CN112358152A - 一种油泥干化装置和工作方法及具有该装置的生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油泥干化装置和工作方法及具有该装置的生产线，包括筒体，两端封闭，内部形成有容纳油泥的容纳腔室；进料口，设置于所述筒体靠近一端的周壁上；喷射口，设置于靠近所述进料口一端所述筒体的周壁上；除尘口，设置于所述筒体另一端的周壁，用于向所述容纳腔室外部输送气相和灰尘；出料口，设置于靠近所述除尘口所述筒体的一端，用于将干化后的油泥输送出所述容纳腔室；搅拌轴，穿过所述筒体的容纳腔室，并与设置于所述筒体一侧的驱动装置连接；搅拌耙，设置于所述搅拌轴上，用于将所述进料口进入的油泥翻转、搅拌，并向所述出料口一侧输送。本发明具备不产生二次污染、减量化程度极高和广谱适用性等优点。

Description

一种油泥干化装置和工作方法及具有该装置的生产线

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体地说，涉及一种油泥干化装置和工作方法及具有该装置的生产线。

背景技术

含油污泥是石油开采和加工过程中的“伴生品”，指原油或成品油混入泥土或其他土壤介质，油分不能直接回收而可能造成环境污染的多种形态的混合物。在中国，以石油勘探开发业为例，污泥产生量为原油产量的0.5％～1％，每年将有近百万吨的油污泥产生。油污泥主要由原油、矿物质、辐射物质、腐殖质组成，其中可燃质为原油，组成主要有烷烃、环烷烃、芳香烃、胶质、沥青质及石蜡等，油污泥中矿物油重质组分沉积居多。含油污泥一般是指油包水、水包油型浮状液和悬浮固体组一起成的稳定体系，其脱水效果差，处理难度大，并且污泥的成分和物理性质会受污水水质、处理工艺、投加药剂等因素的影响，差异性会非常显著。

我国在2016年8月1日实施的《国家危险废物目录》将含油污泥列入编号为HW08废矿物油与含矿物油废物类。《国家清洁生产促进法》和2015年4月实施的《中华人民共和国固体废物环境污染防治法》也要求必须对含油污泥进行无害化处理。因此无论是从环境保护和回收能源的角度出发，还是从国家法律法规要求的角度考虑，都必须对油污泥进行无害化处理。科学、有效地解决含油污泥处理难题对石油行业的可持续发展具有重要意义。

含油污泥的处理与应用是国内外石油生产领域环境保护的重要内容，是较难解决而急需解决的问题之一，也是制约油田环境质量持续提高和经济可持续发展的一大难题。目前，我国含油污泥年产生量达300×10⁴t，仅大庆、胜利、辽河三大油田年产含油污泥约200×10⁴t。含油污泥中富含大量烃类，实施油泥资源化才能符合可持续发展的战略方针和循环型经济的要求。

目前成熟的油泥处理方法有:

1、热洗+离心脱水+热解析，该技术在国外各大油田油泥无害化处理中被广泛应用，国内目前尚无报道业绩。

2、洗砂+制砖，该技术主要针对油泥砂处理开发，难以适用高含泥油泥的处理。

3、调质+离心脱水，该技术工艺流程长、设备数量多、需要配套较大油泥收集池储存各油泥产点送来的油泥，占地面积大，在运行过程中需要加入药剂调质。

4、目前广泛应用的焚烧处理方法，固定投资高，易产生二次污染。

总体而言，油泥处理成套系统在国内外的发展趋势呈现低成本、低能耗和无害化的态势。目前，国内喷射和干燥耦合技术用于含油污泥处理目前还没有推向市场，应用存量相对较少，市场空间极大。在国家加大环保力度，严管固废的背景下，在石油石化企业油泥堆存量不断增加的市场机遇期，以喷射和干燥耦合技术为油泥处理核心技术的成套设备取代传统处理方法。

申请号为CN201710401297.6中国专利公开了一种含油污泥处理方法涉及污泥处理领域。其目的是为了提供一种油水固三相分离效果好、干化速率高、回收利用率高、成本低的含油污泥处理方法。本发明含油污泥处理方法，步骤如下，步骤一：含油污泥进入送料装置，步骤二：含油污泥超声破乳处理，步骤三：含油污泥蒸汽快速干化处理，步骤四，快速干化的含油污泥造粒处理；步骤五，污泥颗粒再利用。

