CN114437751A - 一种油泥砂的处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种油泥砂的处理方法，包括以下步骤：步骤1：用进料罐对油泥砂进行均质化预处理；步骤2：经过步骤1处理的物料加入至旋转分离器中，进行大颗粒固体物和油泥的分离；步骤3：旋转分离器排固口排出的物料送入洗砂器，实现进一步脱油和产物分离，分别得到油‑水‑泥混合物和脱油的洁净砂，本发明的旋转分离器具有特殊的机构，利用混合轮盘旋转时空心轮后侧产生的负压、混合流体流经两空心论间后产生的拖拽作用，自动吸入气体，实现较细的油泥与大粒径固体物的分离。上述处理得到的洁净砂含油率≤0.2wt%。处理过程不需要投加药剂，不需加热，有效减少了VOCs的产生与扩散，降低二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及油泥砂的处理方法，属于危险废物处理技术领域。
背景技术
含油污泥是石油精致与产品制造过程中产生的危险废物，组成十分复杂，不仅有原油组分，还会存有不同的产生流程而混入不同粒径的固体物。目前各专利中涉及的工艺主要集中在搅拌、离心和高温处理等方面。
专利CN102276127中涉及了一种油泥砂的处理方法，具体是在水的存在下，将油泥砂与催化剂和氧化剂接触反应，分离得到水相、油相和泥砂，所述的催化剂主要为亚铁离子（FeSO4、FeCl2、FeCl3、Fe(NO3)2、Fe3(PO4)2、CuSO4、NiSO4、草酸亚铁和柠檬酸亚铁中的一种或多种），所述的氧化剂为自双氧水、次氯酸钠、次氯酸钾和二氧化氯中的一种或多种。在水处理领域，尤其是印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中，常用的芬顿反应，具体就是利用亚铁离子（少部分可用铜离子）和过氧化氢的混合溶液具备的强氧化性，将水中的有机氧化物氧化为无机态从而起到废水处理的目的。该专利单纯将原料替换成为油泥砂，本质上并没有独特的创新性，同时，该专利中涉及的方法在实际处理过程中也会存在芬顿反应中存在的缺点，主要有二：一是反应需要在酸性体系中进行，这会导致分离出的油成为酸性油，降低了后续资源化利用范围，也会产生酸性废液；二是反应后生成三价铁，三价铁在这个环境中很难还原成二价铁，所以随着反应进行，需要人为补充二价铁，同时补充酸调节pH，沉淀出的三价铁会成部分铁泥，混入油泥之中，造成了危险废物的增量。
专利CN107857449中涉及了一种种罐底油泥砂的原油脱除方法，步骤主要包括：（1）将该罐底油泥砂在105℃下烘24h至恒重，作为本发明的油泥砂样品；（2）罐底油泥砂的原油脱除：将碱液与罐底油泥砂以一定的质量比进行混合，在一定的温度条件下恒温震荡一段时间，然后用离心机在一定的转速下进行离心，从而分离出固体。该专利中每一步骤都存在不可忽视的缺陷，如直接加热105℃的本意是去除原料中的水分，但实际过程中会产生大量的轻烃，而且在装置内部还会因为水油混合加热而造成受热不均、局部爆沸的现象，存在巨大安全隐患；碱洗法本身就是被淘汰的方法，主要原因是由于其产生大量废水、清洗效果很不理想；离心的分离方法也不能将水、油、泥砂分离出来。
专利CN108675576公布了一种废油泥处理工艺，该工艺先利用药剂配合离心机对物料进行脱水减量，水油混合物经过静置分离后油分回炼，固相直接减压蒸馏，回收其中有价值组分。该方法存在以下缺点：（1）机械脱水后的物料含水率依旧较大，在处理过程中恶臭气味严重，并且会产生废水、废气、焦油、焦渣，其中废水、废气难以处理达标排放，焦油、焦渣更是《国家危险废物名录》中明文规定的危废，花费巨大的同时将油泥砂变成了更难处理的危废，得不偿失；（2）相当一部分油变为焦炭，存在油分损失、最终固体物质量增加的现象；（3）过程存在突沸、无序结焦问题，也存在闪爆、自燃等安全风险。同样的流程还有专利CN107445426等。
