CN112871965A - 一种含油固废热处理方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含油固废热处理方法及设备。所述设备包括含油固废预热干燥装置(1)和/或高温油气余热利用装置(3)、以及含油固废处理装置(2)、油气冷凝回收装置(4)和油水分离装置(5)。本发明设计的余热利用步骤，利用高温油气的热量，将水变为清洁蒸汽为含油固废加热，实现了节能降耗。
Description
技术领域
本发明涉及油田和炼化企业生产过程中产生的含油污泥的处理领域，也适用于油田钻井过程中产生的含油钻屑的处理领域，对于采用热处理技术处理含油固废产生的高温油气进行余热利用，实现节能降耗，具体的说，本发明涉及一种含油固废热处理方法及设备。
背景技术
油田和炼化企业生产过程中产生的含油污泥和含油钻屑为危险废物，在采用热解、热脱附或者超热蒸汽极速干化技术处理时，根据含油固废性质，需要加热到300℃～550℃之间，以使固废中的油分充分挥发出来，降低残渣剩余物中的含油量，达到无害化处理的目的。300℃以上的高温油分挥发后，经除尘和冷凝降温处理，降到50℃以下实现油分回收。在整个处理过程中，需要将常温含油固废加热到300℃以上，而后还需将加热后的高温油气冷凝降温处置，消耗大量的热能、水和电等，能耗高，运行费用较高。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种含油固废热处理设备；用于解决目前热处理技术能耗高、运行成本高的问题，实现节能降耗。
本发明的另一目的在于提供含油固废热处理方法。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种含油固废热处理设备，其中，所述设备包括含油固废预热干燥装置1、含油固废处理装置2、高温油气余热利用装置3、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5。
若含油固废油含量较低，且除尘效果较好，所产生的高温油气较洁净，也可不设置高温油气余热利用装置，高温油气直接输送至预热干燥装置中，以提高换热效率。即，所述设备包括：
含油固废预热干燥装置1、含油固废处理装置2、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废预热干燥装置1通过管路与含油固废处理装置2相连，以将预热干燥后的含油废物输送到含油固废处理装置2中；所述含油固废处理装置2的高温油气出口21与含油固废预热干燥装置1相连，以将含油固废处理装置2中得到的高温油气输送到含油固废预热干燥装置1中，用以和含油固废进行热交换进行预热干燥处理；含油固废预热干燥装置1通过管路与油气冷凝回收装置4相连，以将经过热交换的高温油气输送到油气冷凝回收装置4中，油气冷凝回收装置4通过管路与油水分离装置5相连。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述设备可以不设含油固废预热干燥装置1，只设高温油气余热利用装置3，产生饱和蒸汽或热水供其它使用。即，所述设备包括：
含油固废处理装置2、高温油气余热利用装置3、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述设备包括：含油固废处理装置2、高温油气余热利用装置3、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5通过管路顺序连接，以将含油固废经过含油固废处理装置2进行高温处理，得到的高温油气输送到高温油气余热利用装置3中进行余热利用(与液态水热交换)，余热利用后得到的低温油气输送到油气冷凝回收装置4，得到的液态油水混合物输送到油水分离装置5。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述设备包括含油固废预热干燥装置1、高温油气余热利用装置3、以及含油固废处理装置2、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5；所述含油固废预热干燥装置1、含油固废处理装置2、高温油气余热利用装置3、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5通过管路顺序连接。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废预热干燥装置1和高温油气余热利用装置3通过至少两条管路直接相连，以使得高温油气余热利用装置3产生的蒸汽能够输送到含油固废预热干燥装置1中以对含油固废预热干燥处理，并使得蒸汽冷却后产生的液态水输送回高温油气余热利用装置3循环利用。