上述现有技术虽然提出了一种油泥处理方法，但上述技术方案与本发明喷射的高温气体相比，加热到相同喷射温度，水变成蒸汽需要更多的热量(显热与潜热)，耗能更高；蒸汽喷射需要大量的水资源，蒸汽与一同蒸发的油气、水气、干灰混合，使油泥中混入更多水分，产生二次污染，且分离这几种物质一般需要降温处理，热量无法回收，耗费更多的设备及资源。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的油泥干化装置。

本发明的另一个目的在于提供一种油泥干化装置的工作方法。

本发明的再一个目的在于提供一种具有油泥干化装置的生产线。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种油泥干化装置，包括

筒体，两端封闭，内部形成有容纳油泥的容纳腔室；

进料口，设置于所述筒体靠近一端的周壁上，用于向所述容纳腔室内输送油泥；

喷射口，设置于靠近所述进料口一端所述筒体的周壁上，用于向所述容纳腔室内喷射超音速高温气体；

除尘口，设置于所述筒体另一端的周壁，与所述进料口对应平行于所述筒体轴向方向的同一直线上，用于向所述容纳腔室外部输送气相和灰尘；

出料口，设置于靠近所述除尘口所述筒体的一端，用于将干化后的油泥输送出所述容纳腔室；

搅拌轴，穿过所述筒体的容纳腔室，并与设置于所述筒体一侧的驱动装置连接；

搅拌耙，设置于所述搅拌轴上，用于将所述进料口进入的油泥翻转、搅拌，并向所述出料口一侧输送。

其中，所述喷射口上间隔设置有至少两个喷嘴；

所述喷嘴向所述筒体的容纳腔室内喷射超音速高温气体；

在一个实施方案中，所述高温气体的温度为500至600℃；

速度范围为1至2马赫。

进一步地，所述喷嘴包括

自进气口向出气口一侧，气流流域面积逐渐缩小的收缩段；

自进气口向出气口一侧，气流流域面积逐渐变大的扩张段；

所述收缩段与所述扩张段通过喉部连接；

在一个实施方案中，所述喉部的气流流域面积，与所述收缩段和所述扩张段的最小气流流域面积相等。

此外，四个所述搅拌耙为一组，间隔设置于所述搅拌轴的延长方向上；

每组内的所述搅拌耙，以所述搅拌轴为轴线，均布于所述搅拌轴的表面。

进一步地，所述搅拌耙包括支撑杆和耙叶；

所述支撑杆一端与所述搅拌轴连接，另一端与所述耙叶连接。

进一步地，所述耙叶与所述搅拌轴的轴向设置有一夹角，用于将油泥翻转、搅拌，并向所述出料口一侧输送；

在一个实施方案中，所述夹角介于15°至30°之间。

进一步地，所述耙叶包括彼此连接的第一叶片和第二叶片；

所述第一叶片与所述支撑杆连；

所述第二叶片朝向所述搅拌轴的旋转方向弯折。

同时，还包括导流片，沿所述搅拌轴的外周，呈螺旋的片状设置，用于将所述筒体的容纳腔室内的气相和灰尘引流至所述出料口一侧。

一种上述所述油泥干化装置的工作方法，包括如下步骤

向所述进料口送入所述油泥，所述喷射口向所述油泥喷射超音速的高温气体；

所述驱动装置带动所述搅拌轴旋转，所述搅拌耙将油泥翻转、搅拌，并向所述出料口一侧输送；

气相和灰尘从所述除尘口排出；

热交换后的油泥，从所述出料口排出。

一种油泥干化生产线，包括上述所述的一种油泥干化装置。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明所述一种油泥干化装置及具有该装置的工作方法和生产线，利用500-600℃高温气体对浓缩脱水后的含油污泥进行干化处理具备如下优势：

