CN111807675A - 油泥破包三相分离工艺及油泥破包设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油水泥分离的技术领域，尤其是涉及油泥破包三相分离工艺及油泥破包设备，其中油泥破包三相分离工艺，包括工艺步骤如下：油泥包在破包机内通过锯刀进行破包；经破包后的油水泥混合后送入三相分离设备中，通过添加药剂将油水泥进行分离。油泥破包设备是将带有油水泥的油泥包在其中通入低压蒸汽，增加流动性，在旋转过程中利用锯刀的作用将包装袋与油水泥进行分离，同时进行搅拌并送入到下游化学反应罐中。在分离破包后的油水泥可以实现更好的分离效果。

Description

油泥破包三相分离工艺及油泥破包设备
技术领域
本发明涉及油水泥分离技术的技术领域，尤其是涉及一种油泥破包三相分离工艺及油泥破包设备。
背景技术
废矿物油及含矿物油废物是在油田开发过程中产生的，是含有原油或成品油的泥沙、矿物质及其它杂质的混合物，油份存在于多种形态的混合物之中，因此不能直接回收，对环境污染越来越大，传统的废矿物油及含矿物油废物处置方法大部分采用热水洗、热裂解和有机溶剂萃取等方法。
现有技术中，在申请公布号为CN110240369A的一篇中国专利文件中，记载了一种含聚油泥的热解-萃取循环资源化处理工艺方法，包括如下步骤：(1)将含聚油泥通过隔膜泵送入萃取反应器中，管线上加注原油破乳剂，与100℃-120℃的热解油以及污水系统来液在萃取反应器中充分搅拌混合，萃取40-60min后，经过螺杆泵并加注絮凝剂A后送入三相离心机中进行三相分离，油相进入原油缓冲罐沉降，得到含水率在0.5％以下的原油流入原油储罐，沉降得到的污水进入污水缓冲罐；水相污水流入污水缓冲罐，固渣相由螺旋输送器送入干化反应器；所述的热解油与含聚油泥含油量的重量比为1:1-1:5；(2)固渣相通过干化反应器在100-150℃热介质油的作用下将含聚油泥的含水率降低至30％，然后干化后的固渣相输送至热解反应器后，在氮气还原性气氛、550-650℃温度下热解，热解生成550-650℃的水蒸气和热解气经一级换热器降温至250-300℃后，再与循环的热解油在二级换热器中降温至180-200℃，最后通过冷凝器降至50-60℃后进入三相分离器分离得到不凝气、热解油和污水三相，不凝气进入不凝气处理系统，热解油经过二级换热器加热后再回到萃取反应器，污水进入污水处理系统；热解残渣外运填埋或固化；(3)进入不凝气处理系统的不凝气，先经过袋式除尘器和旋风分离器除尘脱硝再经不凝气压缩机增压后进入不凝气储罐，储罐中的不凝气部分在溶气罐中溶解，溶气罐压力控制在0.2-0.6MPa，部分不凝气进入火炬系统；所述不凝气经过不凝气处理系统后与聚结气浮装置的回流水进入聚结气浮装置的溶气罐；(4)来自于三相离心机、原油缓冲罐和三相分离器的污水进入污水缓冲罐后，首先由污水提升泵泵送至聚结气浮装置，污水经过聚结和气浮除油后，得到含油率降低至30mg/L以内的污水，其中聚结气浮装置中产生的浮渣经过收集后，由聚结气浮浮渣提升泵泵送至萃取反应器中，聚结气浮装置产生的气相进入低压火炬系统，聚结气浮装置的回流水进入溶气罐与来自不凝气储罐的不凝气充分混合后回流至聚结气浮装置在聚结气浮区底部释放；除油后的污水进入陶瓷膜过滤器进一步除油，得到含油率低于5mg/L的中水和浓缩液，其中中水进入中水缓冲罐作为回用用中水，浓缩液及陶瓷膜过滤器反冲洗水经泵送至萃取反应器内重新处理。