CN113045290A - 一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废物处理领域，本发明的一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，本发明采用高速喷射的方式，利用水泥窑的高温尾气，将污泥中的水分除去后与煤粉混合后作为水泥窑的燃料，焚烧后的废渣与黏土等辅料混合后在一种植物基发泡剂的作用下煅烧成为发泡砖；本发明的方法既不浪费水泥窑产生的高温尾气的热量，又能为水泥窑的运行提供能量，并且将焚烧后的完全利用制备成发泡砖，完全实现了高热值污泥的资源化利用；本发明的方法不需要为处理高热值污泥设计专门的处理设备，处理过程依附水泥窑协同完成，处理成本低廉，效率高，资源化利用率高，是一种循环经济处置高热量含油污泥的方法。

Description

一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法
技术领域
本发明涉及废物处理领域，尤其是一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法。
背景技术
石油的发现与应用极大地改变了人类的生活，然而在开采原油的过程中，原油中混入的泥沙、重质组分沉积等形成了大量的含油污泥，含油污泥含油量高、组成变化大，且含有一定量的重金属离子，使其对人类的生活与健康、环境产生污染。因此，如何能有效的处理含油污泥己经成为各大油田公司面对的重要环保问题。
CN112047612A涉及一种含油污泥分离装置。主要解决了现有分离工艺效率低且只能完成两相分离效率低的问题。其特征在于：所述旋流沉降分离器主体包括集砂段（12）,集砂段（12）一侧连接进口（8）,进口（6）连接直管段（1）；所述集砂段锥管段底部开有泥沙出口（7），所述集砂段上部嵌套一组油水沉降分离腔（9）；集砂段顶部连接有连通管（8），连通管与上部沉降腔（9）联通；沉降腔（9）体一侧下端开有水出口管（10），沉降腔体顶部开有油出口管（11）；所述进口直管段（1）内由外端口到进口依次装有内螺纹管（2）及若干平行设置的超声波振动头。该含油污泥分离装置，实现了油泥水的三相高效分离，工作效率高，分离效果好。
CN111138051A公开了一种油田含油污泥收集装置。该产品其组成包括:箱体，所述的箱体的一侧开有进料口，所述的进料口焊接进料管，所述的进料管的外圆粘接磁套，所述的磁套插入连接铁套，所述的铁套连接输送管，所述的输送管焊接法兰盘，所述的法兰盘对接法兰对接盘，所述的法兰对接盘焊接圆管，所述的圆管连接吸料管，所述的吸料管连接污泥泵，所述的污泥泵放入污泥中，所述的输送管内装有螺旋输送杆，所述的箱体开有出料口，所述的出料口焊接半口形直角截面框，所述的箱体与所述的半口形直角截面框之间插入封闭板，所述的封闭板连接提手。该发明用于油田含油污泥收集。
CN110040931A公开了一种含油污泥热解处理装置，包括均具有内腔且互相连通的加热处理设备、高温处理设备及焚烧处理设备，含油污泥经过加热处理、高温处理及焚烧处理后，产生的废渣的含油量低于3‰，可以直接填埋；而将含油污泥热解产生的含油气体通过气体冷凝回收装置进行冷凝回收或者通过燃烧室进行燃烧。若进行燃烧将燃烧产生的高温气流分别回流至高温处理设备及焚烧处理设备处对高温处理及焚烧处理提供热量、实现能源再利用并降低含油污泥热解所需的能耗。如此设置，该发明提供的含油污泥热解处理装置既具有适用性广、处理周期短、废渣的排放达标且剩余含油量低的优点，也具有资源回收利用、所需能耗低的优点。
以上专利以及现有技术主要采用分离或者设计专门的装置对含油污泥进行裂解或焚烧，其耗能大，环境二次污染可能性较大。高热值油泥具有较高的有机物含量，乳化往往非常严重，油水分离困难，如果能有效利用，不仅能合理处置废物，而且还能创造经济价值。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法。
一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其方案为：