含油固废经过含油固废预热干燥装置1进行处理并输送到含油固废处理装置2，得到的高温油气输送到高温油气余热利用装置3中进行余热利用(与液态水热交换)，余热利用后得到的低温油气输送到油气冷凝回收装置4，得到的液态油水混合物输送到油水分离装置5。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废预热干燥装置1为中空的容器，容器内设置空心的搅拌器12；搅拌器12的空腔通过管路与高温油气余热利用装置3连通，以使得高温油气余热利用装置3产生的蒸汽能够输送到搅拌器12的空腔中。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述搅拌器12为设置螺旋叶片的搅拌器。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述搅拌器12为两个，并列设置在含油固废预热干燥装置1的中心位置。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述搅拌器12为水平设置的搅拌器。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述搅拌器12为两个，且运行时两个搅拌器12以相互相反的方向旋转(一个正向，另一个逆向)。
进一步的，在搅拌器的中心轴121任意一端应设有活动的挠性软管123，以应对设备的热膨胀变化。
所述的挠性软管可以采用本领域的市售的挠性软管，其安装设置方式也可参照本领域挠性软管的设置。
两个搅拌器相向(以相互相反的方向)旋转，通过含油固废的摩擦，实现搅拌器叶片的自洁功能。可处理高含水和高黏性物料。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废预热干燥装置1的含油固废出口14为二级密封。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废预热干燥装置1是经由含油固废出口14并通过管路与含油固废处理装置2连接，以将经过预热的含油固废输送到含油固废处理装置2中。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废热处理设备还包括除尘装置7，所述除尘装置设置在含油固废处理装置2和高温油气余热利用装置3之间，所述含油固废预热干燥装置1、含油固废处理装置2、除尘装置7、高温油气余热利用装置3、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5通过管路顺序连接。
所述除尘装置用于处理从含油固废中挥发的油分。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废预热干燥装置1为管壳式结构或夹套式结构。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废预热干燥装置1为夹套式结构；含油固废预热干燥装置的外壳设置保温夹套11。
根据本发明一些具体实施方案，其中，保温夹套11和搅拌器12的空腔分别通过管路与高温油气余热利用装置2连通，以使得高温油气余热利用装置2产生的蒸汽能够输送到保温夹套11和搅拌器12的空腔中。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废预热干燥装置1和高温油气余热利用装置3之间的用于输送液态水的管路上设置第一泵6用于将液态水输送回高温油气余热利用装置3。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述第一泵6为离心泵。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废预热干燥装置1底部设置收集箱13用于收集冷凝的液态水，并将液态水通过第一泵6输送回高温油气余热利用装置3。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废预热干燥装置1底部设置的液态水出口15，并在液态水出口15处设置汽水分离器16。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述含油固废预热干燥装置1还包括用于驱动搅拌器12的电机17。
根据本发明一些具体实施方案，其中，含油固废预热干燥装置1的顶部分别设置进料口181和出气口182。
根据本发明一些具体实施方案，其中，含油固废预热干燥装置1的顶部还设置人孔19。
根据本发明一些具体实施方案，其中，夹套11外表面设置夹套蒸汽进口111，并在含油固废预热干燥装置1底部的夹套外表面设置夹套冷凝水出口112。
根据本发明一些具体实施方案，其中，搅拌器12的端部分别设置搅拌器蒸汽进口124和搅拌器冷凝水出口122。
