CN112851061A - 一体化油泥调质装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一体化油泥调质装置及其使用方法，涉及油泥加工技术领域，主要目的是解决传统的油泥调质设备拆迁困难的问题，提供一种设备集成度高、易转移且调质效率相对较高的一体化油泥调质设备。该一体化油泥调质装置包括橇座以及固定安装在所述橇座上表面的调质单元、供热单元和外输泵；所述调质单元内部存在容纳物料的空腔，所述供热单元部分位于所述调质单元内部并能对承装在所述调质单元内的物料进行加热处理；所述调质单元与所述外输泵相连通，当所述调质单元达到外输温度后，位于所述调质单元内的物料能经所述外输泵输送至下一级分离设备内并进行油、泥、水三相分离。

Description

一体化油泥调质装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及油泥加工技术领域，尤其是涉及一种一体化油泥调质装置及其使用方法。

背景技术

石油和天然气开采、炼制过程中会产生大量危险废物，其中以油泥和油基泥浆为代表，同时产生的往往还有压裂反排液及含油废水。国内每年开采石油天然气产生的含油废水达到10～12亿立方米，污油泥1000万立方米以上。含油污泥种类繁多、性质复杂，相应的处理技术和设备也呈现多元化趋势，目前含油污泥处理技术大致可分为物理化学法、生物处理法，其中物理化学法包括填埋法、筛分-流化-调质-离心工艺、热处理工艺(化学热洗、焚烧、热解吸)、氧化法、溶剂萃取技术；生物处理法包括地耕法、堆肥法、生物反应器等、除了上述处理方法以外，也可以对含油污泥进行一定程度的利用，例如：污泥的燃料化、固化制砖、作为焦化装置的原料、做为催化分馏塔的油浆以及污泥回灌调剖等。油泥调质设备就是油泥利用中的常用加工设备。

油泥的调质是通过一定手段调整固体粒子群的性状和排列状态，使之适合不同脱水条件下的预处理操作。油泥的调质能显著改善脱水效果，提高机械脱水性能。

现有的油泥调质设备普遍为单独调质罐外配其他辅助设备。其中，单独调质罐一般外配加热装置，加药装置等一系列辅助设备，辅助设备整体占地面积较大，全套设备拆迁困难。另外，现有的油泥调质罐多通过蒸汽进行加热，因蒸汽伴热效率低，往往达不到调质的效果。

因此，需要研发一种设备集成度高、占地面积小、易转移且调质效率高的一体化油泥调质装置及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一体化油泥调质装置及其使用方法，以解决现有技术中存在的油泥调质设备集成度低、搬迁困难的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一体化油泥调质装置，包括橇座以及固定安装在所述橇座上表面的调质单元、供热单元和外输泵；

所述调质单元内部存在容纳物料的空腔，所述供热单元部分位于所述调质单元内部并能对承装在所述调质单元内的物料进行加热处理；所述调质单元与所述外输泵相连通，当所述调质单元达到外输温度后，位于所述调质单元内的物料能经所述外输泵输送至下一级分离设备内并进行油、泥、水三相分离。

上述用于对油泥进行调质处理的调质单元、对调质单元内进行加热的供热单元以及与调质单元相连用于向其他设备内输送物料的外输泵以及相应的外输管路均固定安装在橇座上，有效提高了该设备的集成度；当需要对上述装置进行搬运时，可以通过橇座方便的实现。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

在上述技术方案中，优选的，所述供热单元包括加热油炉、循环泵和加热盘管，所述加热盘管位于所述调质单元内，所述加热油炉通过管路与所述加热盘管相连并通过管路与所述循环泵形成一封闭的循环系统，当所述循环泵启动时，油液(即导热油)能经管路在所述加热油炉和所述加热盘管处循环流动。

该供热单元内灌注油液(即导热油)，在循环泵的作用下，导热油能够通过相关管路在该循环系统内流动并将加热油炉处的热量较好的传递至加热盘管处，从而实现对物料的加热。

在上述技术方案中，优选的，所述供热单元还包括膨胀罐，该膨胀罐能通过管路与上述设备相连并组成一能供油液循环流动的结构。

在上述技术方案中，优选的，所述供热单元还包括一换热器，所述换热器位于所述调质单元外侧并通过管路安装在所述循环泵和所述加热盘管之间，所述换热器内穿设有分别供水和导热油流通的通道。