S1、脱水处理，将800-1000份的高热值油泥加入到加压喷射装置中，并快速喷射进入到干化装置中，所述的干化装置中通入水泥窑产生的高温烟气，高温烟气流动方向与高热值油泥喷射方向交叉；
S2、造粒处理，将干化后的高热值油泥与1200-1600份的煤粉混合均匀，然后造粒制成粒径均匀的高热值油泥颗粒；
S3、焚烧，将制备好的高热值油泥颗粒作为燃料投入到水泥窑中，焚烧利用；
S4、废渣利用，将 500-800份的焚烧废渣与440-620份的石灰，450-580份的黏土，10-25份的防水剂，5-10份的纤维和80-120份的植物发泡剂混合均匀后在模具中成型，然后80-120℃下烘干，然后在400-600℃煅烧60-120min，即可得到发泡砖；所述的植物发泡剂为一种改性秸秆粉，按照以下方法制备：
按照质量份数，将50-80份的秸秆粉浸入100-200份质量百分比浓度10-18%的双氧水中，加入4-10份亚硫酸氢钠，控温50-60℃，反应0.5-1.5h，过滤，水洗，烘干，将300-500份的白油加入到体系中，剧烈搅拌10-30min，然后将加入0.02-0.06份的1,1-二(二甲基硅基)铁和 0.03-0.09份质量百分比浓度7-12%的氯铂酸异丙醇溶液，1-5份的2-甲氧基-3-丁烯-1-醇，控温60-70℃搅拌60-120min，将10-16份的生石灰加入到反应釜中，自然升温到40-60℃后加热保温反应10-30min即可得到。
所述秸秆粉经亚硫酸氢钠磺化后，经氧化断链反应，生成含双键的秸秆，再与1,1-二(二甲基硅基)铁, 2-甲氧基-3-丁烯-1-醇，发生硅氢加成反应，其反应的化学方程式示意为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE004
所述的干化后的高热值油泥含水率为0.1%-5%。
所述的高热值油泥喷射速度为5-20kg/s。
所述的高热值油泥颗粒的粒径为0.1-5mm。
所述的防水剂为4.2%-8.4%的硬脂酸，0.5%-2%的碳酸钠和3.4%-6.2%的质量份数为10%的氨水，余量为水混合搅拌得到。
本发明公开了一种高热值污泥的协同处置方法，采用高速喷射的方式，利用水泥窑的高温尾气，将污泥中的水分除去后与煤粉混合后作为水泥窑的燃料，焚烧后的废渣与黏土等辅料混合后在一种植物基发泡剂的作用下煅烧成为发泡砖；本发明的方法既不浪费水泥窑产生的高温尾气的热量，又能为水泥窑的运行提供能量，并且将焚烧后的完全利用制备成发泡砖，完全实现了高热值污泥的资源化利用；本发明提供了一种改性的秸秆粉作为发泡砖的发泡剂，所述秸秆粉经亚硫酸氢钠磺化后，经氧化断链反应，生成含双键的秸秆，再与1,1-二(二甲基硅基)铁, 2-甲氧基-3-丁烯-1-醇，发生硅氢加成反应，该种发泡剂利用农业废物改性后得到，2-甲氧基醇具有助燃作用，煅烧时能够产生较好的发泡效果，制备的发泡砖抗压强度和干密度都符合工业品的要求；本发明的方法不需要为处理高热值污泥设计专门的处理设备，处理过程依附水泥窑协同完成，处理成本低廉，效率高，资源化利用率高，是一种循环经济处置高热量含油污泥的方法。
附图说明
图1为实施例2使用的2-甲氧基-3-丁烯-1-醇的核磁共振(1HNMR) 核磁共振谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
高热值油泥的具体指标为：
含水率（%） 干基灼烧灰分 干基灼烧挥发分 热值（kcal/kg）
辽河石化 69.1 27.74 75.59 6484
实施例1
一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其方案为：
S1、脱水处理，将800kg高热值油泥加入到加压喷射装置中，并快速喷射进入到干化装置中，所述的干化装置中通入水泥窑产生的高温烟气，高温烟气流动方向与高热值油泥喷射方向交叉；
S2、造粒处理，将干化后的高热值油泥与1200kg煤粉混合均匀，然后造粒制成粒径均匀的高热值油泥颗粒；
S3、焚烧，将制备好的高热值油泥颗粒作为燃料投入到水泥窑中，焚烧利用；