搅拌器蒸汽进口124和夹套蒸汽进口111、搅拌器冷凝水出口122和夹套冷凝水出口112通过管路与高温油气余热利用装置3连通，以使得高温油气余热利用装置3产生的蒸汽能够输送到搅拌器12和夹套11的空腔中，并将产生的冷凝水输送回高温油气余热利用装置3。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述高温油气余热利用装置3包括汽包31、汽包31下方设置高温油气通道32，汽包31和高温油气通道32之间设置隔板34；汽包31在侧壁的底部设置进水口311，并在顶部设置蒸汽出口35；高温油气通道32分别在两个相对的侧壁的底部设置高温油气入口321和低温油气出口322；高温油气余热利用装置3还包括热管33，热管33垂直设置在高温油气余热利用装置3内部，并由汽包31内延伸至高温油气通道32内，以使得流经高温油气通道32的含油固废将热量经由热管33传递给流经汽包31的液态水。
根据本发明一些具体实施方案，其中，高温油气余热利用装置3是经由高温油气入口321并通过管路与含油固废处理装置2连接，以将含油固废处理装置2出来的高温油气输送到高温油气余热利用装置3中。
根据本发明一些具体实施方案，其中，高温油气入口321通过管路与除尘装置7连接，以将含油固废处理装置2出来的高温油气经过除尘处理输送到高温油气余热利用装置3中。
根据本发明一些具体实施方案，其中，高温油气余热利用装置3是经由低温油气出口322并通过管路与油气冷凝回收装置4连接。
高温油气从余热利用装置下部的高温油气通道进入，冲刷热管下端，将热量传递给热管下端，并传递到热管上部，热管上部又将热量传递给上部汽包中来自预热干燥装置的液态水(冷凝水)，将液态水加热为饱和蒸汽后排出至预热干燥装置。
根据本发明一些具体实施方案，其中，热管33的数量根据产生的高温油气温度和气量而定。
根据本发明一些具体实施方案，其中，热管33的直径为DN20～DN30mm，长度为80～150cm。
根据本发明一些具体实施方案，其中，热管33为垂直竖向排列，热管管壁间距为1～3cm。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述饱和蒸汽是经由蒸汽出口35排出至含油固废预热干燥装置1。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述高温油气余热利用装置3外表面设置保温层36(覆盖汽包31和高温油气通道32)。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述高温油气余热利用装置3还包括分气缸37，用以向所述含油固废预热干燥装置1补充提供蒸汽。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述高温油气余热利用装置3还包括远程液位计391、压力变送器392、温度传感器393。
所述的远程液位计、压力变送器、温度传感器用于将运行参数实时传输至中控室，根据远程液位计发出的水位信号控制给水泵自动补水，根据压力变送器信号控制压力，当压力超过上限压力时，安全阀38打开将蒸汽高空排放，防止超压。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述油气冷凝回收装置4为封闭式冷却塔结构，在油气冷凝回收装置4内的顶部设置出风口41和喷淋头42，油气冷凝回收装置4内的下部设置换热填料43、上部设置换热盘管44，油气冷凝回收装置4的侧壁上部设置低温油气入口45和油水出口46、并分别与换热盘管44的两个端口相连通。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述油气冷凝回收装置4底部侧壁正对换热填料43的侧壁设置空气入口48。
空气入口48的设置位置应能够使得冷空气水平进入换热盘管。
根据本发明一些具体实施方案，其中，油气冷凝回收装置4是经由低温油气入口45并通过管路与高温油气余热利用装置3连接，以将高温油气余热利用装置3出来的低温油气输送到油气冷凝回收装置4中。
根据本发明一些具体实施方案，其中，低温油气入口45高温油气余热利用装置3的低温油气出口322相连接。
根据本发明一些具体实施方案，其中，油气冷凝回收装置4是经由油水出口46并通过管路与油水分离装置5相连接。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述换热盘管44的上部的端口设置低温油气入口45，下部的端口设置油水出口46。
根据本发明一些具体实施方案，其中，换热填料43设置在换热盘管44正下方。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述油气冷凝回收装置4内的底部设置集水区47，油气冷凝回收装置4的侧壁底部设置出水口471，出水口471通过管路并经由第二泵49与喷淋头42连通，以使得集水区47收集的液态水由出水口471流出，并通过第二泵49输送的喷淋头42以循环利用。
根据本发明一些具体实施方案，其中，喷淋头42设置在换热盘管44正上方，以利用喷出的水对盘管进行降温。
