CN110776242A - 一种含油污泥的余热干化及热解系统 - Google Patents

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Abstract

一种含油污泥的余热干化及热解系统，包括余热干化机、热解机、油气冷凝器、燃烧室，其特征是：所述余热干化机的进料端连接干化机给料系统的出料端，所述余热干化机上设置余热干化机烟气进口和余热干化机烟气出口，所述余热干化机烟气出口通过第一烟气管道连接烟气净化装置，所述余热干化机的出料端设置干化油气出口和干化渣出口，干化油气出口通过第一油气管道连接油气冷凝器的进口。本发明可以充分利用大量的高温烟气余热，对含油污泥进行干化预处理，使得含油污泥的物料复杂性、高含液特性得到迎刃而解，便于后续热解处理，在节省燃料费用的同时也减少了后续热解处理装置的规模。

Description

一种含油污泥的余热干化及热解系统
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体为一种含油污泥的余热干化及热解系统。
背景技术
含油污泥来源于原油开采过程中，因钻井、作业、修井、采油、集输、储存等原因和设备管道的事故性泄漏产生油泥，以及处理含油污水时，斜板隔油产生的大量油性废渣，还有采油储罐沉降的大量罐底污泥等等。以某油田为例，每天油泥量约100吨，日积月累的总量已达40万吨以上。目前已有的对含油污泥的处理技术，比较成熟的有三相分离法、化学热洗法、热解法、焚烧法、生物法等等。其中，热解法对油泥处理比较彻底，能够回收油资源，无论经济性还是技术性都比较高，目前是国外应用最广泛的成熟技术。现有的热解技术，大多采用天然气或丙烷等燃料，对含油污泥进行间接加热以保证缺氧环境下的油气安全，但是间接加热的热效率一般在60％以下，加热后的高温烟气温度高达600℃～800℃，目前尚无高性价比的余热利用手段。
对含油污泥热解吸热量进行分析，可知热量的很大部分用于含油污泥中水分的蒸发和升温，尤其对于高含液量的物料更是如此。因此，通常建议在含油污泥热解之前对其进行浆叶干化、三相分离或过滤等处理。但是，由于我国含油污泥成分极为复杂，大量的国内实际表明三相分离或过滤之后，含水量仍然居高不下。而如果采用干化手段，势必耗费大量热能，而且浆叶干化机直接用于含油污泥会有油气爆炸安全隐患、堵塞等问题。
可见目前的技术困境：(1)大量的热解高温烟气余热无法有效利用；(2)含油污泥中的高水分又急需处理；(3)对含油污泥间接加热的热效率不高。
针对以上现状，本发明提出了一种含油污泥的余热干化及热解系统。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种含油污泥的余热干化及热解系统，可以充分利用大量的高温烟气余热，对含油污泥进行干化预处理，使得含油污泥的物料复杂性、高含液特性得到迎刃而解，便于后续热解处理，在节省燃料费用的同时也减少了后续热解处理装置的规模。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含油污泥的余热干化及热解系统，包括余热干化机、热解机、油气冷凝器、燃烧室，其特征是：所述余热干化机的进料端连接干化机给料系统的出料端，所述余热干化机上设置余热干化机烟气进口和余热干化机烟气出口，所述余热干化机烟气出口通过第一烟气管道连接烟气净化装置，所述余热干化机的出料端设置干化油气出口和干化渣出口，干化油气出口通过第一油气管道连接油气冷凝器的进口，干化渣出口通过干化渣输送管道连接热解机给料系统的进口，所述热解机给料系统的出口连接热解机的进口，所述热解机上设置热解机烟气进口和热解机烟气出口，热解机烟气出口通过第二烟气管道连接余热干化机烟气进口，热解机烟气进口通过第三烟气管道连接燃烧室烟气出口，热解油气出口通过第二油气管道连接油气冷凝器的进口，油气冷凝器的不凝气出口通过不凝气输送管道连接燃烧室，燃烧室内壁上设有喷嘴，喷嘴通过氨水输送管道连接氨水罐。
进一步的，所述干化机给料系统的进料端通过输送系统与含油污泥料槽连接。
进一步的，所述第一烟气管道上设有引风机。
进一步的，所述不凝气输送管道上设有阻火器。
进一步的，所述氨水输送管道上设有氨水泵。
进一步的，所述热解渣出口连接固渣收集器。
进一步的，所述油气冷凝器油品出口连接油品回收器。
本发明的创新之处：
(1)大量的热解高温烟气余热得到有效利用；
(2)含油污泥中的高水分问题迎刃而解，可以适应各种复杂成分的含油污泥。
(3)解决了传统回转滚筒对物料间接加热效率不高问题。
(4)由于热量的梯级高效利用，使得设备可靠性大为增强。
本发明的有益效果是：本发明可以充分利用大量的高温烟气余热，对含油污泥进行干化预处理，使得含油污泥的物料复杂性、高含液特性得到迎刃而解，便于后续热解处理，在节省燃料费用的同时也减少了后续热解处理装置的规模。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记说明：1-含油污泥料槽、2-输送系统、3-干化机给料系统、4-余热干化机、5-余热干化机烟气出口、6-引风机、7-烟气净化装置、8-余热干化机烟气进口、9-干化油气出口、10-干化渣出口、11-固渣收集器、12-热解渣出口、13-热解油气出口、14-热解机烟气进口、15-热解机、16-热解机烟气出口、17-热解机给料系统、18-油气冷凝器、19-油品回收器、20-燃烧室、21-阻火器、22-氨水罐、23-氨水泵、24-喷嘴、25-第一烟气管道、26-第二烟气管道、27-干化渣输送管道、28-第一油气管道、29-第二油气管道、30-第三烟气管道、31-不凝气输送管道、32-氨水输送管道。