S4、废渣利用，将 500kg焚烧废渣与440kg石灰，450kg黏土，10kg防水剂，5kg纤维和80kg植物发泡剂混合均匀后在模具中成型，然后80℃下烘干，然后在400℃煅烧60min，即可得到发泡砖；所述的植物发泡剂为一种改性秸秆粉，按照以下方法制备：
将50kg的秸秆粉浸入100kg质量百分比浓度10%的双氧水中，加入4kg亚硫酸氢钠，控温50℃，反应0.5h，过滤，水洗，烘干，将300kg的白油加入到体系中，剧烈搅拌10min，然后将加入0.02kg的1,1-二(二甲基硅基)铁和 0.03kg质量百分比浓度7%的氯铂酸异丙醇溶液，1kg的2-甲氧基-3-丁烯-1-醇，控温60℃搅拌60min，将10kg的生石灰加入到反应釜中，自然升温到40℃后加热保温反应10min即可得到。
所述的高热值油泥含水率为40%。
所述的干化后的高热值油泥含水率为0.1%。
所述的高热值油泥喷射速度为5kg/s。
所述的高热值油泥颗粒的粒径为0.1mm。
所述的防水剂为4.2%的硬脂酸，0.5%的碳酸钠和3.4%的质量份数为10%的氨水，余量为水混合搅拌得到。
实施例2
一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其方案为：
S1、脱水处理，将900kg高热值油泥加入到加压喷射装置中，并快速喷射进入到干化装置中，所述的干化装置中通入水泥窑产生的高温烟气，高温烟气流动方向与高热值油泥喷射方向交叉；
S2、造粒处理，将干化后的高热值油泥与1400kg煤粉混合均匀，然后造粒制成粒径均匀的高热值油泥颗粒；
S3、焚烧，将制备好的高热值油泥颗粒作为燃料投入到水泥窑中，焚烧利用；
S4、废渣利用，将 700kg焚烧废渣与520kg石灰，520kg黏土，15kg防水剂，8kg纤维和100kg植物发泡剂混合均匀后在模具中成型，然后100℃下烘干，然后在500℃煅烧90min，即可得到发泡砖；所述的植物发泡剂为一种改性秸秆粉，按照以下方法制备：
将65kg的秸秆粉浸入150kg质量百分比浓度14%的双氧水中，加入7kg亚硫酸氢钠，控温55℃，反应1h，过滤，水洗，烘干，将400kg的白油加入到体系中，剧烈搅拌20min，然后将加入0.04kg的1,1-二(二甲基硅基)铁和 0.06kg质量百分比浓度10%的氯铂酸异丙醇溶液，3kg的2-甲氧基-3-丁烯-1-醇，控温65℃搅拌90min，将13kg的生石灰加入到反应釜中，自然升温到50℃后加热保温反应20min即可得到。
所述的高热值油泥含水率为65%。
所述的干化后的高热值油泥含水率为2.5%。
所述的高热值油泥喷射速度为10kg/s。
所述的高热值油泥颗粒的粒径为2.5mm。
所述的防水剂为4.4%的硬脂酸，1.5%的碳酸钠和5.2%的质量份数为10%的氨水，余量为水混合搅拌得到。
实施例3
一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其方案为：
S1、脱水处理，将1000kg高热值油泥加入到加压喷射装置中，并快速喷射进入到干化装置中，所述的干化装置中通入水泥窑产生的高温烟气，高温烟气流动方向与高热值油泥喷射方向交叉；
S2、造粒处理，将干化后的高热值油泥与1600kg煤粉混合均匀，然后造粒制成粒径均匀的高热值油泥颗粒；
S3、焚烧，将制备好的高热值油泥颗粒作为燃料投入到水泥窑中，焚烧利用；
S4、废渣利用，将 800kg焚烧废渣与620kg石灰，580kg黏土，25kg防水剂，10kg纤维和120kg植物发泡剂混合均匀后在模具中成型，然后120℃下烘干，然后在600℃煅烧120min，即可得到发泡砖；所述的植物发泡剂为一种改性秸秆粉，按照以下方法制备：
将80kg的秸秆粉浸入200kg质量百分比浓度18%的双氧水中，加入10kg亚硫酸氢钠，控温60℃，反应1.5h，过滤，水洗，烘干，将500kg的白油加入到体系中，剧烈搅拌30min，然后将加入0.06kg的1,1-二(二甲基硅基)铁和 0.09kg质量百分比浓度12%的氯铂酸异丙醇溶液， 5kg的2-甲氧基-3-丁烯-1-醇，控温70℃搅拌120min，将16kg的生石灰加入到反应釜中，自然升温到60℃后加热保温反应30min即可得到。