利用该换热器可以将油液中的热量交换至水中，该热水可以用于下游分离设备清洗以及其他用热设备，有效降低能耗，提高能量的利用率。

在上述技术方案中，优选的，所述调质单元包括调质罐，所述空腔位于所述调质罐内；所述调质罐设有供流化油泥进入的进料口；所述调质罐的下端安装有吹扫装置，所述吹扫装置能对所述调质罐的底部喷吹压缩空气。

该吹扫装置能够向调质罐底部喷吹压缩空气，防止油泥在调质罐底部沉积，也可以帮助提高油泥调质的效率。

在上述技术方案中，优选的，所述调质单元还包括一加药装置，所述加药装置位于所述调质罐外侧并通过所述进料口与所述空腔连通。

在上述技术方案中，优选的，所述调质罐内还安装有用于监测油泥状态的油泥密度仪。

在上述技术方案中，优选的，所述橇座上还固定安装有温度变送器和控制柜，所述温度变送器固定安装在所述调质单元上并与所述控制柜电连接，所述控制柜与所述外输泵电连接。

在上述技术方案中，优选的，所述加热油炉为天然气油炉，其烟气出口处安装有省煤器。

在上述技术方案中，优选的，所述省煤器外还安装有烟囱。

本发明还提供了一种一体化油泥调质装置使用方法，采用上述任一项所述的一体化油泥调质装置，包括以下步骤：

(1)向所述调质单元内输入物料并启动供热单元以实现对物料的加热处理；

(2)定义外输温度值，监测物料温度直至达到外输温度；

(3)启动所述外输泵使物料由调质单元进入分离设备内实现油、泥、水三相分离。

相比于现有技术，本发明提供了一种一体化油泥调质装置及其使用方法，该装置将所有的组件均集成在一橇座上，主要包括调质单元、供热单元和外输泵，其中调质单元上安装的吹扫装置能够在调质过程中对调质罐内进行吹扫，以提高其调质效率；油液能够在循环泵的带动下循环流动对调质罐供热，同时多余的热量可以通过换热器用于其他方面；该装置可以在控制柜的控制下工作，当达到合适的温度时，位于调质罐内的物料会通过外输泵进入下一级分离设备内实现三相分离。通过上述结构，不仅能够有效提高该调质装置整体的工作效率，同时也有助于节约能源，降低能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1是本发明一体化油泥调质装置的整体结构示意图；

图2是本发明一体化油泥调质装置的工作流程图；

图3是本发明一体化油泥调质装置中的加热油炉的另一种结构示意图。

图中：1、橇座；2、调质单元；21、调质罐；22、搅拌装置；23、吹扫装置；24、进料口；25、加药装置；26、油泥密度仪；3、供热单元；31、加热油炉；32、循环泵；33、加热盘管；34、换热器；35、注油泵；4、外输泵；5、温度变送器；6、控制柜；7、省煤器；8、烟囱；9、膨胀罐。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，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，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

附图1是本发明一体化油泥调质装置的整体结构示意图；图中的加热油炉为卧式结构，可以看到，该装置包括位于底部的橇座以及固定安装在橇座上的调质罐、加药装置、加热油炉、循环泵、换热器、外输泵以及控制柜、省煤器、烟囱、膨胀罐等。上述设备通过管路相连，物料进入调质罐后能经外输泵输入下一级分离设备内实现三相分离。

附图2是本发明一体化油泥调质装置的工作流程图；从该图中可以看出该装置的具体工作流程，物料和药品进入调质罐内并经外输泵输入下一级分离设备内实现三相分离，调质罐上安装有吹扫装置，同时导热油炉能够通过循环泵对该调质罐供热，多余热量能够通过换热器传导至水处，产生的热水可以用于清洗分离设备以及供其他设备使用。

附图3是本发明一体化油泥调质装置中的加热油炉的另一种结构示意图；与图1相比，此时该加热油炉为立式结构。

下面结合附图对本发明的技术方案进行具体说明。

如图1-2所示，本发明提供了一种一体化油泥调质装置，该装置包括橇座1以及固定安装在橇座1上表面的调质单元2、供热单元3和外输泵；其中，调质单元2内部存在用于容纳物料的空腔，供热单元3部分位于调质单元2内部并能对承装在调质单元2内的物料进行加热处理；调质单元2与外输泵4相连通，当调质单元2达到外输温度后，位于调质单元2内的物料能经外输泵4输送至下一级分离设备内并进行油、泥、水三相分离。