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于塑料袋污染越来越严重，在废矿物油及含矿物油废物中容易混入人类生活生产所用的塑料包装袋，混合在矿物油废物中，对后面分离造成了不小的干扰，不利于矿物油废物内油水泥的三相分离，分离效果不好。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的之一是提供一种油泥破包三相分离工艺，消除塑料袋对油水泥分离工艺的干扰，在破包后的油水泥与塑料袋实现分离，从而使油水泥可以达到更好的分离效果。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种油泥破包三相分离工艺，包括工艺步骤如下，
步骤S1，将带有包装袋的废矿油、含矿物油废物送入油泥破包设备内，带有油水泥的包装袋在油泥破包设备内通过锯刀利用机器旋转产生的离心力进行破包；
步骤S2，通过释压缓冲罐将油泥破包设备内破包后分离后出来的具有一定压力的油水泥混合物进行压力释放，同时进行搅拌并送入到下游化学反应罐中；
步骤S3，在化学反应罐中将送入过来的油水泥混合物进行搅拌，在搅拌过程中添加复配的药剂，药剂包括降粘剂、表面活性剂、破乳剂；
步骤S4，油水泥混合物与药剂在化学反应罐内充分混合后停止搅拌，静置180分钟，通过油水泥三相物质的密度差，使油水泥自然分层；
步骤S5，在自然分层完毕后，通过对液位的观察，将油相抽出送入油品储罐中，水相抽出送入隔油水箱，并将水相表面的油分隔出，剩余水相含有未反应的药剂，将其循环利用，送至油泥破包设备中；
步骤S6，化学反应罐中的泥相送入PH调节罐内，在调节罐内添加无机酸将PH值调至4.5，添加絮凝剂进行絮凝；
步骤S7，絮凝后的泥相送入固液离心机中，将泥水分离，分离后的泥进入污泥仓暂存，后续进行干化；
步骤S8，分离后的水相进入污水箱进行再次隔油，将隔出的油品送至油品储罐中，水中含有一定的悬浮物，对水相再次进行离心分离；
步骤S9，污水箱的污水经隔油后送至固液离心机中，分离后的污水送至污水站生化处理，分离出来的悬浮物送往污泥仓暂存，后续进行干化。
通过采用上述技术方案，本发明创造通过物理方法、化学方法和机械设备联合作业，对油、水、泥进行高效分离，其中利用油泥破包设备将包装袋破包，使包装袋和油水泥在离心力的作用下分离，塑料袋与油水泥分离后，可以对油水泥更好的进行分离技术处理，在破包后，对油水泥进行化学、物理处理，使分离后得到的废水含油率比较低，为后端再生化工艺提供良好的基础，分离后得到的污泥含水率含水率＜50%、含油率＜3%，有利于后端干化处理，分离后得到的油品品质高，含水率＜0.5%、灰分＜0.2%，可做燃料油基础油、润滑油基础油使用，因此，在分离破包后的油水泥可以实现更好的分离效果。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤S1在0.3MPa、125℃蒸汽的热力作用下进行破包。
通过采用上述技术方案，在125℃的蒸汽和0.3MPa的压力下，油泥在蒸汽的加热下可以具有更好的流动性，且蒸汽在油泥破包设备内液化后可以转化为水分，与油泥在油泥破包设备内混合，进一步增加油水泥的流动性，使油水泥从油泥破包设备内出料更加的方便、彻底一些。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述无机酸选用浓度为5%的H2SO4溶液。