所述的高热值油泥含水率为75%。
所述的干化后的高热值油泥含水率为5%。
所述的高热值油泥喷射速度为20kg/s。
所述的高热值油泥颗粒的粒径为5mm。
所述的防水剂为8.4%的硬脂酸，2%的碳酸钠和6.2%的质量份数为10%的氨水，余量为水混合搅拌得到。
以上实施例的本发明制备的发泡砖按照GB 11968-2006测定抗压强度和干密度。其测试结果如下表所示：
抗压强度（MPa） 干密度（kg/m<sup>3</sup>）
实施例1 10.24 806.4
实施例2 9.72 785.4
实施例3 9.26 743.6
对比例1
一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其方案为：
S1、脱水处理，将800kg高热值油泥加入到加压喷射装置中，并快速喷射进入到干化装置中，所述的干化装置中通入水泥窑产生的高温烟气，高温烟气流动方向与高热值油泥喷射方向交叉；
S2、造粒处理，将干化后的高热值油泥与1200kg煤粉混合均匀，然后造粒制成粒径均匀的高热值油泥颗粒；
S3、焚烧，将制备好的高热值油泥颗粒作为燃料投入到水泥窑中，焚烧利用；
S4、废渣利用，将 500kg焚烧废渣与440kg石灰，450kg黏土，10kg防水剂，5kg纤维和80kg植物发泡剂混合均匀后在模具中成型，然后80℃下烘干，然后在400℃煅烧60min，即可得到发泡砖；所述的植物发泡剂为一种改性秸秆粉，按照以下方法制备：
将50kg的秸秆粉浸入300kg的白油中，剧烈搅拌10min，然后将加入0.02kg的1,1-二(二甲基硅基)铁和 0.03kg质量百分比浓度7%的氯铂酸异丙醇溶液，1kg的2-甲氧基-3-丁烯-1-醇，控温60℃搅拌60min，将10kg的生石灰加入到反应釜中，自然升温到40℃后加热保温反应10min即可得到。
所述的高热值油泥含水率为40%。
所述的干化后的高热值油泥含水率为0.1%。
所述的高热值油泥喷射速度为5kg/s。
所述的高热值油泥颗粒的粒径为0.1mm。
所述的防水剂为4.2%的硬脂酸，0.5%的碳酸钠和3.4%的质量份数为10%的氨水，余量为水混合搅拌得到。
对比例2
一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其方案为：
S1、脱水处理，将800kg高热值油泥加入到加压喷射装置中，并快速喷射进入到干化装置中，所述的干化装置中通入水泥窑产生的高温烟气，高温烟气流动方向与高热值油泥喷射方向交叉；
S2、造粒处理，将干化后的高热值油泥与1200kg煤粉混合均匀，然后造粒制成粒径均匀的高热值油泥颗粒；
S3、焚烧，将制备好的高热值油泥颗粒作为燃料投入到水泥窑中，焚烧利用；
S4、废渣利用，将 500kg焚烧废渣与440kg石灰，450kg黏土，10kg防水剂，5kg纤维和80kg植物发泡剂混合均匀后在模具中成型，然后80℃下烘干，然后在400℃煅烧60min，即可得到发泡砖；所述的植物发泡剂为一种改性秸秆粉，按照以下方法制备：
将50kg的秸秆粉浸入100kg质量百分比浓度10%的双氧水中，加入4kg亚硫酸氢钠，控温50℃，反应0.5h，过滤，水洗，烘干，将300kg的白油加入到体系中，剧烈搅拌10min，然后将加入0.02kg的1,1-二(二甲基硅基)铁和 0.03kg质量百分比浓度7%的氯铂酸异丙醇溶液，控温60℃搅拌60min，将10kg的生石灰加入到反应釜中，自然升温到40℃后加热保温反应10min即可得到。
所述的高热值油泥含水率为40%。
所述的干化后的高热值油泥含水率为0.1%。
所述的高热值油泥喷射速度为5kg/s。
所述的高热值油泥颗粒的粒径为0.1mm。
所述的防水剂为4.2%的硬脂酸，0.5%的碳酸钠和3.4%的质量份数为10%的氨水，余量为水混合搅拌得到。
对比例3
一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其方案为：
S1、脱水处理，将800kg高热值油泥加入到加压喷射装置中，并快速喷射进入到干化装置中，所述的干化装置中通入水泥窑产生的高温烟气，高温烟气流动方向与高热值油泥喷射方向交叉；
