CN109574426A - 一种含油污染物无害化资源化处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种含油污染物无害化资源化处理装置及方法，该装置包括分离单元和脱水脱附单元，所述分离单元包括原料调配池和旋流气浮器，所述脱水脱附单元包括压滤机、烘干破碎机、热脱附炉、油气冷凝分离器和热风炉。将含油污染物送入分离单元，分离出油品送入油罐存储，排出渣送入脱水脱附单元，在此单元中有加热脱附装置，将残渣加热至450～650℃，将残渣中残留小分子有机物加热脱附出来，将大分子有机物加热分解，获得高附加值油品。本发明为含油废弃物无害化资源化处理提供了一条全新路径；将含油废弃物变废为宝，从其中回收大量高附加值油品资源；本发明有效缓解了企业、社会环保压力，避免含油废弃物对土壤、空气等环境造成污染。
Description
技术领域
本发明涉及固废/危废处理领域，具体地说是涉及含油污染物的处理，更为具体地说是涉及一种含油污染物无害化资源化处理装置及方法。
背景技术
含油污染物是石油石化行业在石油开采、储运和炼化等生产过程中产生的主要污染之一。含油污染物中石油含量较高，而且含有多种药剂，极难分离和处理，并含有大量细菌、有毒物质、重金属盐等复杂成分且毒性高，被列为《国家危险废物名录》HW08类危废物。若不经处理而直排会对周边环境造成严重污染甚至影响到人类健康。因此，含油污染物的处理十分迫切。目前，含油污染物的处理有多种方式，但从工业化项目上看效果都不太理想，尤其是不能同时满足无害化与资源化的需求。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供一种含油污染物无害化资源化处理装置及方法。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种含油污染物无害化资源化处理装置，包括分离单元和脱水脱附单元，所述分离单元包括原料调配池和旋流气浮器，所述脱水脱附单元包括压滤机、烘干破碎机、热脱附炉、油气冷凝分离器和热风炉；
在原料调配池的内部设置有搅拌器，在原料调配池的顶部设置有原料进口和药剂进口，在原料调配池的底部设置有物料出口；
所述旋流气浮器包括壳体，所述壳体从下至上依次划分为相连通的旋流混合段和气浮段，所述旋流混合段呈圆锥体形状，在旋流混合段的中上部设置有物料进口，所述物料进口与原料调配池底部的物料出口相连通，在旋流混合段的底部设置有渣浆出口；所述气浮段呈中空的圆柱体形状，气浮段的内径与旋流混合段的上端口内径相等，在气浮段上设置有水出口和油出口；
所述压滤机上设置有渣浆进口、滤液出口和滤渣出口，渣浆进口与旋流气浮器的渣浆出口相连通；
所述烘干破碎机上设置有滤渣进口和粉料出口，滤渣进口与压滤机上的滤渣出口相连通；
所述热脱附炉上设有粉料进口、干粉出口和油气出口，粉料进口与烘干破碎机上的粉料出口相连通；
所述油气冷凝分离器上设有油气进口、不凝气出口和油品出口，油气进口与热脱附炉上的油气出口相连通，不凝气出口与热风炉进口相连接，热风炉出口连接烘干破碎机。
优选的，所述旋流混合段的中下部还设置有循环液出口，在旋流混合段的上部设置有循环液进口，在循环液出口和循环液进口之间连接有料液循环管道，在料液循环管道上设置有循环泵。
优选的，所述物料进口与旋流混合段的内壁呈切向布置，物料进口还与空气射流管道相连接；在旋流混合段上且与物料进口相邻处设置有用于发泡的曝气装置。
优选的，所述气浮段还与絮凝剂添加管道相连接。
优选的，所述压滤机采用板式压滤机。
一种含油污染物无害化资源化处理方法，采用如上所述的装置，包括以下步骤：
(1)将含油污泥从原料进口添加至原料调配池，药剂经药剂进口添加至原料调配池，在原料调配池中含油污泥与药剂进行搅拌混合，对含油污泥调质，经调质后的含油污泥从物料出口排出，并输送至旋流气浮器的物料进口，经物料进口进入旋流气浮器的旋流混合段；