通过采用上述技术方案，无机酸与调节罐中的泥相中和，使PH值调到4.5左右，为下一步的泥相絮凝创造了必要的前提，在酸性条件下，絮凝剂可以达到更好的絮凝效果。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述步骤S9中，污水箱的污水通过输送管道送至固液离心机中，在输送管道中注入助凝剂对污水进行絮凝。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述助凝剂选用阳离子PAM。
通过采用上述技术方案，在输送管道内注入阳离子PAM进行絮凝，以便在离心机内固液得到最佳的分离，分离后的污水通过泵送至污水站生化处理，分离出来的悬浮物送往污泥仓暂存，后续进行干化。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述步骤S6中，所述絮凝剂选用阴离子PAM。
通过采用上述技术方案，阴离子PAM加速污水中中悬浮粒子的沉降，有非常明显的加快溶液澄清，促进过滤等效果。
本发明的第二目的之一是提供一种油泥破包设备，油泥破包设备可以将油泥和包装袋实现分离，为了接下来油水泥的高效分离做铺垫，使得到的油相资源利用，水相易生化处理，泥相具备干化条件，包装袋可破碎利用。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种油泥破包设备，应用于上述所述的油泥破包三相分离工艺中的包装袋破包，所述油泥破包设备包括筒体以及驱动筒体自转的驱动件，所述筒体上设置有供包装袋进入的进料口以及供破包后的油水泥排出筒体外的出料口，所述筒体包括同轴设置的内筒和外筒，所述内筒与外筒之间留有夹层，所述内筒内表面开设有供油水泥通过进入夹层内的滤孔，所述出料口设置于外筒上且与夹层相连通，所述筒体内设置有将内筒内包装袋扎破的锯刀。
通过采用上述技术方案，锯刀将进入内筒内的包装袋刺破，并在内筒的离心力作用下，油水泥进入到夹层内，最后从出料口排出，油泥破包设备可以将油泥和包装袋实现分离，为了接下来油水泥的高效分离做铺垫，使得到的油相资源利用，水相易生化处理，泥相具备干化条件，包装袋可破碎利用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹层内固定设置有加强内筒与外筒之间连接结构强度的撑筋。
通过采用上述技术方案，撑筋有利于加强内筒和外筒之间的连接结构强度，使内筒和外筒之间更加具有牢固性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述筒体连接有向夹层内通入加热蒸汽的蒸汽机构。
通过采用上述技术方案，蒸汽机构可以向夹层内通入加热蒸汽，加热蒸汽对夹层内的油泥加热，使油泥在夹层内更加具有流动性，另外液化的蒸汽也会与油泥混合，形成油水泥，进一步增强油水泥的流动性，方便油水泥从出料口排出到筒体外，也为油水泥下一步的分离做准备。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述蒸汽机构包括与夹层内部连通的蒸汽管以及通过蒸汽管向夹层内输送加热蒸汽的输送泵、与输送泵通过管道连通的蒸汽源。
通过采用上述技术方案，输送泵通过蒸汽管向夹层内输送加热用的蒸汽，蒸汽机构使蒸汽送入夹层内的作业更加便捷。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
将带有包装袋的油泥能彻底完成破包、油、水、泥的高效分离，使得到的油相资源利用，水相易生化处理，泥相具备干化条件，包装袋可破碎利用；
分离出的废水污染物低、易降解，二次污染最小；
分离过程中采用的药剂均为无机物，不会产生二次环境污染，药剂可循环使用，处置费用低；
