CN114350387A - 一种含油污泥处理和资源化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含油污泥处理和资源化方法，包括以下步骤：(1)事故油池内的含油污泥经预处理装置处理后，进入连续式回转炉的干燥区，得到干燥物料和低温混合油气，低温混合油气进入蓄热式燃烧器与空气一起燃烧，产生的高温烟气在连续式回转炉炭化和活化区的外层供热，供热后的废烟气在预处理装置外进行余热回收，再经净化装置处理达标排出；(2)干燥物料进入连续式回转炉的炭化和活化区，发生热解反应和活化反应，残余的高温物料进入连续式回转炉的冷却区，经冷却处理后的固体残渣一部分与事故油田的含油污泥进行返混，另一部分成为吸附剂与事故油田清理得到的含油废水一起经处理装置中排出，本方法热利用效率高且可资源化处理含油污泥。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理的方法，尤其涉及一种含油污泥处理和资源化的方法。
背景技术
变电站事故油池的含油污泥与石化行业产生的油泥类似，组分复杂，含有多种有毒有害物质，如重金属、苯系物、多环芳烃等，一旦进入环境，会对生态环境和人体健康造成严重损害。由于变电站一般地处偏远，值守人员少，而且含油污泥只在检修清理时产生，且产量低，不适于采用燃气、蒸汽等方式对含油污泥进行加热处置，也不适合用化学药剂进行洗涤和萃取。当前含油污泥的处理工艺尚不成熟，还存在着热效率利用低和无法资源化处理等问题。
中国专利号CN106630515A公开了一种含油污泥的处理系统及粉碎设备、处理方法。该设备包括进口筒体、粉碎筒体、对辊式撕碎机构、转轴式粉碎机构、高压喷水装置和第一刮油装置。该技术将多级粉碎、多级除油、高效粘油或萃取组合成油泥处理设备，可适用于不同油含量的含油污泥，尤其适用于油含量较低或乳化严重的含油污泥。但该工艺无法实现含油污泥固体产物的资源化利用，设备复杂，处理成本高。
中国专利号CN106336103A公开了一种含油污泥热解气化及气体净化装置，包括热解气化炉炉体和人工合成气净化装置。热解气化炉炉体分为两个仓，上仓体为干燥仓，下仓体为热解气化仓。热解气化炉的内表面喷涂高效催化剂，热散失率低于8％。该装置对含油污泥中有机物热解气化彻底，炉渣惰性无害。对生成的人工合成气进行净化处理，用于对热解气化炉加热，尾气排放量少，污染小。但该工艺无法实现泥浆产品的资源化利用，且对于含油量低的原料，同样存在尾气热值低、难以利用的问题。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术存在的技术问题，本发明旨在提供一种热利用效率高和可资源化利用的含油污泥的处理方法。
技术方案：本发明提供了一种含油污泥处理和资源化的方法，包括以下步骤：
(1)事故油池内的含油污泥经预处理装置处理后，进入连续式回转炉的干燥区。根据物料粘度的不同，预处理可以采用成型机或造粒机，成型机用于低粘度物料，造粒机用于高粘度物料，经过活化处理后的残渣一部分返混进入预处理装置，既可以降低物料粘度，也有利于物料成型，预处理工序的出料为分散颗粒，颗粒的表面积和孔隙变大，颗粒之间的接触面减少，有利于回转炉内的气固接触，同时防止反应管内物料互相粘结和或与壁面粘结。
干燥后的颗粒物料与连续式回转炉的碳化和活化区产生的高温油气逆向接触换热后，得到干燥物料和低温混合油气，低温混合油气进入蓄热式燃烧器与外界空气一起燃烧，产生的高温烟气在连续式回转炉炭化和活化区的外层供热，供热后的废烟气在预处理装置外进行余热回收，再经净化装置处理达标排出；热解和活化产生的低温油气以CO、H2、CO2、H2O、小分子烃类等为主，由于含有大量未参与活化反应的H2O，热值为3～3.5MJ/Nm3，其燃烧温度基本保持在1000℃，在蓄热式燃烧器内，油气氧化分解，为热解和活化过程供热，不回收油品。
(2)步骤(1)中的干燥物料进入连续式回转炉的炭化和活化区，先在高温下发生热解反应，再在电热式蒸汽发生器产生的蒸汽下发生活化反应。由于碳与蒸汽的反应温度在750℃以上，800～900℃是反应效率最高，蓄热式燃烧器供应的高温烟气为热解和活化反应供应热量。总反应产生的高温油气随着反应剩余的蒸汽进入蓄热式燃烧器，残余的高温物料进入连续式回转炉的冷却区与蒸汽换热，经冷却处理后的固体残渣一部分与事故油池的含油污泥进行返混，另一部分成为吸附剂与事故油池清理得到的含油废水一起经处理装置中排出。