(2)在旋流混合段中，经调质后的含油污泥从下部延壁面切向入口送入，并混杂着大量气泡高速射入，在旋流混合段中旋转，大量固体颗粒由于离心和重力双重作用，与油品相分离，渣液由底部渣液出口排出；
气泡迅速上浮，由于气泡的亲油疏水性，大量油品被气泡带入上部气浮段，同时经絮凝剂添加管道向气浮段中加入絮凝剂，促进固体颗粒团聚成大颗粒，大颗粒的固体渣逐渐下沉至旋流段，最终通过渣液出口排出；
在气浮段中，油品与水经静置分层后，油品由油出口排出，水由水出口排出；
(3)渣液出口排出的渣浆经渣浆进口进入脱水脱附单元的压滤机中，通过物理挤压过滤，获得滤液和滤渣，滤液经滤液出口排出，进行后续净化处理，滤渣经滤渣出口排出并送入烘干破碎机的滤渣进口；
(4)在烘干破碎机中，来自热风炉的高温烟气将滤渣烘干，再经破碎后，形成干粉；
(5)干粉随烟气从粉料出口排出，并经粉料进口进入热脱附炉中，将干粉中残留小分子有机物加热脱附出来，将大分子有机物加热分解，获得固体干粉渣和高温油气，固体干粉渣经干粉出口排出，高温油气经油气出口排出；
(6)经油气出口排出的高温油气输送至油气冷凝分离装置中，经冷凝分离，获得不凝气和高附加值油品，不凝气经不凝气出口排出后输送至热风炉，高附加值油品经油品出口排出。
步骤(1)中：所述含油污泥中水的含量为70％～95％，以重量计；所述药剂的添加量为含油污泥重量的0.2％～2％。
步骤(2)中：旋流混合段还通过料液循环管道和循环泵进行液体多次循环。
步骤(3)中：经压滤机脱水后滤渣含水量≤50％。
步骤(5)中：所述热脱附炉中压力为常压，加热温度为450-650℃。
本发明的有益技术效果是：
(1)本发明为含油废弃物无害化资源化处理提供了一条全新路径。
(2)本发明将含油废弃物变废为宝，从其中回收大量高附加值油品资源。
(3)本发明有效缓解了企业、社会环保压力，避免含油废弃物对土壤、空气等环境造成污染。
(4)本发明采用旋流气浮器能够在前端进行含油废弃物部分减量化处理，降低后续干燥、热脱附、冷凝净化工序负荷，降低企业投资和运行成本，同时提高油品回收率。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明含油污染物无害化资源化处理方法的工艺流程图；
图2为本发明含油污染物无害化资源化处理装置的结构原理示意图。
具体实施方式
结合附图，一种含油污染物无害化资源化处理装置，包括分离单元1和脱水脱附单元2，所述分离单元1包括原料调配池1-1和旋流气浮器1-2，所述脱水脱附单元2包括压滤机2-1、烘干破碎机2-2、热脱附炉2-3、油气冷凝分离器2-4和热风炉2-5。
在原料调配池1-1的内部设置有搅拌器13，在原料调配池的顶部设置有原料进口11和药剂进口12，在原料调配池的底部设置有物料出口14。所述旋流气浮器1-2包括壳体，所述壳体从下至上依次划分为相连通的旋流混合段和气浮段，所述旋流混合段呈圆锥体形状，在旋流混合段的中上部设置有物料进口15，所述物料进口15与原料调配池底部的物料出口相连通，在旋流混合段的底部设置有渣浆出口20。所述气浮段呈中空的圆柱体形状，气浮段的内径与旋流混合段的上端口内径相等，在气浮段上设置有水出口17和油出口16。
所述压滤机上设置有渣浆进口21、滤液出口22和滤渣出口23，渣浆进口21与旋流气浮器的渣浆出口20相连通。所述烘干破碎机上设置有滤渣进口24和粉料出口25，滤渣进口24与压滤机上的滤渣出口23相连通。所述热脱附炉上设有粉料进口26、干粉出口27和油气出口28，粉料进口26与烘干破碎机上的粉料出口25相连通。所述油气冷凝分离器上设有油气进口29、不凝气出口30和油品出口31，油气进口29与热脱附炉上的油气出口28相连通，不凝气出口30与热风炉2-5的进口相连接，热风炉2-5的出口连接烘干破碎机2-2。
