CN110652833A - 含油固废热脱附汽的成套处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种含油固废热脱附汽的成套处理系统包括有依据热脱附汽流经顺序经管道依序连通的旋风分离器、一级冷凝器、二级冷凝器、风机、碱液吸收塔和活性炭罐。一级冷凝器、二级冷凝器经管道连接有冷却器和油水处理器；热脱附汽在风机的作用下呈旋风的形式进入到旋风分离器内，实现气体与固体颗粒的分离，热脱附汽从旋风分离器的顶部排出后依次进入一级冷凝器、二级冷凝器，在进行分次冷却，冷却处理后的热脱附汽经碱液吸收塔用碱液洗涤，去除酸性有害杂质，最后由活性炭罐进行吸附净化，达到排放标准；一级、二级冷凝器均从油水处理器中获取冷却媒介，冷却媒介在进入和/或输出所述一级冷凝器、二级级冷凝器时由所述冷却器进行冷却处理。

Description

含油固废热脱附汽的成套处理系统
技术领域
本发明涉及一种适于含油污泥、油基岩屑等含油固废物料在热脱附处理时产生的热脱附汽的除尘、分级回收、净化的成套处理系统。
背景技术
传统的含油污泥、油基岩屑等处理方法为油泥制煤、燃烧及热洗脱油法。其中油泥制煤由于需求量小，目前虽有应用，但不能解决现场堆积量大的问题；燃烧产生的烟道气对环境造成的二次污染较大，目前国内环保法已不提倡；热洗脱油法在大庆油田最近几年开始进行，目前看主要是效果不好，热洗后污泥含油量仍难达到国家要求的无害化指标。
热脱附方法是近年国际上用于含油污泥、油基岩屑等处理的新型技术。通过对含油污泥加热，使污泥升温到足够温度，使挥发性烃类物(油份)从泥中挥发、分离出来，泥土因而得以净化。分离出来的挥发性烃类物经再处理，进行回用或燃烧排放。与其他技术相比，热脱附法具有高效、快速、无二次污染、安全及保证达到无害化指标的优势，该技术近年得到国家有关部门及相关行业的认可并迅速推广。但是热脱附汽是热脱附方法处理过程中产生的水蒸气、挥发性烃类物和固体粉尘颗粒的混合物，目前现有的热脱附汽处理工艺以喷淋洗涤为主，回收油品质低，产生废水量大，后续处理难度大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种含油固废热脱附汽的成套处理系统，利用分级定向回收技术提高回收油品质，缩减废水量，降低后续处理难度。
本发明中含油固废热脱附汽的成套处理统，为直接或间接热脱附处理装置的配套处理单元，包括有依据热脱附汽流经顺序经管道依序连通的旋风分离器、一级冷凝器、二级冷凝器、风机、碱液吸收塔和活性炭罐，所述一级冷凝器、二级冷凝器经管道连接有冷却器和油水处理器；从热脱附处理装置出来的热脱附汽在所述风机的作用下呈旋风的形式进入到所述旋风分离器内，在所述旋风分离器内部实现气体与固体颗粒的分离，所述热脱附汽从所述旋风分离器的顶部排出后依次进入所述一级冷凝器、所述二级冷凝器，在所述一级冷凝器、所述二级冷凝器内进行分次冷却，冷却处理后的热脱附汽经所述碱液吸收塔用碱液洗涤，去除酸性有害杂质，最后由所述活性炭罐进行吸附净化，达到排放标准；
所述一级冷凝器和二级冷凝器均从所述油水处理器中获取冷却媒介，所述冷却媒介在进入和/或输出所述一级冷凝器、二级级冷凝器时由所述冷却器进行冷却处理。
优选地，所述一级冷凝器利用油泵获取所述油水处理器中的油作为冷却媒介，对所述热脱附汽进行首次冷却处理，所述二级冷凝器利用水泵获取所述油水处理器中的水作为冷却媒介，对所述热脱附汽进行二次冷却处理。