加热蒸汽对夹层内的油泥加热，使油泥在夹层内更加具有流动性，另外液化的蒸汽也会与油泥混合，形成油水泥，进一步增强油水泥的流动性，方便油水泥从出料口排出到筒体外，也为油水泥下一步的分离做准备。
附图说明
图1是实施例一的工艺流程图；
图2是实施例二的整体结构示意图；
图3是实施例二中筒体的剖面示意图；
图4是图3中A部放大示意图，用于体现锯刀的安装位置和结构形状；
图5是实施例二中筒体和驱动电机的剖面图，用于体现筒体内的结构形状；
图6是图5中B部放大示意图，用于体现夹层、内筒和外筒的位置关系。
图中，1、筒体；11、进料口；12、出料口；13、接头；14、外筒；15、内筒；16、滤孔；17、钢槽；171、第二流通孔；18、撑筋；181、第一流通孔；19、锯刀；20、夹层；2、上封盖；3、下封盖；4、转轴；5、安装架；6、驱动电机；7、蒸汽机构；71、蒸汽源；72、输送泵；73、蒸汽管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：结合图1，为本发明公开的一种油泥破包三相分离工艺，包括工艺步骤如下：
步骤S1，将带有包装袋的废矿油、含矿物油废物送入油泥破包设备内，油泥破包设备内压力为0.3MPa、通入125℃温度蒸汽加热，带有油水泥的包装袋在油泥破包设备内通过锯刀利用机器旋转产生的离心力完成破包过程，油泥破包设备单台每天处理能力为100吨，可将带有包装袋的废矿油、含矿物油废物和包装袋进行分开，该步骤为油泥进行下阶段有效分离创造了必要的前提。
步骤S2，通过释压缓冲罐将油泥破包设备内破包后分离出来的具有一定压力的油水泥混合物进行压力释放，同时进行搅拌并通过泵送到下游的化学反应罐中。
步骤S3，在30M3体积的化学反应罐中，将泵送过来的油水泥混合物进行搅拌，在搅拌过程中添加复配的药剂，复配的药剂包括降粘剂、表面活性剂、破乳剂。
步骤S4，油水泥混合物与复配的药剂在化学反应罐内充分混合后停止搅拌，静置180分钟，让降粘剂、表面活性剂、破乳剂三种药剂与油水泥进行化学作用，降低物料粘度，破坏各分子间的表面张力，再通过油水泥三相物质的密度差，使油水泥自然分层完毕。
步骤S5，在自然分层完毕后，通过对液位的观察，将油相抽出送入油品储罐中，水相抽出送入隔油水箱，并将水相表面的油分隔出，剩余水相含有未反应的药剂，将其循环利用，送至油泥破包设备中，便于油泥与包装袋更好分离，使破包后的包装袋更加清洁。
步骤S6，化学反应罐中的泥相送入20M3体积的PH调节罐内，在调节罐内添加无机酸将PH值调至4.5，添加絮凝剂进行絮凝，在本步骤中，无机酸选用浓度为5%的H2SO4的溶液。
步骤S7，絮凝后的泥相送入固液离心机中，将泥水分离，泥中含水率控制在50%以下，分离后的泥进入污泥仓暂存，后续进行干化。
步骤S8，分离后的水相进入污水箱进行再次隔油，将隔出的油品通过泵送至油品储罐中，水中含有一定的悬浮物，对水相再次进行离心分离。
步骤S9，污水箱的污水经隔油后通过输送管道送至固液离心机中，在输送管道中注入助凝剂进行絮凝，以便污水在固液离心机中固液得到最佳的分离，分离后的污水送至污水站生化处理，分离出来的悬浮物送往污泥仓暂存，后续进行干化。
实施例二：结合图2，为本发明公开的一种油泥破包设备，应用于实施例一中的包装袋破包，油泥破包设备包括筒体1和安装架5，筒体1通过转轴4转动设置于安装架5上，在安装架5的一端安装有驱动电机6，驱动电机6的电机轴与筒体1上的转轴4同轴固定，驱动电机6工作，带动筒体1在安装架5上自转。
