CN111170614A - 一种微波处理含油污泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微波处理含油污泥的方法，步骤如下：将含油污泥导入微波处理设备，在氮气保护下进行微波热解反应，产生的热解气经冷凝分离后得到净化油，剩余泥料从微波处理设备中排出。与传统热解相比，微波热解具有独特的传热传质规律和更好的加热均匀性，而且温度调控、热解过程及预期最终产物的控制变得容易，能够节省大量时间和能源，并且设备热惯性小；本发明微波处理含油污泥的方法能够充分回收含油污泥中的油和水，且同时降低了含油污泥的回收成本，处理后的泥料符合环保排放要求(含油量达3‰以下)，防止了二次污染。

Description

一种微波处理含油污泥的方法
技术领域
本发明涉及环保治理技术领域，更具体的说是涉及一种微波处理含油污泥的方法。
背景技术
含油污泥是石油企业开发过程中产生的重要污染之一，也是制约油田环境质量持续提高的一大难题。我国每年含油污泥的产量超过500万吨，这些含油污泥是一种极其稳定的悬浮乳状液体系，组成复杂，含有大量的石油及苯系物、酚类等有恶臭的有毒物质，以及蜡质、沥青质、胶质、固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等，还包括生产过程中投加的大量絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理剂。此外，油泥还具有粘度高、流动性差、油土难分离等特点。
含油污泥若不经适当处理便随意堆放将占用大量的农用耕地，加重土地资源的紧缺；其中含有的大量有机组分对人体也有致癌作用，挥发到空气中或与人接触会对人体造成严重的健康危害，此外重金属等组分还会污染土壤，进而被植物吸收以后对植物造成危害，甚至通过植物间接危害人体健康；而且，未经处理的含油污泥经过一段时间后会分解挥发出大量的刺激性气体以及有害物质，严重污染空气环境。含油污泥体积庞大，若不加以处理而直接排放，会对生产和生态环境产生极大的危害，同时，含油污泥含水变化大(一般含水在40％～90％)，含油量高(一般含油量在10％～50％)，也是一种宝贵的二次资源，必须对其进行无害化和资源化处理。
目前，含油污泥的处理方法大致可分为无害化处理方法和资源化处理方法，无害化处理方法所需成本很高，并且由于并未对油泥中石油组分进行回收利用，所以没有经济效益，因此未来应用前景堪忧。资源化处理方法如溶剂萃取法、焚烧法、高温热解法等，其中，溶剂萃取法虽然能将油泥中的部分烃类物质进行资源化回收利用，但是实际运行成本高，无法实现工业化，此外萃取法处理油泥易产生污水，增加污水处理的难度和油泥处理后期成本；焚烧法处理油泥时排放的烟气中会含有二噁英等有毒物质，增加了烟气处理的费用；高温热解法处理含油污泥回收的石油类物质多，处理工艺成本不高，不易产生二次污染物，具有广阔的前景和发展空间，但是传统的热源处理油泥时，由于采用传统的热传递、热对流等方式对油泥进行加热，导致物料表面和中心的加热速度不一样，温差较大，处理后的油泥含油量达不到国家标准3‰以下。
微波是一种新的加热方式。它是依靠每秒万次周期变化的微波透入物料内，与物料的极性分子相互作用，物料中的极性分子(如水分子)吸收微波能后，改变其原有的分子结构，亦以同样的速度作电场极性运动，极性分子彼此间频繁碰撞，产生大量摩擦热，从而使物料内各部分在同一瞬间获得热能而升温。
微波加热具有以下几方面的特点：①即时性：当物料被放置于微波辖照下即可得到加热，且加热十分迅速；反之，当微波不进行福射时，物料即停止加热，物料在微波条件下加热可以瞬间得到或失去热源，表现出即时特征；②整体性：微波能穿透物体的内部，向物料内部辖射微波，从而使得物料内部的极性分子产生剧烈运动，摩擦产生热量，因此微波加热物料时，物料整个个体同时得到加热，升温迅速且温度均匀，表面和内部的温度梯度小；③选择性：由于物体自身的介电特性不同，因此对微波的吸收能力也不相同，根据物质对微波的不同反应，可以将物料分为：微波反射型(金属)、微波透明型(如塑料、陶瓷等)、微波吸收型(如部分金属氧化物、破化桂、活性炭等)，因此微波处理物料时，可以根据其选择性对混合物料进行选择性加热；④高效性以及清洁性：微波加热使用电能，对环境无污染，且由于加热时物料可以吸收微波转化为热能，因此微波热损失较低，具有很高的能量利用率。
因此，微波作为处理油田含油污泥的前沿技术，如何利用微波技术实现含油污泥的资源化、无害化的高效处理是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微波处理含油污泥的方法，该方法具有快速、高效、节能、成本低等技术特点，达到了含油污泥无害化、资源化利用的目的。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种微波处理含油污泥的方法，步骤如下：
将含油污泥导入微波处理设备，在氮气保护下进行微波热解反应，产生的热解气经冷凝分离后得到净化油，剩余泥料从微波处理设备中排出。
进一步，上述氮气保护的具体操作为：在微波热解反应前10～15min，以0.8～1.2L/min的流速向微波处理设备吹扫氮气，以排除其中的空气。