1、不产生二次污染。处理过程均为物理过程，所需的能量来自高温气体和石油炼化企业焚烧炉产生的废烟气，因此不会对环境产生二次污染

2、减量化程度极高。要对油泥进行最终处理就必须降低油泥的含水率，比较常见的分离方法有重力沉降罐和机械离心分离两种。重力沉降的方法脱水效率低，占地面积大。离心分离方法的技术难点是进行油泥改性调质的适用破乳剂选用和适用离心分离设备的选配，处理后的油泥含水率可降至80％左右。而经过热风喷射耦合热烟气处理的油泥中的含水率可低至20％以下。

3、广谱适用性。可处理大固体颗粒的油泥，如油田、炼厂产生的各种含油污泥和油砂，如油基泥浆，落地油泥，炼厂“三泥”等，并且可以处理含油餐厨垃圾。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

在附图中：

图1是本发明油泥干化装置示意图；

图2是本发明喷射口示意图；

图3是本发明喷嘴示意图；

图4是本发明搅拌耙第一示意图；

图5是本发明搅拌耙第二示意图。

图中：1、筒体；2、进料口；3、喷射口；301、喷嘴；302、收缩段；303、扩张段；304、喉部；4、除尘口；5、出料口；6、搅拌轴；7、搅拌耙；701、支撑杆；702、耙叶；703、第一叶片；704、第二叶片；8、导流片；9、驱动装置。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在一个具体实施方案中，如图1所示，本发明所述一种油泥干化装置，包括筒体1，两端封闭，内部形成有容纳油泥的容纳腔室；进料口2，设置于所述筒体1靠近一端的周壁上，用于向所述容纳腔室内输送油泥；喷射口3，设置于靠近所述进料口2一侧所述筒体1的周壁上，用于向所述容纳腔室内喷射超音速高温气体；除尘口4，设置于所述筒体1另一端的周壁，与所述进料口2对应平行于所述筒1轴向方向的同一直线上，用于向所述容纳腔室外部输送气相和灰尘；出料口5，设置于靠近所述除尘口4所述筒体1的一端，用于将干化后的油泥输送出所述容纳腔室；搅拌轴6，穿过所述筒体1的容纳腔室，并与设置于所述筒体1一侧的驱动装置9连接；搅拌耙7，设置于所述搅拌轴6上，用于将所述进料口2进入的油泥翻转、搅拌，并向所述出料口5一侧输送。

具体来说，所述油泥干化装置包括减速机、左轴承座、右轴承座、筒体1以及支撑筒体1的设备支架；筒体1两端设有左轴承座、右轴承座，所述搅拌轴6位于筒体1中，其两端设于左轴承座、右轴承座中；所述搅拌轴6位于左轴承座一端的部分通过联轴器接减速机的输出端，减速机与电机连接，其中，电机、减速机和联轴器组成了驱动装置9；所述搅拌轴6上安装有搅拌耙7和导流片8；所述筒体1一端壁面上设有待干燥介质进料口2、喷射口3、进烟气口，另一端壁面上设有干燥介质的出料口5、除尘口4，中间部分设有检修用人孔。

泥饼或泥渣被送入热风喷射干化装置进口的同时500-600℃高温气体以超音速从特制喷嘴301中喷出，与油泥颗粒碰撞，高温气体蕴含的巨大动能提高了石油类和水分从颗粒内部渗出的速度，使油分和水分与颗粒物质瞬时分开。接着，油泥被高效所述搅拌轴6翻拌、输送的过程中，再与通入的热烟气充分热交换，使油泥中的油分和水分进一步排出。没有沉降的细小颗粒连同油分水分一起通过所述除尘口4进入下一处理环节，可以自然沉降的干灰从所述出料口5进入干灰收集器。油泥从设备一端连续进入，直接与热介质接触，充分干燥后从设备另一端排出，是一种直接、连续的干燥方法。

在一个具体实施方案中，如图1至图3所示，本发明所述一种油泥干化装置，所述喷射口3上间隔设置有至少两个喷嘴301；所述喷嘴301向所述筒体1的容纳腔室内喷射超音速高温气体；所述高温气体的温度为500至600℃；速度范围为1至2马赫。

进一步地，所述喷嘴301包括自进气口向出气口一侧，气流流域面积逐渐缩小的收缩段302；自进气口向出气口一侧，气流流域面积逐渐变大的扩张段303；所述收缩段302与所述扩张段303通过喉部304连接；所述喉部304的气流流域面积，与所述收缩段302和所述扩张段303的最小气流流域面积相等。