喷淋水经盘管后温度升高，在下落过程中通过下部散热填料与空气风垂直相交，实现与空气热交换，落入集水区中循环喷淋，热空气通过风机引至室外散热。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述出风口41内设置风机411。
根据本发明一些具体实施方案，其中，换热盘管44在换热填料43上表面的投影部分面积占换热填料上表面总面积的1/2-3/4，剩余的上表面位于风机411下方，以使得换热后的气流应自下而上导出。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述油气冷凝回收装置4中的换热盘管44为DN32～DN42型盘管。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述油气冷凝回收装置4中的换热盘管44与水平面夹角为4-8°。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述换热盘管44为不锈钢材质。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述换热盘管44入口设蒸汽吹扫口441。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述换热盘管44入口处设置排气阀442，出口处设置排水阀443。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述换热填料43为双S形填料。
双S形填料能够有效防止水份随空气散失,并保证空气最大的进入量与水充分换热。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述换热填料43材质为聚氯乙烯。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述油气冷凝回收装置4为直接接触式喷淋塔结构。
其中可以理解的是，本发明上述关于设备的各具体实施方案在不矛盾的前提下可以任意相互组合。
另一方面，本发明还提供了一种含油固废热处理方法，其中，所述方法包括如下步骤：
将含油固废热处理以得到高温油气的步骤；
在将含油固废热处理前将其预热干燥的步骤和/或将含油固废热处理后得到的高温油气进行余热利用的步骤；
将含油固废热处理以得到得到的高温油气或高温油气进行余热利用后得到的低温油气进行油气冷凝回收得到液态油水混合物的步骤；以及
将得到的油水混合物进行油水分离的步骤。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括如下步骤：
在将含油固废热处理前将其预热干燥的步骤；
将含油固废热处理以得到高温油气的步骤；
将得到的高温油气进行油气冷凝回收得到液态油水混合物的步骤；以及
将得到的油水混合物进行油水分离的步骤。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括利用如下设备进行含油固废热处理：所述设备包括含油固废预热干燥装置1、含油固废处理装置2、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括如下步骤：
将含油固废热处理以得到高温油气的步骤；
将含油固废热处理后得到的高温油气进行余热利用的步骤；
将余热利用后得到的低温油气进行油气冷凝回收得到液态油水混合物的步骤；以及
将得到的油水混合物进行油水分离的步骤。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括利用如下设备进行含油固废热处理：所述设备包括含油固废处理装置2、高温油气余热利用装置3、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)利用饱和蒸汽将含油固废预热干燥的步骤，并将饱和蒸汽与含油固废热交换后得到的液态水输送到余热利用步骤；
(2)将预热干燥的含油固废热处理以得到高温油气的步骤；
(3)将含油固废热处理后得到的高温油气进行余热利用的步骤，以将步骤1产生的液态水与高温油气热交换，从而得到饱和蒸汽，并将饱和蒸汽输送到步骤1循环利用；
(4)将进行余热利用后得到的低温油气进行油气冷凝回收得到液态油水混合物的步骤；以及
(5)将得到的油水混合物进行油水分离的步骤。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述预热干燥的步骤包括将含油固废加热到80-95℃。
根据本发明一些具体实施方案，其中，经过余热利用后得到的低温油气的温度为110-130℃。
根据本发明一些具体实施方案，其中，余热利用的步骤得到饱和蒸汽的温度为120-150℃，压力为0.2-0.4Mpa。
根据本发明一些具体实施方案，其中，油气冷凝回收步骤中得到的液态油水混合物的温度为30-50℃。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括利用如下设备进行含油固废热处理：