作为对本发明的进一步设计，所述旋流混合段的中下部还设置有循环液出口18，在旋流混合段的上部设置有循环液进口19，在循环液出口和循环液进口之间连接有料液循环管道，在料液循环管道上设置有循环泵。通过物料循环管道可将中下部未完全分离的物料循环输送至旋流混合段上部，继续分离直至完全分离。
进一步的，所述物料进口与旋流混合段的内壁呈切向布置，物料进口还与空气射流管道相连接。在旋流混合段上且与物料进口相邻处设置有用于发泡的曝气装置。上述循环液进口也与旋流混合段的内壁呈切向布置，在循环液进口处也连接空气射流管道。
更进一步的，所述气浮段还与絮凝剂添加管道相连接，以用于需要时添加絮凝剂。
上述压滤机采用板式压滤机。板式压滤机和热脱附炉(热分解炉)均采用现有成熟产品设计。所述粉料进口设置于热分解炉的中部，热分解炉采用辐射管为热源，为回转式装备。
一种含油污染物无害化资源化处理方法，采用如上所述的装置，包括以下步骤：
(1)将含油污泥从原料进口添加至原料调配池，药剂经药剂进口添加至原料调配池，在原料调配池中含油污泥与药剂进行搅拌混合，对含油污泥调质，经调质后的含油污泥从物料出口排出，并输送至旋流气浮器的物料进口，经物料进口进入旋流气浮器的旋流混合段。
(2)在旋流混合段中，经调质后的含油污泥从下部延壁面切向入口送入，并混杂着大量气泡高速射入，在旋流混合段中高速旋转，大量固体颗粒由于离心和重力双重作用，与油品相分离，渣液由底部渣液出口排出。气泡迅速上浮，由于气泡的亲油疏水性，大量油品被气泡带入上部气浮段，同时经絮凝剂添加管道向气浮段中加入絮凝剂，促进固体颗粒团聚成大颗粒，大颗粒的固体渣逐渐下沉至旋流段，最终通过渣液出口排出。在气浮段中，油品与水经静置分层后，油品由油出口排出，水由水出口排出。
(3)渣液出口排出的渣浆经渣浆进口进入脱水脱附单元的压滤机中，通过物理挤压过滤，获得滤液和滤渣，滤液经滤液出口排出，进行后续净化处理，滤渣经滤渣出口排出并送入烘干破碎机的滤渣进口。
(4)在烘干破碎机中，来自热风炉的高温烟气将滤渣烘干，再经破碎后，形成干粉。
(5)干粉随烟气从粉料出口排出，并经粉料进口进入热脱附炉中，将干粉中残留小分子有机物加热脱附出来，将大分子有机物加热分解，获得固体干粉渣和高温油气，固体干粉渣经干粉出口排出，高温油气经油气出口排出。
(6)经油气出口排出的高温油气输送至油气冷凝分离装置中，经冷凝分离，获得不凝气和高附加值油品，不凝气经不凝气出口排出后输送至热风炉，高附加值油品经油品出口排出。
步骤(1)中：所述含油污泥中水的含量为70％～95％，以重量计；所述药剂的添加量为含油污泥重量的0.2％～2％。
步骤(3)中：经压滤机脱水后滤渣含水量≤50％。
步骤(5)中：所述热脱附炉中压力为常压，加热温度为450-650℃。
本发明涉及一种含油污染物无害化资源化处理装置及工艺，该工艺将含油污染物送入分离单元，分离出油品送入油罐存储，排出渣送入脱水脱附单元，在此单元中有加热脱附装置，将残渣加热至450～650℃，将残渣中残留小分子有机物加热脱附出来，将大分子有机物加热分解，获得高附加值油品，排出的固体渣满足相应国家标准和规定。
本发明对含油污染物的无害化资源化处理，具体过程如下：
(1)分离单元：将调配适当浓度的含油污染物，在添加适量药剂后，送入分离装置(旋流气浮器)中，物料和空气混合由装置中部进入，并在中下部设置一定数量出口，未分离完全的液体通过水泵，在后端混入空气后继续分离。进料口与管壁呈切向进入，原料进入旋流段后高速旋转，并在进料口处设置发泡装置，空气混入后呈微小气泡状进入装置，在装置中物料转速可达1500～3000转/min；在高速旋转过程中，并在药剂共同作用下，含油污染物中油品与固体渣迅速分离，同时由于原料在进料过程中与大量气泡充分接触，气泡同时进一步促进油与渣分离，并带着油进入气浮段。在气浮段中，大量气泡迅速上浮，由于气泡的亲油疏水性，大量油品被气泡带入上部气浮段，同时在气浮段内适量加入絮凝剂，促进固体颗粒团聚成大颗粒，大颗粒的固体渣逐渐下沉至旋流段，最终通过排渣口排出；排出的残渣送入后续单元。