进一步的，步骤(1)中预处理装置内部通入废烟气实现预干燥，含油污泥经预处理装置后含水量低于20％，含油量低于5％。
进一步的，步骤(1)中干燥物料的温度为120-160℃。
进一步的，步骤(2)中连续式回转炉的炭化和活化区温度为800-900℃。
进一步的，步骤(2)中热解时间为2-4h。
进一步的，步骤(2)中蒸汽的通入量为热解反应的产物的2倍，活化时间为1-2h。
进一步的，步骤(2)中预处理装置选自成型机和造粒机中的一种。
进一步的，步骤(2)中返混物料通过进料螺旋与原料含油污泥混合后一并进入预处理装置，此步骤可以降低含油污泥的粘结性，避免设备内壁粘料，有利于含油污泥的运输和操作。
进一步的，步骤(1)中蒸汽温度为100-120℃，与活化生成的固体残渣换热后温度升至500～600℃。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
(1)热利用效率高，本发明通过采用连续式回转炉作为热解设备，以自产的热解油气和活化反应生成的水煤气为干燥、热解和活化过程供热，使含油污泥中的水分和有机物均以气体形成析出后燃烧，为热解和活化过程供热，系统热利用效率高，同时连续式回转炉实现了干燥、热解、活化一体式运行，可以提高系统的稳定性并降低生产成本；
(2)可资源化利用，本发明以含油污泥为原料，通过热解使其含油物质析出，但固体残渣还含有大量残炭，借鉴活性炭生产工艺，以水蒸气为活化介质，对残渣内部进行造孔，活化后的残渣中含有丰富的孔隙，对废水具有较强的脱色效果和COD去除能力，能够作为含油废水处理的吸附剂，解决废水处理的难题，实现事故油池污染物的耦合处理。
附图说明
图1为本发明的技术路线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1：以某变电站事故油池清理时产生的含油污泥为例，经自然干燥后的污泥含水量为60％，含油量为4％。
如图1所述，将上述污泥100kg与返混的残渣20kg混合以降低其粘稠度，通过造粒机处理，同时在造粒机出料管处，颗粒与废烟气换热，水分降低至20％，含油量为5％，总质量为75kg，颗粒直径为5mm。进入回转炉干燥区，与高温油气换热，水分降低至2％以下，温度上升至200℃。在热解区温度逐步上升至900℃，含有的油类一部分成为气体解析出来，一部分裂解生成小分子烃类和残炭。在活化区，残炭与高温蒸汽接触，发生水煤气反应，颗粒内部形成丰富的孔隙结构。热解和活化产生的气体经蓄热燃烧后，为回转炉供热，废烟气再通过造粒机出料管与油泥颗粒间接换热，温度降低至150℃以下，除尘净化后直接排放。活化后物料质量降低至50kg，其中20kg与原料油泥混合进入造粒机，剩余30kg作为含油废水处理的吸附剂使用。
事故油池含油废水经过预除油后COD一般在5000mg/L左右，本吸附剂的添加量为2g/L原水，COD可降低至3500mg/L左右。作为对比，传统活性炭价格较高，一般不对原水采用吸附处理方式。
实施例2：某石油炼化企业污水处理车间含油污泥经过初步干化后，采用上述含油污泥处理和资源化的方法，包括：
步骤1：将含水量为40％的含油污泥与返混的残渣经搅拌后，调整搅齿造粒机转速200r/min、倾角3℃；
步骤2：将步骤1制备出的颗粒经过滚筒筛后进入干燥器，废烟气将其水分降低至20％以下；滚筒筛下方的粉末重新添加到造粒机，重新制粒；
步骤3：将步骤2中制备出的颗粒加入连续式回转炉，经干燥、热解及活化处理，其中，干燥的温度为200℃，干燥时间为1h，热解的温度为800℃，炭化时间为1h，活化的温度为850℃，活化时间为2h，活化介质为水蒸气，即得吸附剂产品。
步骤4：将热解和活化后产生的气体组分经蓄热式燃烧装置处理后用于连续式回转炉和干燥器供热，尾气排放。
本实施例制备出的吸附剂产率为50％，吸附剂直接用于含油污水生化单元前的预处理工序，COD由2700mg/L降低至2000mg/L左右。
对比例1：CN107601804A-一种自热造型含油污泥热解制备吸附剂的方法、CN101113067-一种含油污泥的资源化处理方法