优选地，所述旋风分离器包括有呈桶状的密闭式壳体，所述密闭式壳体内部从上往下依序形成有布气区、分离区、集气区和集尘区，所述布气区设置有从所述壳体侧壁切向进入能在所述壳体内能形成旋风式进气的气体入口，所述壳体的顶部设置有气体出口，所述气体出口为延伸进入所述壳体内部能导出所述集气区内呈漩涡式上升气流的直立管，所述壳体的底部设置有出料口，所述出料口连接所述集尘区。
优选地，所述壳体包括有上下密封连接的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体呈圆筒状，所述第二壳体呈倒圆锥状。
优选地，所述一级冷凝器和二级冷凝器为喷淋式冷凝器和/或换热式冷凝器。
优选地，所述碱液吸收塔内部自上往下形成有聚结除液区、喷淋区，填料区和储碱液区，所述二级冷凝器处理后的热脱附汽进入所述碱液吸收塔侧壁的气体进口后，经所述填料区、喷淋区、聚结除液区后从所述碱液吸收塔顶部的气体出口输出，在热脱附汽的流动过程中使用碱液对热脱附汽进行洗涤，去除酸性有害杂质，所述碱液吸收塔外配设有用于连通所述储碱液区、喷淋区并使碱液循环使用的碱液循环泵。
优选地，所述碱液吸收塔包括有上下扣合密封连接的上筒体、下筒体，所述下筒体的侧壁上设置所述气体进口，所述上筒体的顶部设置所述气体出口，同时，在所述下筒体的底部设有连通所述碱液循环泵的碱液出口，在所述上筒体的侧壁上设有连通所述碱液循环泵的碱液进口。
优选地，所述油水处理器包括有回收油缓冲箱、回收油箱、油水分离箱、回收水箱，所述回收油缓冲箱内设有换热管；所述油水分离箱内设有用于回收冷凝水中浮油的收油槽或浮动收油器；所述回收油缓冲箱、油水分离箱底部设有排泥管，所述回收油箱经管道连通所述一级冷凝器的冷却媒介进口，所述一级冷凝器的冷却媒介出口连通所述回收油缓冲箱；所述回收水箱经管道连通所述二级冷凝器的冷却媒介进口，所述二级冷凝器的冷却媒介出口连通所述油水分离箱。
优选地，所述回收油缓冲箱、油水分离箱的油、水进液管均插入到液面下。
优选地，所述回收油缓冲箱、油水分离箱底部的排泥管连接作油水分离用的离心机，所述回收水箱连接所述二级冷凝器的管道中连接有过滤器。
本发明中含油固废热脱附汽的成套处理系统作为直接或间接热脱附装置的配套单元使用，利用风机提供气体运动动力，使热脱附汽依次通过旋风分离器除尘、一级冷凝器和二级冷凝器分级定向回收油和水，由碱液吸收塔和活性炭罐吸附，实现气体的净化，并实现回用或达标排放；而从一级冷凝器回收的油可循环喷淋使用，余油冷却外排，二级冷凝器回收的水经油水分离和离心机做二次分离净化处理，再次回用或余水外排；二次油水分离产生的泥渣，则返回热脱附装置再次处理。
本发明对热脱附汽采用多级分级定向冷凝回收再净化的处理方式，解决了喷淋洗涤造成的污染水量大、水处理工艺复杂的问题，定向回收油品质高且无需额外处理，清水消耗量极低，后续回收水量小且易处理，设备操作简单，运行稳定可靠。
附图说明
图1为本发明中脱附汽成套处理系统的组成示意图。
图2为本发明中旋风分离器的结构示意图。
图3为本发明中喷淋式冷凝器的结构示意图。
图4为本发明中换热式冷凝器的结构示意图。
图5为本发明中碱液吸收塔的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