结合图3，筒体1包括同轴设置的内筒15和外筒14，内筒15和外筒14的形状均为圆筒状，且内筒15与外筒14之间留有一定的间距，形成一夹层20。
结合图3和图5，筒体1上设置有进料口11，进料口11由筒体1外向筒体1内贯穿内筒15和外筒14设置，筒体1上通过可拆卸嵌设上封盖2，上封盖2与筒体1上的进料口11密封配合，进料时，将上封盖2从进料口11上取下来，通过进料口11向内筒15进料。筒体1的底部设置有出料口12，出料口12仅贯穿外筒14的内外壁，使出料口12与夹层20相连通，出料口12上可拆卸嵌设有下封盖3，下封盖3与出料口12密封配合。
结合图3和图5，内筒15上设置有贯穿内筒15内外的滤孔16，滤孔16与夹层20内部相连通，内筒15内的物料通过滤孔16进入到夹层20内，最后从出料口12排出。
结合图3和图4，夹层20内设置有由钢材质制成的撑筋18，撑筋18的一侧与内筒15的外表面焊接固定，另一侧与外筒14的内表面焊接固定，撑筋18的截面形状为长方形，且撑筋18沿内筒15的轴线方向上延伸设置，撑筋18的长度小于内筒15的长度，且撑筋18在自身的厚度方向上贯穿设置第一流通孔181，第一流通孔181将位于撑筋18两侧的夹层20腔室相连通。
结合图3和图4，夹层20内还设置有由钢材质制成的钢槽17，钢槽17的截面形状为U形，钢槽17的一侧侧面做圆弧设计，且与内筒15的外筒14面相贴合，钢槽17与内筒15焊接固定，钢槽17的相对另一侧侧面也做圆弧设计，且该弧形侧面与外筒14的内筒15面相贴合，钢槽17与外筒14焊接固定。钢槽17上面向槽口的槽面设置有第二流通孔171，第二流通孔171贯穿钢槽17的内外，第二流通孔171使钢槽17两侧的夹层20相连通。
结合图5和6，外筒14的内筒15壁上焊接固定有锯刀19，锯刀19的刀头由滤孔16伸入到内筒15内，且锯刀19的刀头凸出于内筒15的内表面，锯刀19的刀宽小于滤孔16的孔径，滤孔16与锯刀19之间留有供物料由内筒15进入到夹层20内的间隙，在本实施例中，锯刀19具有两排，均沿内筒15的长度方向上排布。
结合图2和图3，筒体1远离驱动电机6的一端可拆卸安装有蒸汽机构7，蒸汽机构7包括蒸汽管73、输送泵72和蒸汽源71，在本实施例中，蒸汽源71为装有蒸汽的蒸汽锅炉，蒸汽锅炉与输送泵72连通，另外蒸汽泵通过蒸汽管73与筒体1内的夹层20相连通，在筒体1的一端设置有与夹层20相连通的接头13，蒸汽管73远离蒸汽泵的一端端口与接头13卡接固定，在筒体1停止转动的状态下，将蒸汽管73与接头13卡接安装，通过输送泵72工作，将蒸汽源71内的蒸汽向筒体1的夹层20内输送，蒸汽对夹层20内的物料进行加热，蒸汽进入到夹层20内的温度为125摄氏度，筒体1内部压力为0.3Mpa。
本实施例的工作原理为：带油泥的包装袋通过进料口11进入到筒体1的内筒15，接着用上封盖2密封盖住进料口11，驱动电机6工作，驱动筒体1在安装架5上自转，包装袋在内筒15内翻滚，锯刀19的刀头将包装袋刺破，使包装袋内的油泥流出，并在内筒15内翻滚流动，驱动电机6停止工作后，内筒15内的油泥逐渐从滤孔16进入到夹层20内，将蒸汽管73与筒体1上的接头13卡接，通过蒸汽泵向夹层20内输送蒸汽，通过蒸汽对夹层20内的油泥加热，再加热完一段时间后，将蒸汽管73拆卸下来，接头13用密封盖盖住，驱动电机6再次工作，驱动加热后的油泥在夹层20内流动，蒸汽部分液化成水，与油泥混合，进一步增强油泥的流动性，最后将下封盖3从出料口12上拆卸下来，内筒15内的油水泥进入夹层20内，接着通过出料口12向外排出。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油泥破包三相分离工艺，其特征在于：包括工艺步骤如下，