上述用于对油泥进行调质处理的调质单元2、对调质单元2内进行加热的供热单元3以及与调质单元2相连用于外输调质产物的外输泵4均固定安装在橇座1上，有效提高了该设备的集成度；当需要对上述装置进行搬运时，可以通过橇座1方便的实现。

具体的，上述调质单元2包括一调质罐21，该调质罐21内存在一用于承装物料的空腔。供热单元3可以对该调质罐21进行供热，外输泵4与该调质罐21相连。

作为可选的实施方式，供热单元3包括加热油炉31、循环泵32和加热盘管33，其中加热盘管33位于上述调质罐21内，加热油炉31通过管路与加热盘管33相连并通过管路与循环泵32形成一封闭的循环系统，当循环泵32启动时，油液能经管路在加热油炉31和加热盘管33处循环流动。

由于该加热盘管33内灌注有油液(即导热油)，因此当循环泵32启动时，导热油能够在加热油炉31处和加热盘管33处循环流动，从而将加热油炉31工作时产生的温度传递至加热盘管33处，实现对物料的加热。

具体的，该加热油炉31的燃料为天然气，天然气通过燃气管线调压后供加热油炉31燃烧。

在导热油循环流动过程中，可能会因渗漏或者其他问题导致油液不足、油液过量或者需要更换，作为可选的实施方式，供热单元3还包括膨胀罐9，该膨胀罐9能通过管路与上述设备相连并组成一能供油液循环流动的结构，此时可以通过注油泵35通过管路向膨胀罐9内加注油液，注油泵35以及膨胀罐9的位置如图1所示。

为了进一步提高对能量的利用率，避免出现能源浪费，作为可选的实施方式，可以设置该供热单元3还包括一换热器34，换热器34位于调质单元2外侧并通过管路安装在循环泵32和加热盘管33之间，换热器34内穿设有分别供水和导热油流通的通道。

利用该换热器34可以将油液中的热量交换至水中，该热水可以用于下游分离设备清洗以及其他用热设备，有效降低能耗，提高能量的利用率。

当该油泥调质装置停机检修时，可以利用上述热水对相关设备进行清洗，例如分离设备。

该调质单元2除了调质罐21以外，还需要有其他设备配合进行工作，作为可选的实施方式，该调质单元2还包括吹扫装置23，该吹扫装置23包括空压机和喷吹管，其中喷吹管能对调质罐21的底部喷吹压缩空气，防止油泥在调质罐21底部沉积，也可以帮助提高油泥调质的效率。

为了方便向该调质罐21内输送物料，作为可选地实施方式，设置该调质罐21的上半部分(顶端或者侧壁的上端)安装有能与进料口24相连通的进料管线，其具体位置以及安装方式如图1所示，流化油泥可以通过该进料口24沿进料管线进入调质罐21内。

另外，调质罐21的上端还安装有搅拌装置22，该搅拌装置22能够插入罐体内部并对位于其中的物料进行搅拌，以更快的加速调质过程。

另外，作为可选的实施方式，调质单元2还包括一加药装置25，加药装置25位于调质罐21外侧并通过进料口24与空腔连通，在将油泥导入调质罐21内的同时，加药装置25可以将配置好的药液通过加药泵一同打入到调质罐21内。

需要注意的是，上述进料口24外侧有一Y形管道，该Y形管道一端与进料口24相连，另外两端分别用于供物料和药液进入：另外两端一端与加药装置25相连，另一端与用于输入物料的设备相连，该设备可以是螺杆泵或者圆弧齿轮油泵等。

为了能够随时了解调质罐21内的物料的调质状态，作为可选的实施方式，调质罐21内还安装有用于监测油泥状态的油泥密度仪26以及用于监测油泥高度的液位变送器。

作为可选的实施方式，橇座1上还固定安装有温度变送器5和控制柜6，温度变送器5固定安装在调质单元2上并与控制柜6电连接，控制柜6与外输泵4电连接。整个系统采用电气PLC控制柜6对系统内部各个电气进行启停报警的控制。