S2、造粒处理，将干化后的高热值油泥与1200kg煤粉混合均匀，然后造粒制成粒径均匀的高热值油泥颗粒；
S3、焚烧，将制备好的高热值油泥颗粒作为燃料投入到水泥窑中，焚烧利用；
S4、废渣利用，将 500kg焚烧废渣与440kg石灰，450kg黏土，10kg防水剂，5kg纤维和80kg植物发泡剂混合均匀后在模具中成型，然后80℃下烘干，然后在400℃煅烧60min，即可得到发泡砖；所述的植物发泡剂为一种改性秸秆粉，按照以下方法制备：
所述的高热值油泥含水率为40%。
所述的干化后的高热值油泥含水率为0.1%。
所述的高热值油泥喷射速度为5kg/s。
所述的高热值油泥颗粒的粒径为0.1mm。
所述的防水剂为4.2%的硬脂酸，0.5%的碳酸钠和3.4%的质量份数为10%的氨水，余量为水混合搅拌得到。
以上对比例的本发明制备的发泡砖按照GB 11968-2006测定抗压强度和干密度。其测试结果如下表所示：
抗压强度（MPa） 干密度（kg/m<sup>3</sup>）
对比例1 10.16 824.2
对比例2 10.28 831.8
对比例3 11.4 853.1

Claims (6)

1.一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其方案为：
S1、脱水处理，将800-1000份的高热值油泥加入到加压喷射装置中，并快速喷射进入到干化装置中，所述的干化装置中通入水泥窑产生的高温烟气，高温烟气流动方向与高热值油泥喷射方向交叉；
S2、造粒处理，将干化后的高热值油泥与1200-1600份的煤粉混合均匀，然后造粒制成粒径均匀的高热值油泥颗粒；
S3、焚烧，将制备好的高热值油泥颗粒作为燃料投入到水泥窑中，焚烧利用；
S4、废渣利用，将 500-800份的焚烧废渣与440-620份的石灰，450-580份的黏土，10-25份的防水剂，5-10份的纤维和80-120份的植物发泡剂混合均匀后在模具中成型，然后80-120℃下烘干，然后在400-600℃煅烧60-120min，即可得到发泡砖；所述的植物发泡剂为一种改性秸秆粉，按照以下方法制备：
所述的植物发泡剂为一种改性秸秆粉，按照以下方法制备：
按照质量份数，将50-80份的秸秆粉浸入100-200份质量百分比浓度10-18%的双氧水中，加入4-10份亚硫酸氢钠，控温50-60℃，反应0.5-1.5h，过滤，水洗，烘干，将300-500份的白油加入到体系中，剧烈搅拌10-30min，然后将加入0.02-0.06份的1,1-二(二甲基硅基)铁和 0.03-0.09份质量百分比浓度7-12%的氯铂酸异丙醇溶液，1-5份的2-甲氧基-3-丁烯-1-醇，控温60-70℃搅拌60-120min，将10-16份的生石灰加入到反应釜中，自然升温到40-60℃后加热保温反应10-30min即可得到。
2.根据权利要求1所述的一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其特征在于：所述的高热值油泥含水率为40%-75%。
3.根据权利要求1所述的一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其特征在于：所述的干化后的高热值油泥含水率为0.1%-5%。
4.根据权利要求1所述的一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其特征在于：所述的高热值油泥喷射速度为5-20kg/s。
5.根据权利要求1所述的一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其特征在于：所述的高热值油泥颗粒的粒径为0.1-5mm。
6.根据权利要求1所述的一种水泥熟料装置处置高热值油泥的方法，其特征在于：所述的防水剂为4.2%-8.4%的硬脂酸，0.5%-2%的碳酸钠和3.4%-6.2%的质量份数为10%的氨水，余量为水混合搅拌得到。
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