所述适当浓度含油污染物中含水70～95％。所述药剂添加量为0.2～2％。所述分离装置可选择旋流-气浮一体机。
(2)脱水脱附单元：来自分离单元的残渣通过脱水装置脱除大部分水分，脱水后的固体送入烘干破碎机，采用高温气体(高温烟气或高温惰性气体)加热至100℃左右，将渣中水分烘干，并同时将固体破碎成细粉，以高温气体为载气送入脱附装置，在装置内设置加热装置(如辐射管等)，将粉料加热至450～650℃，将残渣中残留小分子有机物加热脱附出来，将大分子有机物加热分解，获得高附加值油品，排出的固体渣满足相应国家标准和规定。
所述脱水装置为离心脱水机或压滤机；所述脱水后固体含水量≤50％；所述烘干破碎装置为烘干破碎机；所述高温气体为高温烟气，温度≥400℃；所述烘干破碎机的出口温度＞90℃；所述分解装置为立式炉或回转窑等；所述加热装置为辐射管、加热棒、加热翅片、加热板、燃料烧嘴等；脱附单元中加热温度为450～650℃，反应压力为常压。
下面结合本发明的具体应用实例进行更为具体的说明：
含油污染物：采用黑龙江某地油泥；
油泥含水：80％，含油：10％，含固：10％。
将油泥与破乳剂在原料调配池中按一定比例调配，药剂加入量为0.1％，经调质后物料由渣浆泵输送入旋流气浮机中，从装置下部延壁面切向入口送入，并在入口处设置曝气装置(气泡发生器)，油泥混杂着大量气泡高速射入装置内，在旋流段液体转速达到2200r/min，大量固体颗粒由于离心和重力双重作用，与油品相分离，渣液由底部排渣口排出。而且在下部设有循环装置，能够实现液体多次循环，进一步提高其处理效果。大量气泡和油品及水上升进入气浮段，大量气泡迅速上浮，由于气泡的亲油疏水性，大量油品被气泡带入上部缓冲段，同时在气浮段内适量加入絮凝剂，促进固体颗粒团聚成大颗粒，大颗粒的固体渣逐渐下沉至旋流段，最终通过排渣口排出。油品与水经静置分层后，油品由上部油品出口排出，水由中上部水出口排出。渣浆(含水75％)进入脱水脱附单元的板式压滤机中，通过物理挤压过滤，获得滤渣(含水37％)，滤液净化处理。滤渣送入烘干破碎机进料口，来自热风炉的高温烟气(650℃)将烘干破碎机中物料烘干，物料再经破碎后，干粉随烟气进入热脱附炉中，采用辐射管为热源，热脱附炉为回转式装备，粉料与高温辐射管直接接触，并且随炉体转动，上下翻转，有利于物料受热均匀，处理完全。将炉内干粉加热至650℃，将残渣干粉中残留小分子有机物加热脱附出来，将大分子有机物加热分解，获得固体干粉渣和高温油气，固体干粉渣经干粉出口排出，高温油气经油气出口排出。经油气出口排出的高温油气输送至油气冷凝分离装置中，经冷凝分离，获得不凝气和高附加值油品，不凝气经不凝气出口排出后输送至热风炉，高附加值油品经油品出口排出。处理过程中排出的固体渣含油率≤0.3％。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变形方式，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种含油污染物无害化资源化处理装置，其特征在于：包括分离单元和脱水脱附单元，所述分离单元包括原料调配池和旋流气浮器，所述脱水脱附单元包括压滤机、烘干破碎机、热脱附炉、油气冷凝分离器和热风炉；
在原料调配池的内部设置有搅拌器，在原料调配池的顶部设置有原料进口和药剂进口，在原料调配池的底部设置有物料出口；
所述旋流气浮器包括壳体，所述壳体从下至上依次划分为相连通的旋流混合段和气浮段，所述旋流混合段呈圆锥体形状，在旋流混合段的中上部设置有物料进口，所述物料进口与原料调配池底部的物料出口相连通，在旋流混合段的底部设置有渣浆出口；所述气浮段呈中空的圆柱体形状，气浮段的内径与旋流混合段的上端口内径相等，在气浮段上设置有水出口和油出口；