如图1所示，本发明中含油固废热脱附汽的成套处理系统与含油污泥、油基岩屑等含油固废物料直接或间接热脱附处理装置配套使用，用于热脱附处理过程中产生的热脱附汽的净化回收处理，包括依据热脱附汽流经顺序经管道依序连通的旋风分离器1、一级冷凝器2、二级冷凝器3、风机4、碱液吸收塔5、活性炭罐6，其中一级冷凝器2、二级冷凝器3经管道连接有冷却器7和油水处理器10，为了对油水处理器10中的油、水作进一步处理，还可以设有与油水处理器10连接的过滤器8和离心机9。
本发明中含油固废热脱附汽的成套处理系统利用风机4作为整套系统气体运动的动力源，设置在二级冷凝器3和碱液吸收塔5中间的气体管道上，在风机4前端的气体管道内由于吸气产生负压真空，风机4后端的气体管道内形成正压排气。使热脱附处理装置出来的热脱附汽(以下也简称为气体)在风机4的作用下呈旋风的形式进入到旋风分离器1内，在旋风分离器1内部实现气体与固体颗粒的分离，气体从旋风分离器1的顶部排出后依次进入一级冷凝器2、二级冷凝器3，在一级冷凝器2、二级冷凝器3内进行分次冷却，经冷却处理后的气体经碱液吸收塔5用碱液洗涤，去除酸性有害杂质，最后由活性炭罐6进行吸附净化，达到排放标准；用于一级冷凝器2和二级冷凝器3的冷却媒介，均由油泵或水泵从油水处理器10中获取，并且从油水处理器10获取的冷却媒介在进入和/或输出一级冷凝器2、二级级冷凝器3时由冷却器7进行冷却处理，确保进入一级冷凝器2、二级级冷凝器3的冷却媒介的温度，对于气体进行有效的冷却处理。
具体结构与工作过程如下：
如图2所示，旋风分离器1包括有呈桶状的密闭式壳体18，密闭式壳体18内部从上往下依序形成有布气区、分离区、集气区和集尘区，优选地，壳体18为由耐高温、耐磨金属，如碳钢或不锈钢制成的密闭式壳体。具体地，壳体18包括有呈圆筒状的第一壳体11和呈倒圆锥状的第二壳体12，第一壳体11与第二壳体12之间密封连接，在第一壳体11的顶部设有螺旋式气体入口13，该螺旋式气体入口13与第一壳体11顶部的侧壁切向连接，使从气体入口13进入的热脱附汽呈螺旋状(也称旋风式)的方式进入到壳体18内部，形成布气区。在第一壳体11内形成分离区，在第一壳体11与第二壳体12的连接处形成集气区，在第二壳体12内部形成集尘区。第二壳体12底部设有灰斗17、锁气器14和出料口15，同时在第一壳体11顶部的中间位置密封设置有气体出口16，气体出口16为一与第一壳体11密封连接的直立管，该直立管从第一壳体11顶部延伸进入到第一壳体11内部，并进入集气区，用于导出在集气区内形成的呈漩涡形式上升的气流。
从热脱附装置产生的热脱附汽在风机4的抽吸作用下，经螺旋气体入口13高速切向进气，形成激烈的旋风涡流，紧贴旋风分离器1壳体18内壁快速旋转，在离心力作用下，重质的固体颗粒物在最外圈呈螺旋线向下抛出，进入旋风分离器1底部的集尘区，进入位于旋风分离器1底部的灰斗17后从出料口15输出，轻质的烃类物和水蒸汽从中部集气区形成漩涡式上升气流，进入排气用的直立管，从壳体18顶部的气体出口16排出。
锁气器14采用市售的成熟产品，能够有效阻止气体从出料口15输出，对于锁气器14的结构、原理，以及锁气器与出料口15的连接，不再详细说明。
本发明中的一级冷凝器2、二级冷凝器3根据换热量及介质特性可以选择使用喷淋式冷凝器和/或管壳式换热式冷凝器，并不限于以下实施例。
如图3所示，本实施例中的一级冷凝器2使用喷淋式冷凝器，包括有上下扣合且密封连接的第一筒体20、第二筒体21，在第二筒体21的侧壁上设有气体进口22，在第一筒体20的侧壁上设有冷却媒介进口23，在第一筒体20的顶部设有气体出口24，第二筒体21的底部设有冷却媒介出口25，在冷却媒介进口23内设有多个喷嘴26，利用喷嘴26将冷却媒介均匀地喷淋在从下往上流动的气体上，对流经的气体做降温处理。降温处理后的冷却媒介从冷却媒介连通冷凝产生的冷凝水一起从冷却媒介出口25输出，进入到油水处理器10的回收油缓冲箱60内。