所述设备包括含油固废预热干燥装置1、高温油气余热利用装置3、以及含油固废处理装置2、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5；所述含油固废预热干燥装置1、含油固废处理装置2、高温油气余热利用装置3、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5通过管路顺序连接；所述含油固废预热干燥装置1和高温油气余热利用装置3通过管路直接相连，以使得高温油气余热利用装置3产生的蒸汽能够输送到含油固废预热干燥装置1中以对含油固废预热干燥处理，并使得蒸汽冷却后产生的液态水输送回高温油气余热利用装置3循环利用。
根据本发明一些具体实施方案，其中，含油固废预热干燥步骤包括将待处理的常温含油固废输送到含油固废预热干燥装置1内，在空心的搅拌器12的推动下，充分打散平铺于含油固废预热干燥装置的内壁。
根据本发明一些具体实施方案，其中，含油固废预热干燥步骤中，采用连续出料和间歇出料形式。
根据本发明一些具体实施方案，其中，高温油气余热利用装置3的低温油气出口322处的低温油气的温度为110-130℃。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述余热利用步骤中，根据处理量和运行需要，可产生蒸汽，也可为热水。
可根据物料性质，对物料滞留时间进行调整。
根据本发明一些具体实施方案，其中，油气冷凝回收包括将低温油气进入油气冷凝回收装置4上部的换热盘管44中，换热盘管44外壁喷淋冷水，油气热量通过管壁传递降温，并汇集至集水区47。
喷淋水经换热盘管44后温度升高，在下落过程中通过下部换热填料43与空气风垂直相交，实现与空气热交换，落入集水区47中通过第二泵49循环喷淋，热空气通过风机411从出风口41引至室外散热。
根据本发明一些具体实施方案，其中，换热盘管44入口设蒸汽吹扫口441，定期进行蒸汽吹扫以避免换热盘管的内部堵塞。
其中可以理解的是，本发明上述关于方法的各具体实施方案在不矛盾的前提下可以任意相互组合。
本发明的各装置和各部件未详细说明具体组成结构的，均可为现有常规的组成结构。
综上所述，本发明提供了一种含油固废热处理方法及设备。本发明的技术方案具有如下优点：
(1)本发明设计的余热利用步骤，利用高温油气的热量，将水变为清洁蒸汽为含油固废加热，实现了节能降耗。
(2)本发明采用热管结构和夹套式干燥器结构，导热速度快、效率高，相比高温油气直接与含油固废换热，避免了余热利用过程中的设备和管路堵塞，后期维护方便，装置使用寿命长。
(3)本发明的余热回收方法为二次间壁换热，若管壁有泄露，不会造成停产损失。
(4)本发明可根据物料性质和工程需求，提供热水或者蒸汽，可将含油固废干燥到所需的含水率，技术适用性高。
附图说明
图1为本发明实施例1的含油固废热处理设备整体连接示意图。
图2为本发明实施例1的所述含油固废预热干燥装置结构图。
图3为本发明实施例1的高温油气余热利用装置结构图。
图4为本发明实施例1的所述油气冷凝回收装置结构图。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种含油固废热处理设备，如图1所示，所述设备包括：含油固废预热干燥装置1、高温油气余热利用装置3、除尘装置7以及含油固废处理装置2、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5；所述含油固废预热干燥装置1、含油固废处理装置2、除尘装置7、高温油气余热利用装置3、油气冷凝回收装置4和油水分离装置5通过管路顺序连接；所述含油固废预热干燥装置1和高温油气余热利用装置3通过两条管路直接相连，以使得高温油气余热利用装置3产生的蒸汽能够输送到含油固废预热干燥装置1中以对含油固废预热干燥处理，并使得蒸汽冷却后产生的液态水输送回高温油气余热利用装置3循环利用，所述含油固废预热干燥装置1和高温油气余热利用装置3之间的管路上设置第一泵6用于将液态水输送回高温油气余热利用装置3。
如图2所示，所述含油固废预热干燥装置1为外壳设置保温夹套11的容器，容器内中心位置并列设置两个空心的搅拌器12(图2示出一个搅拌器)；保温夹套11和搅拌器12的空腔分别通过管路与高温油气余热利用装置3连通，以使得高温油气余热利用装置3产生的蒸汽能够输送到保温夹套11和搅拌器12的空腔中。所述搅拌器12为设置螺旋叶片的搅拌器，运行时两个搅拌器12相向旋转。在两个搅拌器的中心轴出口端应分别设有活动的挠性软管123，以应对设备的热膨胀变化。所述含油固废预热干燥装置1的含油固废出口14为二级密封。含油固废预热干燥装置1底部设置收集箱13，底部的侧壁设置夹套冷凝水出口112，夹套冷凝水出口112和搅拌器冷凝水出口122通过管路汇集到液态水出口15，液态水通过第一泵6输送回高温油气余热利用装置3。在液态水出口15处设置汽水分离器16。