以上两个专利均只对含油污泥进行的600℃以下的热解，没有活化造孔的过程。碳与蒸汽或CO2的起始反应温度为750℃，只有通过物理或化学法活化，颗粒内部才可以形成丰富的孔隙结构，保证其吸附性能。以上两种方法制得的热解残渣只能作为吸附剂制备的半成品。
对比例2：CN102874997A-一种含油污泥热解及其资源化方法，该专利提出将含油污泥与煤粉、Fe3O4混合成型为柱状颗粒，再进行热解、活化得到碳质吸附剂。该方法的问题一是需要处理热解油气，包括冷凝、吸收、吸附、催化等工序，工艺流程长，涉及的设备多；二是活化方式采取400～800℃的物理活化或利用化学药剂活化，两种方式的活化效率均较低，对活化过程产生的尾气或者化学残渣均没有回收利用，造成二次污染。另外，由于该法工序复杂，有必要提高颗粒强度，成型时要添加煤矸石粉。本专利所述方法中，活化温度为800～900℃，活化效率更高，产生的活化尾气与热解油气混合，用于物料干燥后析出，直接蓄热式燃烧供热，工艺过程简单。物料干燥热解和活化均在连续式回转炉内部进行，反应管内只析出油气和活化尾气，有效组分含量高，容易燃烧利用，加热气体不直接与物料接触，反应管内部的气量少，对物料的扰动小，对物料的强度要求低，成型或造粒时用返混的物料降低粘度即可，无需外添加其他粘结剂，更加适用于处置含油污泥的工程或生产现场。
Claims (10)
1.一种含油污泥处理和资源化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)事故油池内的含油污泥经预处理装置处理后，进入连续式回转炉的干燥区，与连续式回转炉的碳化和活化区产生的高温油气逆向接触换热后，得到干燥物料和低温混合油气，低温混合油气进入蓄热式燃烧器与外界空气一起燃烧，产生的高温烟气在连续式回转炉炭化和活化区的外层供热，供热后的废烟气在预处理装置外进行余热回收，再经净化装置处理达标排出；
(2)步骤(1)中的干燥物料进入连续式回转炉的炭化和活化区，先在高温下发生热解反应，再在电热式蒸汽发生器产生的蒸汽下发生活化反应，总反应产生的高温油气随着反应剩余的蒸汽进入蓄热式燃烧器，残余的高温物料进入连续式回转炉的冷却区与蒸汽换热，经冷却处理后的固体残渣一部分与事故油池的含油污泥进行返混，另一部分成为吸附剂与事故油池清理得到的含油废水一起经处理装置中排出。
2.根据权利要求1所述的含油污泥处理和资源化方法，其特征在于，步骤(1)中含油污泥经预处理装置后含水量低于20％，含油量低于5％。
3.根据权利要求1所述的含油污泥处理和资源化方法，其特征在于，步骤(1)中干燥物料的温度为120-160℃。
4.根据权利要求1所述的含油污泥处理和资源化方法，其特征在于，步骤(2)中连续式回转炉的炭化和活化区温度为800-900℃。
5.根据权利要求1所述的含油污泥处理和资源化方法，其特征在于，步骤(2)中热解时间为2-4h。
6.根据权利要求1所述的含油污泥处理和资源化方法，其特征在于，步骤(2)中蒸汽的通入量为热解反应产物的2倍，活化时间为1-2h。
7.根据权利要求1所述的含油污泥处理和资源化方法，其特征在于，步骤(2)中预处理装置选自成型机和造粒机中的一种。
8.根据权利要求1所述的含油污泥处理和资源化方法，其特征在于，步骤(2)中预处理装置内部通入废烟气实现预干燥。
9.根据权利要求1所述的含油污泥处理和资源化方法，其特征在于，步骤(2)中返混物料通过进料螺旋与原料含油污泥混合后一并进入预处理装置。
10.根据权利要求1所述的含油污泥处理和资源化方法，其特征在于，步骤(1)中蒸汽温度为100-120℃，进入活化区后与活化后的固体残渣换热升温，回收热量用于活化反应。
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| CN114656987A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-06-24 | 深圳国华科源数字科技有限公司 | 一种垃圾处理用低压高温蒸汽热裂解炭化系统 |
| CN114656987B (zh) * | 2022-04-22 | 2023-07-25 | 深圳国华科源数字科技有限公司 | 一种垃圾处理用低压高温蒸汽热裂解炭化系统 |
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