在第一筒体20内部设置有多块倾斜向上的挡板27，通过折流方式减少凝油液滴从气体出口24逃逸。同时，在第二筒体21内部靠近气体进口22的位置固定有一倾斜向下的折弯挡板28，用于改变气体的流动方向，使气体与喷嘴26中喷出的冷却媒介充分接触和降温。
多个喷嘴26经管道与油水处理器10中的回收油箱62连通，在油泵的作用下，利用回收油箱62中的油对进入一级冷凝器2内的气体进行喷淋式冷却处理，优选地，在喷嘴26与回收油箱62之间的连接管道中设置有冷却器7，确保进入喷嘴26中冷却媒介的温度，对热脱附汽进行有效降温处理。
如图4所示，本实施例中的二级冷凝器3使用换热式冷凝器，本申请采用市售的管壳式换热器，包括有供冷媒介流经的壳体，设在壳体内部供气体流经的管道，从壳体下半部侧壁气体进口33通入一级冷凝器2回收的热脱附汽，并进入多根直立平行设置的管道内，从管道顶部输出至位于壳体顶部的气体出口32。从壳体下半部的进口31通入油水处理器10提供的冷却媒介，充满整个壳体，对进入管道内的汽体作间接换热处理，使冷却处理后的气体从壳体顶部的气体出口32输出，冷却过程中，气体中的水蒸汽冷凝为液态水，沿着管道内壁回流到壳体底部，通过壳体底部的冷凝水出口34回收进入到油水处理器10的油水分离箱61内。进口31通过管道连通油水处理器10的回收水箱64，利用回收水箱64中的水对进入二级冷凝器3内的气体进行换热式冷却处理，并通过冷却媒介出口35回流到回收水箱64内，在回收水箱64与进口31、回收水箱64与冷却媒介出口35之间的管道上连接有冷却器7，对冷却用水作进一步的冷却处理。
如图5所示，本实施例中的碱液吸收塔5包括有上下扣合密封连接的上筒体50、下筒体51，在上、下筒体内部自上往下形成聚结除液区52、喷淋区53，填料区54和储碱液区55。下筒体51的侧壁上设有气体进口57，上筒体50的顶部设有气体出口58，同时，在下筒体51的底部设有碱液出口59，在上筒体50的侧壁上设有碱液进口60。在上、下筒体外配设有碱液循环泵56，碱液循环泵56经管道连通碱液出口59和碱液进口60，分别连通上下筒体内部的储碱液区55和喷淋区53，并从储碱液区55获取碱液至喷淋区53，经喷淋区53通过喷淋的方式将碱液回流到储碱液区55。喷淋区53内布置有多个喷嘴，可保证碱液细腻水雾均匀分布；填料区54中填充有填料，可扩大接触面积，使碱液与气体充分接触，保证碱液吸收效果；顶部的聚结除液区52设有S形聚结板，避免碱雾液体的逃逸；二级冷凝器3处理后的热脱附汽从气体进口57进入后，经填料区54、喷淋区53、聚结除液区52后从气体出口58输出，在气体的流动过程中使用碱液对气体进行洗涤，去除酸性有害杂质。
活性炭罐6采用市售成熟产品，内部填充有优选活性炭，比表面积大，吸附容量大，保证吸附效果。
如图1所示，油水处理器10分为4个功能箱，分别为回收油缓冲箱60、回收油箱62、油水分离箱61和回收水箱64。其中回收油缓冲箱60与回收油箱62通过溢流的方式连通，油水分离箱61与回收水箱64也通过溢流的方式连通。连接一级冷凝器2的油管66插入到回收油缓冲箱60的液面以下，接收一级冷却器2回收的冷凝水与冷却用油，其内部设有换热盘管63，底部设有排泥管65，换热盘管63内通入循环冷却水，对回收的油水作换热降温处理，冷却后的油水溢流至回收油箱62作存储。