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1所示：本发明是一种含油污泥的余热干化及热解系统，包括余热干化机4、热解机15、油气冷凝器18、燃烧室20，其特征是：所述余热干化机4的进料端连接干化机给料系统3的出料端，所述余热干化机4上设置余热干化机烟气进口8和余热干化机烟气出口5，所述余热干化机烟气出口5通过第一烟气管道25连接烟气净化装置7，所述余热干化机4的出料端设置干化油气出口9和干化渣出口10，干化油气出口9通过第一油气管道28连接油气冷凝器18的进口，干化渣出口10通过干化渣输送管道27连接热解机给料系统17的进口，所述热解机给料系统17的出口连接热解机15的进口，所述热解机15上设置热解机烟气进口14和热解机烟气出口16，热解机烟气出口16通过第二烟气管道26连接余热干化机烟气进口8，热解机烟气进口14通过第三烟气管道30连接燃烧室20烟气出口，热解油气出口13通过第二油气管道29连接油气冷凝器18的进口，油气冷凝器18的不凝气出口通过不凝气输送管道31连接燃烧室20，燃烧室20内壁上设有喷嘴24，喷嘴24通过氨水输送管道32连接氨水罐22。
所述干化机给料系统3的进料端通过输送系统2与含油污泥料槽1连接。
所述第一烟气管道25上设有引风机6。
所述不凝气输送管道31上设有阻火器21。
所述氨水输送管道32上设有氨水泵23。
所述热解渣出口12连接固渣收集器11。
所述油气冷凝器18油品出口连接油品回收器19。
本发明的工作过程：余热干化机4对原始含油污泥进行干化预处理，干化后的物料再进入热解机15热解，余热干化机4的热源来自于热解机烟气出口16的高温烟气余热。
工作流程如下：含油污泥原始物料从含油污泥料槽1经过输送系统2和干化机给料系统3进入余热干化机4，在其中进行干化预处理，干化最终温度控制在200℃左右以便脱附大部分的水分和少量油份。干化后的油气排放经干化油气出口9去油气冷凝器18，冷凝后由油品回收器19回收油品。干化后的料渣经干化渣出口10、热解机给料系统17去热解机15进行热解。干化机4的加热烟气从余热干化机烟气进口8进入，余热干化机烟气出口5出来，最后经烟气净化装置7净化后达标排放。
干化后的物料的热解流程如下：物料首先经过热解机给料系统17，进入热解机15进行热解，热解后的油气排放经热解油气出口13去油气冷凝器18，冷凝后由油品回收器19回收油品。热解后的料渣经热解渣出口12、固渣收集器11作后续处理或达标排放。热解机15的加热烟气来源于燃烧室20，加热烟气从热解机烟气进口14进入，再从热解机烟气出口16出来，然后去余热干化机烟气进口8，利用其余热对含油污泥原始物料进行干化预处理。燃烧室20以天然气或丙烷等为主要燃料，兼并处理油气冷凝器18出口的少量不凝气。燃烧室20还配备SNCR脱硝系统，包括氨水罐22、氨水泵23、喷嘴24等设备，对燃烧烟气进行净化处理。
本发明其主要由余热干化机4、热解机15、油气冷凝器18、燃烧室20等组成。余热干化机4对原始含油污泥进行干化预处理，干化后的物料再进入热解机15热解，余热干化机4的热源来自于热解机15出口的高温烟气余热，余热干化机4和热解机15可以采用相同的结构原理设计但是制造所用的材料不同，高温烟气从筒体一端径向进入，进入由环形隔板和横向隔板按一定规则组成的烟气通道，烟气的流通面积减少，烟气流速增加，从而提高气壁换热系数。烟气的进口端为物料的高温出口端一侧，逆流布置有利于热量的梯级利用，由于干化预处理的减量化效果，进入热解机15的物料量大幅降低，因此本设计的热解机15要比没有余热干化机4的热解机15规模趋小，从而节省初始投资。热解机15作为含油污泥最终达标排放的主要设备，热解温度一般在500℃～600℃，关键材料都为耐高温(900℃～1100℃)的不锈钢合金，表面涂上5～8mm耐高温隔热保温涂料。含油污泥经过余热干化机4干化后的最终温度设计在200℃左右，具体数值需要根据热解机15出来的余热烟气的量来确定，以达到减量化和余热充分利用的双重目的，最理想的情况是热解烟气余热刚刚可以用来干化同一批的前段物料。含油污泥干化后减量，致使后续热解所需燃料减半，再加上对热解烟气余热再利用，每年节省的热解燃料费用巨大，考虑到干化后的热解装置规模较小，即使加上前面干化装置的投资，仍然可以创造可观的经济效益。油气冷凝器18对余热干化机4和热解机15出口的油气进行集中冷凝处理，两者的预先混合可以降低油气冷凝的初始温度。油气冷凝器18可以回收大部分油品，剩余的不凝气进入燃烧室20燃烧处理，燃烧室20为热解机15提供热解反应所需的热量，以天然气或丙烷等为主要燃料，兼并燃烧处理少量的不凝气。
实施例一：
以处理200kg/h炼化三泥为例，物料的含水率85％、含油率5％、含固率10％，按年运行7000小时计。
如果不进行余热利用，则传统的热解过程加热需要燃烧天然气约29.1Nm3/h，产生总热量约269KW，每年燃料费用约61万元。如果采用本发明的设计，干化后的物料减量，其热解只需要约7.3Nm3/h天然气，热量约为68KW，每年燃料费用只需要大约15万元。虽然天然气消耗减少，供热量减少，但是有热解后的高温烟气的余热可以利用来干化，而且冷凝器排放的不凝气体进入燃烧室燃烧也产生部分热量，两者热量总和约240KW，完全满足干化所需热量(约135KW)以及排烟热损失。
最后核算：本设计每年减少燃料费用约46万元，折合运行成本减少336元/吨泥。而余热干化机和热解机规模都可缩小，两者的设备投资相加大约与传统1台热解机相当或相差不大，因此经济效益显著。此外，由于热量的梯级高效利用，使得设备可靠性大为增强。