如图3所示，所述高温油气余热利用装置3包括汽包31、汽包31下方设置高温油气通道32，汽包31和高温油气通道32之间设置隔板34；汽包31在侧壁的底部设置进水口311，并在顶部设置蒸汽出口35；高温油气通道32分别在两个相对的侧壁的底部设置高温油气入口321和低温油气出口322；高温油气余热利用装置3还包括热管33，热管33垂直设置在高温油气余热利用装置3内部，并由汽包31内延伸至高温油气通道32内，以使得流经高温油气通道32的含油固废将热量经由热管33传递给流经汽包31的液态水。高温油气余热利用装置3外表面设置保温层36。
所述饱和蒸汽是经由蒸汽出口35排出至含油固废预热干燥装置1。
如图4所示，所述油气冷凝回收装置4为封闭式冷却塔结构，在油气冷凝回收装置4内的顶部设置出风口41和喷淋头42，油气冷凝回收装置4内的下部设置聚氯乙烯双S形换热填料43、上部设置DN32型换热盘管44，油气冷凝回收装置4的侧壁上部设置低温油气入口45和油水出口46、并分别与换热盘管44的两个端口相连通。油气冷凝回收装置4内的底部设置集水区47，油气冷凝回收装置4的侧壁底部设置出水口471，出水口471通过管路并经由第二泵49与喷淋头42连通，以使得集水区47收集的液态水由出水口471流出，并通过第二泵49输送的喷淋头42以循环利用。喷淋头42(喷淋头设置10个，为环形均匀设置)设置在换热盘管44正上方，以利用喷出的水对盘管进行降温。出风口41下方设置风机411。换热盘管44与水平面夹角为6°。换热盘管44入口设蒸汽吹扫口441。换热盘管44入口处设置排气阀442，出口处设置排水阀443。
所述含油固废热处理设备还包括分气缸37，用以向所述含油固废预热干燥装置1补充提供蒸汽。
所述高温油气余热利用装置3还设置远程液位计392、压力变送器391、温度传感器393。
本实施例还提供了利用上述设备对含油固废进行热处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)利用含油固废预热干燥装置1将含油固废预热干燥：将待处理的常温含油固废输送到含油固废预热干燥装置1内，在空心的搅拌器12的推动下，充分打散平铺于含油固废预热干燥装置的内壁，预热干燥后的含油固废温度为80-95℃，并将饱和蒸汽与含油固废热交换后得到的液态水输送到高温油气余热利用装置3；
(2)利用含油固废处理装置2将预热干燥的含油固废热处理以得到高温油气；
(3)利用高温油气余热利用装置3，将含油固废热处理后得到的高温油气进行余热利用，高温油气与步骤(1)的液态水进行热交换得到低温油气：高温油气从余热利用装置下部的高温油气通道32进入，冲刷热管33下端，然后从低温油气出口322排出得到低温油气，高温油气的热量传递给热管下端，并传递到热管上部，热管上部又将热量传递给上部汽包31中来自预热干燥装置的液态水，将液态水加热为饱和蒸汽后排出至含油固废预热干燥装置1循环利用；得到的低温油气的温度为110-130℃；得到饱和蒸汽的温度为120-150℃，压力为0.2-0.4Mpa；
(4)利用油气冷凝回收装置4将进行余热利用后得到的低温油气进行油气冷凝回收得到液态油水混合物：将低温油气经由油气冷凝回收装置4上部的低温油气入口45进入换热盘管44中，换热盘管44外壁喷淋冷水，油气热量通过管壁传递降温并冷却为液态油水混合物，液态油水混合物从油水出口46排出；喷淋水经换热盘管44后温度升高，在下落过程中通过下部换热填料43与空气风垂直相交，实现与空气热交换，落入集水区47中通过第二泵49循环喷淋，热空气通过风机411从出风口41引至室外散热；得到的液态油水混合物的温度为30-50℃；
(5)利用油水分离装置5将得到的油水混合物进行油水分离。
以含油率为10％、含水为75％、含固15％、温度为20℃的含油固废为例。需处理的常温含油固废进入预热干燥装置。饱和蒸汽和含油固废之间实现不接触间接热交换，饱和蒸汽可由气态(120～150℃)冷却为液态水(80～95℃)，释放热能，含油固废充分吸收饱和蒸汽释放的热能，温度升高至80～95℃，从而减少直接加热含油固废所需热能。预热干燥后的泥饼通过二级密封排料口排出，至含油固废热处理装置。
含油废物热处理过程中产生的高温油气进入余热利用装置，温度约为220～350℃，将热量传递给热管，热管又将热量传递给上部汽包中来自预热干燥装置的液态水(80～95℃)，将液态水加热为饱和蒸汽后(温度120～150℃)排出至预热干燥装置。高温油气降温至110～130℃进入油气冷凝回收装置。
经分析，对于含油10％的含油固废，可节能8.6％以上：
以含油污泥初始温度为20℃计，经预热干燥装置后，可升温至80℃，后续热处理装置处理温度以260℃计，含油污泥焓值粗略以水计算，20℃水的焓值为84kJ/kg，80℃水的焓值为335kJ/kg，260℃过热蒸汽的焓值为2994kJ/kg，则节能为(335-84)/(2994-84)＝8.6％。
Claims (14)