连接二级冷凝器3的水管67插入到油水分离箱61的液面下，接收二级冷却器3中回收的冷凝水，其内部设有固定或浮动收油器(图中未示出)，底部有排泥管65，可对回收的冷凝水作二次除油净化处理，排出的油进入到回收油箱62内，供一级冷凝器2的冷却处理使用，水则通过溢流方式进入到回收水箱64内，供二级冷凝器3冷却使用，同时定期外排到过滤器8处理达标后外输。油水处理器10具体使用过程是：
从一级冷凝器2回收的液态油，包括冷凝水一起进入回收油缓冲箱60内，在回收油缓冲箱60内换热管63的作用下换热降温，再溢流至回收油箱62存储；从二级冷凝器3回收的冷凝水进入具有收油器的油水分离箱61进行二次收油，再溢流至回收水箱64存储。回收油缓冲箱60和油水分离箱61底部通过设置的排泥管65，将底部收集的污泥排入到离心机9，进行后续处理。
本实施例中的离心机9选用碟式离心机，可有效对回收油缓冲箱60和油水分离箱61排出的固液混合物(污泥)进行二相分离，分离出的液体返回油水处理器10的油水分离箱61内，固体外输到配套的热脱附装置再次处理。
本实施例中的过滤器8选用滤袋过滤器，使用不锈钢材料，具有结构简单，密封好，冲洗维护方便的优点。冷却器7可按换热量需求选择使用风冷式、水冷式或水风组合式设备，通过间接换热冷却本发明中的冷却媒介，作进一步热量转移，确保进入到一级冷凝器2、二级冷凝器3内的冷却媒介的温度。
综上所述，本发明中的含油固废热脱附汽的成套处理系统具有以下优点：
1)通过一级冷凝器2和二级冷凝器3的使用，通过一级冷凝器2和二级冷凝器3调节热脱附汽的进气量和换热介质的用量，来控制整个系统的排气温度，从而实现对热脱附汽的分级定向回收：一级冷凝器2的排气温度高于100℃，定向回收烃类有机物冷凝液(油份)，实现精准收油，保证回收油品质；二级冷凝器3的排气温度≤85℃，定向回收液态水，可去除热脱附汽中的水分。
2)由风机4作为热脱附汽的运动动力源，热脱附汽依次经过旋风分离器除尘、一级冷凝器除油、二级冷凝器除水，碱液洗涤和活性炭吸附净化，另一方面净化过程中的冷凝液经油水处理器处理，其中冷凝油回收，冷凝水经离心机、过滤器处理后净化外输，从而实现对热脱附汽的净化回收处理。
以上是本发明的较佳实例，并非对本发明作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术是指对以上的实例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种含油固废热脱附汽的成套处理系统，为直接或间接热脱附处理装置的配套处理单元，其特征在于：包括有依据热脱附汽流经顺序经管道依序连通的旋风分离器、一级冷凝器、二级冷凝器、风机、碱液吸收塔和活性炭罐，所述一级冷凝器、二级冷凝器经管道连接有冷却器和油水处理器；从热脱附处理装置出来的热脱附汽在所述风机的作用下呈旋风的形式进入到所述旋风分离器内，在所述旋风分离器内部实现气体与固体颗粒的分离，所述热脱附汽从所述旋风分离器的顶部排出后依次进入所述一级冷凝器、所述二级冷凝器，在所述一级冷凝器、所述二级冷凝器内进行分次冷却，冷却处理后的热脱附汽经所述碱液吸收塔用碱液洗涤，去除酸性有害杂质，最后由所述活性炭罐进行吸附净化，达到排放标准；
所述一级冷凝器和二级冷凝器均从所述油水处理器中获取冷却媒介，所述冷却媒介在进入和/或输出所述一级冷凝器、二级级冷凝器时由所述冷却器进行冷却处理。