Claims (7)

1.一种含油污泥的余热干化及热解系统，包括余热干化机(4)、热解机(15)、油气冷凝器(18)、燃烧室(20)，其特征是：所述余热干化机(4)的进料端连接干化机给料系统(3)的出料端，所述余热干化机(4)上设置余热干化机烟气进口(8)和余热干化机烟气出口(5)，所述余热干化机烟气出口(5)通过第一烟气管道(25)连接烟气净化装置(7)，所述余热干化机(4)的出料端设置干化油气出口(9)和干化渣出口(10)，干化油气出口(9)通过第一油气管道(28)连接油气冷凝器(18)的进口，干化渣出口(10)通过干化渣输送管道(27)连接热解机给料系统(17)的进口，所述热解机给料系统(17)的出口连接热解机(15)的进口，所述热解机(15)上设置热解机烟气进口(14)和热解机烟气出口(16)，热解机烟气出口(16)通过第二烟气管道(26)连接余热干化机烟气进口(8)，热解机烟气进口(14)通过第三烟气管道(30)连接燃烧室(20)烟气出口，热解油气出口(13)通过第二油气管道(29)连接油气冷凝器(18)的进口，油气冷凝器(18)的不凝气出口通过不凝气输送管道(31)连接燃烧室(20)，燃烧室(20)内壁上设有喷嘴(24)，喷嘴(24)通过氨水输送管道(32)连接氨水罐(22)。
2.根椐权利要求1所述的一种含油污泥的余热干化及热解系统，其特征是：所述干化机给料系统(3)的进料端通过输送系统(2)与含油污泥料槽(1)连接。
3.根椐权利要求1所述的一种含油污泥的余热干化及热解系统，其特征是：所述第一烟气管道(25)上设有引风机(6)。
4.根椐权利要求1所述的一种含油污泥的余热干化及热解系统，其特征是：所述不凝气输送管道(31)上设有阻火器(21)。
5.根椐权利要求1所述的一种含油污泥的余热干化及热解系统，其特征是：所述氨水输送管道(32)上设有氨水泵(23)。
6.根椐权利要求1所述的一种含油污泥的余热干化及热解系统，其特征是：所述热解渣出口(12)连接固渣收集器(11)。
7.根椐权利要求1所述的一种含油污泥的余热干化及热解系统，其特征是：所述油气冷凝器(18)油品出口连接油品回收器(19)。
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