1.一种含油固废热处理设备，其中，所述设备包括含油固废预热干燥装置(1)、含油固废处理装置(2)、高温油气余热利用装置(3)、油气冷凝回收装置(4)和油水分离装置(5)；所述含油固废预热干燥装置(1)、含油固废处理装置(2)、高温油气余热利用装置(3)、油气冷凝回收装置(4)和油水分离装置(5)通过管路顺序连接。
2.根据权利要求1所述的含油固废热处理设备，其中，所述含油固废预热干燥装置(1)和高温油气余热利用装置(3)通过至少两条管路直接相连，以使得高温油气余热利用装置(3)产生的蒸汽能够输送到含油固废预热干燥装置(1)中以对含油固废预热干燥处理，并使得蒸汽冷却后产生的液态水输送回高温油气余热利用装置(3)循环利用。
3.根据权利要求1或2所述的含油固废热处理设备，其中，所述含油固废预热干燥装置(1)为中空的容器，容器内设置空心的搅拌器(12)；搅拌器(12)的空腔通过管路与高温油气余热利用装置(3)连通，以使得高温油气余热利用装置(3)产生的蒸汽能够输送到搅拌器(12)的空腔中。
4.根据权利要求2或3所述的含油固废热处理设备，其中，所述含油固废预热干燥装置(1)和高温油气余热利用装置(3)之间的用于输送液态水的管路上设置第一泵(6)用于将液态水输送回高温油气余热利用装置(3)。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的含油固废热处理设备，其中，所述高温油气余热利用装置(3)包括汽包(31)、汽包(31)下方设置高温油气通道(32)，汽包(31)和高温油气通道(32)之间设置隔板(34)；汽包(31)在侧壁的底部设置进水口(311)，并在顶部设置蒸汽出口(35)；高温油气通道(32)分别在两个相对的侧壁的底部设置高温油气入口(321)和低温油气出口(322)；高温油气余热利用装置(3)还包括热管(33)，热管(33)垂直设置在高温油气余热利用装置(3)内部，并由汽包(31)内延伸至高温油气通道(32)内，以使得流经高温油气通道(32)的含油固废将热量经由热管(33)传递给流经汽包(31)的液态水。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的含油固废热处理设备，其中，所述油气冷凝回收装置(4)为封闭式冷却塔结构，在油气冷凝回收装置(4)内的顶部设置出风口(41)和喷淋头(42)，油气冷凝回收装置(4)内的下部设置换热填料(43)、上部设置换热盘管(44)，油气冷凝回收装置(4)的侧壁上部设置低温油气入口(45)和油水出口(46)、并分别与换热盘管(44)的两个端口相连通。
7.根据权利要求6所述的含油固废热处理设备，其中，所述油气冷凝回收装置(4)内的底部设置集水区(47)，油气冷凝回收装置(4)的侧壁底部设置出水口(471)，出水口(471)通过管路并经由第二泵(49)与喷淋头(42)连通，以使得集水区(47)收集的液态水由出水口(471)流出，并通过第二泵(49)输送的喷淋头(42)以循环利用。
8.根据权利要求6所述的含油固废热处理设备，其中，所述出风口(41)内设置风机(411)。
9.一种含油固废热处理方法，其中，所述方法包括如下步骤：
将含油固废热处理以得到高温油气的步骤；
在将含油固废热处理前将其预热干燥的步骤和/或将含油固废热处理后得到的高温油气进行余热利用的步骤；
将含油固废热处理以得到的高温油气或高温油气进行余热利用后得到的低温油气进行油气冷凝回收得到液态油水混合物的步骤；以及
将得到的油水混合物进行油水分离的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)利用饱和蒸汽将含油固废预热干燥的步骤，并将饱和蒸汽与含油固废热交换后得到的液态水输送到余热利用步骤；
(2)将预热干燥的含油固废热处理以得到高温油气的步骤；
(3)将含油固废热处理后得到的高温油气进行余热利用的步骤，以将步骤(1)产生的液态水与高温油气热交换，从而得到饱和蒸汽，并将饱和蒸汽输送到步骤(1)循环利用；
(4)将进行余热利用后的高温油气进行油气冷凝回收得到液态油水混合物的步骤；以及
(5)将得到的油水混合物进行油水分离的步骤。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述预热干燥的步骤包括将含油固废加热到80-95℃。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，经过余热利用后的高温油气的温度为110-130℃。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，余热利用的步骤得到饱和蒸汽的温度为120-150℃，压力为0.2-0.4Mpa。
14.根据权利要求9～13任意一项所述的方法，其中，所述方法包括利用权利要求1～8任意一项所述的设备进行含油固废热处理。
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