具体来说，超音速热风喷嘴301是干化设备的关键部件，它的内腔是由收缩段302－喉部304－扩张段303组成的空心结构，可以将气流由亚声速加速到超声速，超音速热气流将含有水分、油分的固形物破碎成细小的粒子，瞬间破坏油泥团内油水相包的乳化结构，由于干燥表面大幅增加，提高了干化效率，使油泥团内水分、油分迅速蒸出，实现瞬时蒸发和干燥。所述喷嘴301内腔示意图见图3。并采用一排水平阵列的所述喷嘴301组的布置方式，可以实现高速气流对油泥的均匀化破碎效果，示意图见图2。

在一个具体实施方案中，如图1至图5所示，本发明所述一种油泥干化装置，四个所述搅拌耙7为一组，间隔设置于所述搅拌轴6的延长方向上；每组内的所述搅拌耙7，以所述搅拌轴6为轴线，均布于所述搅拌轴6的表面。所述搅拌耙7包括支撑杆701和耙叶702；所述支撑杆701一端与所述搅拌轴6连接，另一端与所述耙叶702连接。所述耙叶702与所述搅拌轴6的轴向设置有一夹角，用于将油泥翻转、搅拌，并向所述出料口5一侧输送作为本实施例的优选技术方案，所述夹角介于15°至30°之间。

其中，所述耙叶702包括彼此连接的第一叶片703和第二叶片704；所述第一叶片703与所述支撑杆701连；所述第二叶片704朝向所述搅拌轴6的旋转方向弯折。

同时，还包括导流片8，沿所述搅拌轴6的外周，呈螺旋的片状设置，用于将所述筒体1的容纳腔室内的气相和灰尘引流至所述出料口5一侧。

具体来说，所述搅拌耙7的每个所述耙叶702与所述搅拌轴6中心线呈24°安装在搅拌轴6上，搅拌轴6上安装有4组所述搅拌耙7，每组耙叶702间隔90°，每组所述搅拌耙7转动后可覆盖相邻所述耙叶702的间隙，从而保证物料充分翻转并且向出料口5方向输送。另外，在所述搅拌轴6上还设计了热气螺旋导流片8，所述导流片8跟随所述搅拌轴6一同旋转，将干化装置内的气相和灰尘引流至出料方向，保证气相和灰尘与物料最大程度的换热，其设计图见图4和图5。

在一个具体实施方案中，一种油泥干化装置的工作方法，具有上述所述的一种油泥干化装置，包括如下步骤向所述进料口2送入所述油泥，所述喷射口3向所述油泥喷射超音速的高温气体；所述驱动装置9带动所述搅拌轴6旋转，所述搅拌耙7将油泥翻转、搅拌，并向所述出料口5一侧输送；气相和灰尘从所述除尘口4排出；热交换后的油泥，从所述出料口5排出。

具体来说，超音速高温气体喷射含油污泥技术是利用500-600℃高温气体对浓缩脱水后的含油污泥进行干化处理。经过脱水后的泥饼或泥渣被送入热风喷射干化装置，同时高温气体以超音速从特制所述喷嘴301中喷出，与油泥颗粒碰撞。高温环境使得液体从颗粒表面蒸发的速度加快，同时高温气体蕴含的巨大动能提高了石油类和水分从颗粒内部渗出的速度，使油分和水分与颗粒物质瞬时分开。

在一个具体实施方案中，一种油泥干化生产线，包括上述所述的一种油泥干化装置。

泥饼或泥渣被送入热风喷射干化装置的所述进料口2，同时500-600℃高温气体以超音速从特制所述喷嘴301中喷出，与油泥颗粒碰撞。高温环境使得液体从颗粒表面蒸发的速度加快，同时高温气体蕴含的巨大动能提高了石油类和水分从颗粒内部渗出的速度，使油分和水分与颗粒物质瞬时分开。接着，油泥被高效所述搅拌轴6搅拌并向所述出料口5方向输送的过程中，再与烟气进口通入的焚烧炉产生的高温烟气充分混合，使油泥中的油分和水分进一步排出。所述搅拌轴6上安装的热气导流片8将热烟气引导至所述除尘口4方向，避免短流。没有沉降的细小颗粒连同油分水分一起通过所述除尘口4进入下一处理环节，可以自然沉降的干灰从所述出料口5进入干灰收集器。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本申请所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种油泥干化装置，其特征在于：包括

