彻底燃烧，去除有害物质二噁英等，然后进入具有气水热交换功能急冷换热器18，将温度降至180-200℃，经旋风除尘装置19第一步除尘净化，然后约160-180℃烟气经布袋除尘器20进一步净化，然后经引风机21、脱硫塔22处理后约50℃的烟气经烟囱23达标外排。
综上，本发明通过将油泥干化、热裂解、热氧化处理，可将油泥中矿物油等有机物转化为可燃气、轻质油分，用于热氧化系统自用或经油水分离装置进行回收；最终产生的固体残渣含油率远远低于0.3%，可用于油田铺设油田井场、等级公路或用作工业生产原料综合利用；系统产生的烟气经烟气净化系统处理后完全可达到环保要求的排放标准，达标排放。通过本发明将油泥热处理中的干化模块、热裂解、热氧化模块集成组合，最终实现含油污泥的减量化、资源化、无害化，对油田的可持续发展具有重要的环境效益和社会效益。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种油泥热处理装置,其特征在于：包括干化模块、热裂解模块、热氧化模块和烟气处理模块；所述热裂解模块设置在热氧化模块内，热氧化模块为热裂解模块提供裂解油泥的热源，热裂解模块为热氧化模块提供裂解燃料；所述热氧化模块的烟气出口连接干化模块，热氧化模块为干化模块提供干化油泥的热源，所述烟气处理模块与干化模块连接。
2.根据权利要求1所述油泥热处理装置，其特征在于：所述干化模块包括卸料仓（1）、油泥干化室（3）和滑板密封料仓（5），卸料仓（1）和油泥干化室（3）之间通过第一螺旋输送机（2）连接，油泥干化室（3）和滑板密封料仓（5）之间通过链条输送装置（4）连接；所述热裂解模块包括密闭缓冲箱（7）和热裂解室（8），所述密闭缓冲箱（7）通过第二螺旋输送机（6）连接滑板密封料仓（5）；所述热氧化模块包括热氧化室（10）、锁风储存箱（9）和尾渣储存箱（12），所述热裂解室（8）设置在热氧化室（10）内，热裂解室（8）的残渣出口连接锁风储存箱（9），热裂解室（8）的裂解燃料出口连接冷却喷淋塔（13）和氧化室（10），锁风储存箱（9）连接热氧化室（10），热氧化室（10）的尾渣出口通过水冷夹套螺旋输送装置连接尾渣储存箱（12），热氧化室（10）的烟气出口连接干化室（3），干化室（3）连接烟气净化处理系统。
3.根据权利要求2所述油泥热处理装置，其特征在于：所述链条输送装置（4）为密闭输送装置，所述密闭料仓（5）为滑板密闭料仓。
4.根据权利要求2或3所述油泥热处理装置，其特征在于：所述热解室（8）为绝氧结构。
5.根据权利要求4所述油泥热处理装置，其特征在于：所述冷却喷淋塔（13）外接油水分离装置。
6.根据权利要求5所述油泥热处理装置，其特征在于：所述烟气净化处理系统包括依次连接的控温降温器（16）、二次燃烧室（17）、急冷换热器（18）、旋风除尘装置（19）、布袋除尘器（20）、经引风机（21）、经脱硫塔（22）和烟囱（23）。
7.根据权利要求6所述油泥热处理装置，其特征在于：所述氧化室（10）外接柴油储罐（15）。
8.一种油泥热处理方法,其特征在于： 包括以下步骤：
步骤一、对油泥进行干化处理去除水分；
步骤二、对干化油泥进行热裂解处理；
步骤三、对热裂解后的油泥残渣进行热氧化处理；
步骤四、对热氧化后的尾渣降温存储；
所述步骤二中热裂解处理所需的热量由步骤三中热氧化处理过程提供；所述步骤一中干化处理所需的热量由步骤三中热氧化处理过程提供；所述步骤三中热氧化处理过程中的燃料由步骤二中热裂解处理过程提供。
9.根据权利要求8所述的油泥热处理方法，其特征在于：对步骤一、步骤三产生的尾气进行无害化处理。
10.根据权利要求9所述的油泥热处理方法，其特征在于：步骤三中，热氧化处理过程外加燃料源。
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| CN201811227172.7A Withdrawn CN109179940A (zh) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | 油泥热处理装置及其处理方法 |
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2018
- 2018-10-22 CN CN201811227172.7A patent/CN109179940A/zh not_active Withdrawn
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