该一体化油泥调质装置的使用方法包括以下步骤：

(1)向调质单元2内输入物料并启动供热单元3以实现对物料的加热处理；

(2)定义外输温度值，监测物料温度直至达到外输温度；

(3)启动外输泵4使物料由调质单元2进入分离设备内实现油、泥、水三相分离。

也就是说，该油泥调质装置的工作流程如图2所示：启动该装置后，首先将流化油泥以及药液通过进料口24灌入该调质罐21内，随后启动供热单元3，加热油炉31工作时产生的热量以导热油为载体在循环泵32的作用下朝向位于调质罐21内的导热盘管处流动并对位于调质罐21内的油泥进行加热，同时位于调质罐21顶部的搅拌装置22启动并加速油泥的调质均化。在调质罐21的运行过程中，位于调质罐21上的温度变送器5、油泥密度仪26以及外输泵4连锁，控制柜6能够控制外输泵4的启停，当达到对应的向外输送温度后，外输泵4开启并向分离设备处输送物料以实现油、泥、水三相分离。位于调质罐21底部的吹扫装置23能够根据程序预设好的时间向调质罐21内喷吹压缩空气，防止调质罐21底部油泥堆积，提高油泥调质效率。为避免能源消耗，系统内设置有换热器34，采用导热油与水换热，加热后的水可用于下游分离设备(即三相分离设备)停机时的冲洗，或者也可以用于其他设备。

另外，为了进一步节约能源，加热油炉31处还安装有省煤器7，经该省煤器7加热处理后的压缩控制可以通过管道或者相应的储气装置与吹扫装置23相连通。

具体的，加热油炉31为天然气油炉，其烟气出口处安装有省煤器7，省煤器7外还安装烟囱8。

该一体化油泥调质装置对加热油炉31的整体结构无特殊限制，可以是如图1所示的卧式加热油炉31，也可以是如图3所示的立式加热油炉31。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一体化油泥调质装置，其特征在于，包括橇座(1)以及固定安装在所述橇座(1)上表面的调质单元(2)、供热单元(3)和外输泵(4)；

所述调质单元(2)内部存在容纳物料的空腔，所述供热单元(3)部分位于所述调质单元(2)内部并能对承装在所述调质单元(2)内的物料进行加热处理；所述调质单元(2)与所述外输泵(4)相连通，当所述调质单元(2)达到外输温度后，位于所述调质单元(2)内的物料能经所述外输泵(4)输送至下一级分离设备内并进行油、泥、水三相分离。

2.根据权利要求1所述的一体化油泥调质装置，其特征在于，所述供热单元(3)包括加热油炉(31)、循环泵(32)和加热盘管(33)，所述加热盘管(33)位于所述调质单元(2)内，所述加热油炉(31)通过管路与所述加热盘管(33)相连并通过管路与所述循环泵(32)形成一封闭的循环系统，当所述循环泵(32)启动时，油液能经管路在所述加热油炉(31)和所述加热盘管(33)处循环流动。

3.根据权利要求2所述的一体化油泥调质装置，其特征在于，所述供热单元(3)还包括一换热器(34)，所述换热器(34)位于所述调质单元(2)外侧并通过管路安装在所述循环泵(32)和所述加热盘管(33)之间，所述换热器(34)内穿设有分别供水和导热油流通的通道。

4.根据权利要求1所述的一体化油泥调质装置，其特征在于，所述调质单元(2)包括调质罐(21)，所述空腔位于所述调质罐(21)内；所述调质罐(21)设有供流化油泥进入的进料口(24)；所述调质罐(21)的下端安装有吹扫装置(23)，所述吹扫装置(23)能对所述调质罐(21)的底部喷吹压缩空气。

5.根据权利要求4所述的一体化油泥调质装置，其特征在于，所述调质单元(2)还包括一加药装置(25)，所述加药装置(25)位于所述调质罐(21)外侧并通过所述进料口(24)与所述空腔连通。

6.根据权利要求4所述的一体化油泥调质装置，其特征在于，所述调质罐(21)内还安装有用于监测油泥状态的油泥密度仪(26)。

7.根据权利要求1所述的一体化油泥调质装置，其特征在于，所述橇座(1)上还固定安装有温度变送器(5)和控制柜(6)，所述温度变送器(5)固定安装在所述调质单元(2)上并与所述控制柜(6)电连接，所述控制柜(6)与所述外输泵(4)电连接。

8.根据权利要求2所述的一体化油泥调质装置，其特征在于，所述加热油炉(31)为天然气油炉，其烟气出口处安装有省煤器(7)。

9.根据权利要求2所述的一体化油泥调质装置，其特征在于，所述供热单元(3)还包括膨胀罐(9)。

10.一体化油泥调质装置使用方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的一体化油泥调质装置，包括以下步骤：

(1)向所述调质单元(2)内输入物料并启动供热单元(3)以实现对物料的加热处理；

(2)定义外输温度值，监测物料温度直至达到外输温度；

(3)启动所述外输泵(4)使物料由调质单元(2)进入分离设备内实现油、泥、水三相分离。

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