所述压滤机上设置有渣浆进口、滤液出口和滤渣出口，渣浆进口与旋流气浮器的渣浆出口相连通；
所述烘干破碎机上设置有滤渣进口和粉料出口，滤渣进口与压滤机上的滤渣出口相连通；
所述热脱附炉上设有粉料进口、干粉出口和油气出口，粉料进口与烘干破碎机上的粉料出口相连通；
所述油气冷凝分离器上设有油气进口、不凝气出口和油品出口，油气进口与热脱附炉上的油气出口相连通，不凝气出口与热风炉进口相连接，热风炉出口连接烘干破碎机。
2.根据权利要求1所述的一种含油污染物无害化资源化处理装置，其特征在于：所述旋流混合段的中下部还设置有循环液出口，在旋流混合段的上部设置有循环液进口，在循环液出口和循环液进口之间连接有料液循环管道，在料液循环管道上设置有循环泵。
3.根据权利要求1所述的一种含油污染物无害化资源化处理装置，其特征在于：所述物料进口与旋流混合段的内壁呈切向布置，物料进口还与空气射流管道相连接；在旋流混合段上且与物料进口相邻处设置有用于发泡的曝气装置。
4.根据权利要求1所述的一种含油污染物无害化资源化处理装置，其特征在于：所述气浮段还与絮凝剂添加管道相连接。
5.根据权利要求1所述的一种含油污染物无害化资源化处理装置，其特征在于：所述压滤机采用板式压滤机。
6.一种含油污染物无害化资源化处理方法，采用如权利要求1-5中所述的装置，其特征在于包括以下步骤：
(1)将含油污泥从原料进口添加至原料调配池，药剂经药剂进口添加至原料调配池，在原料调配池中含油污泥与药剂进行搅拌混合，对含油污泥调质，经调质后的含油污泥从物料出口排出，并输送至旋流气浮器的物料进口，经物料进口进入旋流气浮器的旋流混合段；
(2)在旋流混合段中，经调质后的含油污泥从下部延壁面切向入口送入，并混杂着大量气泡高速射入，在旋流混合段中旋转，大量固体颗粒由于离心和重力双重作用，与油品相分离，渣液由底部渣液出口排出；
气泡迅速上浮，由于气泡的亲油疏水性，大量油品被气泡带入上部气浮段，同时经絮凝剂添加管道向气浮段中加入絮凝剂，促进固体颗粒团聚成大颗粒，大颗粒的固体渣逐渐下沉至旋流段，最终通过渣液出口排出；
在气浮段中，油品与水经静置分层后，油品由油出口排出，水由水出口排出；
(3)渣液出口排出的渣浆经渣浆进口进入脱水脱附单元的压滤机中，通过物理挤压过滤，获得滤液和滤渣，滤液经滤液出口排出，进行后续净化处理，滤渣经滤渣出口排出并送入烘干破碎机的滤渣进口；
(4)在烘干破碎机中，来自热风炉的高温烟气将滤渣烘干，再经破碎后，形成干粉；
(5)干粉随烟气从粉料出口排出，并经粉料进口进入热脱附炉中，将干粉中残留小分子有机物加热脱附出来，将大分子有机物加热分解，获得固体干粉渣和高温油气，固体干粉渣经干粉出口排出，高温油气经油气出口排出；
(6)经油气出口排出的高温油气输送至油气冷凝分离装置中，经冷凝分离，获得不凝气和高附加值油品，不凝气经不凝气出口排出后输送至热风炉，高附加值油品经油品出口排出。
7.根据权利要求6所述的一种含油污染物无害化资源化处理方法，其特征在于，步骤(1)中：所述含油污泥中水的含量为70％～95％，以重量计；所述药剂的添加量为含油污泥重量的0.2％～2％。
8.根据权利要求6所述的一种含油污染物无害化资源化处理方法，其特征在于，步骤(2)中：旋流混合段还通过料液循环管道和循环泵进行液体多次循环。
9.根据权利要求6所述的一种含油污染物无害化资源化处理方法，其特征在于，步骤(3)中：经压滤机脱水后滤渣含水量≤50％。
10.根据权利要求6所述的一种含油污染物无害化资源化处理方法，其特征在于，步骤(5)中：所述热脱附炉中压力为常压，加热温度为450-650℃。
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