步骤S1，将带有包装袋的废矿油、含矿物油废物送入油泥破包设备内，带有油水泥的包装袋在油泥破包设备内通过锯刀利用机器旋转产生的离心力进行破包；
步骤S2，通过释压缓冲罐将油泥破包设备内破包后分离后出来的具有一定压力的油水泥混合物进行压力释放，同时进行搅拌并送入到下游化学反应罐中；
步骤S3，在化学反应罐中将送入过来的油水泥混合物进行搅拌，在搅拌过程中添加复配的药剂，药剂包括降粘剂、表面活性剂、破乳剂；
步骤S4，油水泥混合物与药剂在化学反应罐内充分混合后停止搅拌，静置180分钟，通过油水泥三相物质的密度差，使油水泥自然分层；
步骤S5，在自然分层完毕后，通过对液位的观察，将油相抽出送入油品储罐中，水相抽出送入隔油水箱，并将水相表面的油分隔出，剩余水相含有未反应的药剂，将其循环利用，送至油泥破包设备中；
步骤S6，化学反应罐中的泥相送入PH调节罐内，在调节罐内添加无机酸将PH值调至4.5，添加絮凝剂进行絮凝；
步骤S7，絮凝后的泥相送入固液离心机中，将泥水分离，分离后的泥进入污泥仓暂存，后续进行干化；
步骤S8，分离后的水相进入污水箱进行再次隔油，将隔出的油品送至油品储罐中，水中含有一定的悬浮物，对水相再次进行离心分离；
步骤S9，污水箱的污水经隔油后送至固液离心机中，分离后的污水送至污水站生化处理，分离出来的悬浮物送往污泥仓暂存，后续进行干化。
2.根据权利要求1所述的一种油泥破包三相分离工艺，其特征在于：所述步骤S1在0.3MPa.g、125℃蒸汽的热力作用下进行破包。
3.根据权利要求1所述的一种油泥破包三相分离工艺，其特征在于：所述无机酸选用浓度为5%的H2SO4溶液。
4.根据权利要求1所述的一种油泥破包三相分离工艺，其特征在于：在所述步骤S9中，污水箱的污水通过输送管道送至固液离心机中，在输送管道中注入助凝剂对污水进行絮凝。
5.根据权利要求1所述的一种油泥破包三相分离工艺，其特征在于：所述助凝剂选用阳离子PAM。
6.根据权利要求1或5所述的一种油泥破包三相分离工艺，其特征在于：在所述步骤S6中，所述絮凝剂选用阴离子PAM。
7.一种油泥破包设备，其特征在于：应用于权利要求1所述的油泥破包三相分离工艺中的包装袋破包，所述油泥破包设备包括筒体(1)以及驱动筒体(1)自转的驱动件，所述筒体(1)上设置有供包装袋进入的进料口(11)以及供破包后的油水泥排出筒体(1)外的出料口(12)，所述筒体(1)包括同轴设置的内筒(15)和外筒(14)，所述内筒(15)与外筒(14)之间留有夹层(20)，所述内筒(15)内表面开设有供油水泥通过进入夹层(20)内的滤孔(16)，所述出料口(12)设置于外筒(14)上且与夹层(20)相连通，所述筒体(1)内设置有将内筒(15)内包装袋扎破的锯刀（19）。
8.根据权利要求7所述的油泥破包设备，其特征在于：所述夹层(20)内固定设置有加强内筒(15)与外筒(14)之间连接结构强度的撑筋(18)。
9.根据权利要求7所述的油泥破包设备，其特征在于：所述筒体(1)连接有向夹层(20)内通入加热蒸汽的蒸汽机构(7)。
10.根据权利要求9所述的油泥破包设备，其特征在于：所述蒸汽机构(7)包括与夹层(20)内部连通的蒸汽管(73)以及通过蒸汽管(73)向夹层(20)内输送加热蒸汽的输送泵(72)、与输送泵(72)通过管道连通的蒸汽源(71)。
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