筒体(1)，两端封闭，内部形成有容纳油泥的容纳腔室；

进料口(2)，设置于所述筒体(1)靠近一端的周壁上，用于向所述容纳腔室内输送油泥；

喷射口(3)，设置于靠近所述进料口(2)一端所述筒体(1)的周壁上，用于向所述容纳腔室内喷射超音速高温气体；

除尘口(4)，设置于所述筒体(1)另一端的周壁，与所述进料口(2)对应平行于所述筒体(1)轴向方向的同一直线上，用于向所述容纳腔室外部输送气相和灰尘；

出料口(5)，设置于靠近所述除尘口(4)所述筒体(1)的一端，用于将干化后的油泥输送出所述容纳腔室；

搅拌轴(6)，穿过所述筒体(1)的容纳腔室，并与设置于所述筒体(1)一侧的驱动装置(9)连接；

搅拌耙(7)，设置于所述搅拌轴(6)上，用于将所述进料口(2)进入的油泥翻转、搅拌，并向所述出料口(5)一侧输送。

2.根据权利要求1所述的一种油泥干化装置，其特征在于：

所述喷射口(3)上间隔设置有至少两个喷嘴(301)；

所述喷嘴(301)向所述筒体(1)的容纳腔室内喷射超音速高温气体；

优选地，所述高温气体的温度为500至600℃；

速度范围为1至2马赫。

3.根据权利要求2所述的一种油泥干化装置，其特征在于：

所述喷嘴(301)包括

自进气口向出气口一侧，气流流域面积逐渐缩小的收缩段(302)；

自进气口向出气口一侧，气流流域面积逐渐变大的扩张段(303)；

所述收缩段(302)与所述扩张段(303)通过喉部(304)连接；

优选地，所述喉部(304)的气流流域面积，与所述收缩段(302)和所述扩张段(303)的最小气流流域面积相等。

4.根据权利要求1所述的一种油泥干化装置，其特征在于：

四个所述搅拌耙(7)为一组，间隔设置于所述搅拌轴(6)的延长方向上；

每组内的所述搅拌耙(7)，以所述搅拌轴(6)为轴线，均布于所述搅拌轴(6)的表面。

5.根据权利要求4所述的一种油泥干化装置，其特征在于：

所述搅拌耙(7)包括支撑杆(701)和耙叶(702)；

所述支撑杆(701)一端与所述搅拌轴(6)连接，另一端与所述耙叶(702)连接。

6.根据权利要求5所述的一种油泥干化装置，其特征在于：

所述耙叶(702)与所述搅拌轴(6)的轴向设置有一夹角，用于将油泥翻转、搅拌，并向所述出料口(5)一侧输送；

优选地，所述夹角介于15°至30°之间。

7.根据权利要求6所述的一种油泥干化装置，其特征在于：

所述耙叶(702)包括彼此连接的第一叶片(703)和第二叶片(704)；

所述第一叶片(703)与所述支撑杆(701)连；

所述第二叶片(704)朝向所述搅拌轴(6)的旋转方向弯折。

8.根据权利要求4-7任一所述的一种油泥干化装置，其特征在于：还包括导流片(8)，沿所述搅拌轴(6)的外周，呈螺旋的片状设置，用于将所述筒体(1)的容纳腔室内的气相和灰尘引流至所述出料口(5)一侧。

9.一种上述权利要求1-8任一所述油泥干化装置的工作方法，其特征在于：包括如下步骤

向所述进料口(2)送入所述油泥，所述喷射口(3)向所述油泥喷射超音速的高温气体；

所述驱动装置(9)带动所述搅拌轴(6)旋转，所述搅拌耙(7)将油泥翻转、搅拌，并向所述出料口(5)一侧输送；

气相和灰尘从所述除尘口(4)排出；

热交换后的油泥，从所述出料口(5)排出。

10.一种油泥干化生产线，其特征在于：包括上述权利要求1-8任一所述的一种油泥干化装置。

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