更进一步，上述微波热解反应过程中，调节氮气流速为80～120L/min。
采用上述进一步的有益效果在于，吹扫氮气能够排除微波处理设备中的空气，从而保证微波热解反应的正常进行和热解气产物的纯度。
进一步，上述微波热解的功率为800～1000W。
进一步，上述微波热解的温度为600～800℃，时间为60～90min。
采用上述进一步的有益效果在于，高温有利于气体产物的生成，可以得到更高热值的气体，获得更高的能量回收；且热解气体产物中的主要成份为轻质的可燃气体，用作燃料具有清洁、无污染等优点。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：与传统热解相比，微波热解具有独特的传热传质规律和更好的加热均匀性，而且温度调控、热解过程及预期最终产物的控制变得容易，能够节省大量时间和能源，并且设备热惯性小。本发明微波处理含油污泥的方法能够充分回收含油污泥中的油和水，且同时降低了含油污泥的回收成本，处理后的泥料符合环保排放要求(含油量达3‰以下)，防止了二次污染。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
微波处理含油污泥的方法，步骤如下：
将含油污泥导入微波处理设备，在微波热解反应前10min，以0.8L/min的流速向微波处理设备吹扫氮气，以排除其中的空气；然后调节微波处理设备功率为800W，温度为600℃，同时调节氮气流速为80L/min，微波热解反应60min，产生的热解气经冷凝分离后得到净化油，剩余泥料从微波处理设备中排出。
实施例2
微波处理含油污泥的方法，步骤如下：
将含油污泥导入微波处理设备，在微波热解反应前12min，以0.8L/min的流速向微波处理设备吹扫氮气，以排除其中的空气；然后调节微波处理设备功率为800W，温度为700℃，同时调节氮气流速为90L/min，微波热解反应60min，产生的热解气经冷凝分离后得到净化油，剩余泥料从微波处理设备中排出。
实施例3
微波处理含油污泥的方法，步骤如下：
将含油污泥导入微波处理设备，在微波热解反应前12min，以1.0L/min的流速向微波处理设备吹扫氮气，以排除其中的空气；然后调节微波处理设备功率为900W，温度为700℃，同时调节氮气流速为90L/min，微波热解反应70min，产生的热解气经冷凝分离后得到净化油，剩余泥料从微波处理设备中排出。
实施例4
微波处理含油污泥的方法，步骤如下：
将含油污泥导入微波处理设备，在微波热解反应前13min，以1.0L/min的流速向微波处理设备吹扫氮气，以排除其中的空气；然后调节微波处理设备功率为900W，温度为800℃，同时调节氮气流速为100L/min，微波热解反应80min，产生的热解气经冷凝分离后得到净化油，剩余泥料从微波处理设备中排出。
实施例5
微波处理含油污泥的方法，步骤如下：
将含油污泥导入微波处理设备，在微波热解反应前15min，以1.2L/min的流速向微波处理设备吹扫氮气，以排除其中的空气；然后调节微波处理设备功率为1000W，温度为800℃，同时调节氮气流速为120L/min，微波热解反应90min，产生的热解气经冷凝分离后得到净化油，剩余泥料从微波处理设备中排出。
性能测试
各取实施例1～5处理后的含油污泥，分别按照黑龙江省地方标准DB23/T1413～2010(油田含油污泥综合利用污染控制标准)的指标进行检测，结果如表1所示。
表1油田含油污泥综合利用污染控制指标及检测结果
项目 指标 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
含油量(‰) ≤3‰ 2 2 1 1 1
pH值 ≥6 6.2 6.8 7.2 7.0 6.5
含水率(％) ≤10％ 8 6 5 7 5
由表1可知，本发明实施例1～5处理后的含油污泥在含油量、pH值和含水率等方面均符合DB23/T 1413～2010标准。
以上试验说明，本发明提供的微波处理含油污泥的方法达到了含油污泥无害化、资源化利用的目的。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种微波处理含油污泥的方法，其特征在于，步骤如下：
将含油污泥导入微波处理设备，在氮气保护下进行微波热解反应，产生的热解气经冷凝分离后得到净化油，剩余泥料从微波处理设备中排出。
2.根据权利要求1所述的一种微波处理含油污泥的方法，其特征在于，所述氮气保护的具体操作为：在微波热解反应前10～15min，以0.8～1.2L/min的流速向微波处理设备吹扫氮气，以排除其中的空气。
3.根据权利要求2所述的一种微波处理含油污泥的方法，其特征在于，微波热解反应过程中，调节氮气流速为80～120L/min。
4.根据权利要求1所述的一种微波处理含油污泥的方法，其特征在于，所述微波热解的功率为800～1000W。
5.根据权利要求1所述的一种微波处理含油污泥的方法，其特征在于，所述微波热解的温度为600～800℃，时间为60～90min。
6.根据权利要求1所述的一种微波处理含油污泥的方法，其特征在于，所述微波处理后的泥料含油量达3‰以下。
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