2.根据权利要求1所述的含油固废热脱附汽的成套处理系统，其特征在于：所述一级冷凝器利用油泵获取所述油水处理器中的油作为冷却媒介，对所述热脱附汽进行首次冷却处理，所述二级冷凝器利用水泵获取所述油水处理器中的水作为冷却媒介，对所述热脱附汽进行二次冷却处理。
3.根据权利要求1所述的含油固废热脱附汽的成套处理系统，其特征在于：所述旋风分离器包括有呈桶状的密闭式壳体，所述密闭式壳体内部从上往下依序形成有布气区、分离区、集气区和集尘区，所述布气区设置有从所述壳体侧壁切向进入能在所述壳体内能形成旋风式进气的气体入口，所述壳体的顶部设置有气体出口，所述气体出口为延伸进入所述壳体内部能导出所述集气区内呈漩涡式上升气流的直立管，所述壳体的底部设置有出料口，所述出料口连接所述集尘区。
4.根据权利要求3所述的含油固废热脱附汽的成套处理系统，其特征在于：所述壳体包括有上下密封连接的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体呈圆筒状，所述第二壳体呈倒圆锥状。
5.根据权利要求1所述的含油固废热脱附汽的成套处理系统，其特征在于：所述一级冷凝器和二级冷凝器为喷淋式冷凝器和/或换热式冷凝器。
6.根据权利要求1所述的含油固废热脱附汽的成套处理系统，其特征在于：所述碱液吸收塔内部自上往下形成有聚结除液区、喷淋区，填料区和储碱液区，所述二级冷凝器处理后的热脱附汽进入所述碱液吸收塔侧壁的气体进口后，经所述填料区、喷淋区、聚结除液区后从所述碱液吸收塔顶部的气体出口输出，在热脱附汽的流动过程中使用碱液对热脱附汽进行洗涤，去除酸性有害杂质，所述碱液吸收塔外配设有用于连通所述储碱液区、喷淋区并使碱液循环使用的碱液循环泵。
7.根据权利要求6所述的含油固废热脱附汽的成套处理系统，其特征在于：所述碱液吸收塔包括有上下扣合密封连接的上筒体、下筒体，所述下筒体的侧壁上设置所述气体进口，所述上筒体的顶部设置所述气体出口，同时，在所述下筒体的底部设有连通所述碱液循环泵的碱液出口，在所述上筒体的侧壁上设有连通所述碱液循环泵的碱液进口。
8.根据权利要求2所述的含油固废热脱附汽的成套处理系统，其特征在于：所述油水处理器包括有回收油缓冲箱、回收油箱、油水分离箱、回收水箱，所述回收油缓冲箱内设有换热管；所述油水分离箱内设有用于回收冷凝水中浮油的收油槽或浮动收油器；所述回收油缓冲箱、油水分离箱底部设有排泥管，所述回收油箱经管道连通所述一级冷凝器的冷却媒介进口，所述一级冷凝器的冷却媒介出口连通所述回收油缓冲箱；所述回收水箱经管道连通所述二级冷凝器的冷却媒介进口，所述二级冷凝器的冷却媒介出口连通所述油水分离箱。
9.根据权利要求8所述的含油固废热脱附汽的成套处理系统，其特征在于：所述回收油缓冲箱、油水分离箱的油、水进液管均插入到液面下。
10.根据权利要求8所述的含油固废热脱附汽的成套处理系统，其特征在于：所述回收油缓冲箱、油水分离箱底部的排泥管连接作油水分离用的离心机，所述回收水箱连接所述二级冷凝器的管道中连接有过滤器。
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CN113521943A (zh) * 2021-06-29 2021-10-22 宁波明讯实业有限公司 一种小风量汽车喷漆和车用塑料改性废气处理工艺

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