生物法是处理油泥砂的传统方法之一，但存在处理周期长、油分（不能回收等缺点，在此基础之上，专利CN110746063涉及的一种生物处理法通过对油泥砂和细菌的筛选，将原料中的有机部分转化成甲烷气，并选择符合条件的废弃油藏作为“反应器”，该方法不仅具有回收能源甲烷气的优势，同时处理后的油泥砂注入油藏避免了外排造成环境污染，有一定的经济效益。但整体而言，该方法需要筛选油泥砂、筛选激活剂（营养液）、根据具体的菌种和原料再试验确定反应条件、筛选废弃油藏，过程繁琐，面对不同组成的原料，可能会有大量的前期筛查工作，过程冗长繁琐，原料适应性差；筛查完成后，加入细菌的油泥砂需要在油藏中需要培养120~180天，反应周期非常长，经济效率有限。
由此可见，现有技术一般均存在适用性差，存在次生环保问题，产生新的三废增加了危废总量、存在安全隐患等缺陷。
申请人通过研究发现，油泥砂物料体系中含有的油分主要是游离的油和固体物表面吸附的油，相对来说前者比较容易从体系中脱离，采用适当的方法将游离态的油从体系中脱除，这不仅可以实现物料的减量、降黏，还可以回收原油组分，达到资源化的目的；另外，物料中的固相由泥和砂组成，对油分的吸附能力相差很大，粒径较大的砂对油分吸附能力很弱，较容易实现分离，相对来说细泥对油分吸附能力强，一般需要辅助手段（如加热、投加药剂等）才能将其分离，所以应该考虑按照固体物的粒径进行分类，从而实现分级高效处理。
发明内容
为了解决现有技术油泥砂的处理中存在分离效果不理想，易产生次生环保问题，本发明提供一种油泥砂的处理方法，基于固相与油泥分离、固体物按粒径分离的理念，提供一种处理工艺路线，该处理方法操作条件缓和，节约成本、降低了安全风险、无次生环保问题、不存在危废增量的问题，并且处理效率大大提高。
本发明提供一种油泥砂的处理方法，包括以下步骤：
步骤一：用进料罐对油泥砂进行均质化预处理；
步骤二：经过步骤一处理的物料加入至旋转分离器中，进行大颗粒固体物和油泥的分离；
步骤三：旋转分离器排固口排出的物料送入洗砂器，实现进一步脱油和产物分离，分别得到油-水-泥混合物和脱油的洁净砂；
步骤二中所述的旋转分离器，其结构为：包括一个筒状分离器，其顶部设置物料进口，上部两侧设置对称的排液口，排液口低于物料进口，底部设置排固口，所述分离器的中间设置一根空心的旋转轴，旋转轴的上端安装有驱动其旋转的电机，电机设置于分离器外，旋转轴上部设置进气口，所述进气口位于分离器外，所述旋转轴延伸至分离器内部，其下端安装一个混合轮盘，所述混合轮盘包括空心连轴接头、空心轮盘头、空心轮和下封板；所述混合轮盘通过空心连轴接头连接于旋转轴上，空心连轴接头的下部连接空心轮盘头，空心轮盘头底板下连接若干个空心轮，所述空心轮以混合轮盘的中心为轴对称分布，其外边缘与空心轮盘头的外缘齐平，其内边缘与混合轮盘的中心留有距离，空心轮下安装有下封板，下封板具有匹配的形状对空心轮底部形成密封，下封板中心具有开口作为进液口；由此下封板下的空间、空心轮内缘相对的空间、相邻的两个空心轮间的空间和空心轮外缘外的空间形成连通的空间；每个空心轮通过空心轮盘头底板上设置的孔道与空心轮盘头内部连通，所述空心轮在旋转方向的后侧挡板上设置气相分散孔，由此旋转轴、空心轮盘头、每个空心轮及两个相邻的空心轮之间的空间形成多个连续的气体通路；
通过所述旋转分离器，较大颗粒的固体物得到初步脱油，并从底部的排固口排出，较小颗粒的细泥及油水混合物从排液口排出。
进一步的，步骤（2）所述旋转分离器是利用旋转轴旋转使混合轮盘内产生负压，在负压作用下，一方面带大粒径固体物的油泥砂经由下封板下的空间经进液口进入空心轮内缘相对的空间，再被吸入相邻两个空心轮之间的空间内，并在旋转产生的离心力作用下向空心轮外缘流动，形成液固体连续流，另一方面负压还能将气体由进气口吸入旋转轴内，依次经由空心轮盘头、空心轮、空心轮旋转方向上的后侧挡板进入相邻两个空心轮之间的空间，与油泥砂接触，气体冲击使得大粒径固体物上附着的油发生脱附，并在气体浮力作用下，较轻的油泥组分经混合轮盘外边缘上行，而较重的大粒径固体物下行，从而使两者得到分离；经一次分离的油泥砂还会随后续物料继续由进液口进入空心轮内缘相对的空间，再次被分离，因此在下封板下的空间、空心轮内缘相对的空间、相邻的两个空心轮间的空间和空心轮外缘外的空间形成循环分离区，本发明的装置正是利用混合轮盘旋转产生负压，使待分离的油泥砂在循环分离区持续流动，并在气体混合作用下，实现较大固体物的分离。
进一步的，可以通过调整电机运行参数，控制旋转轴转速，从而改变引入空气量。
进一步的，所述筒状分离器的底部为锥形，所述排固口设置于锥形的最底端。
进一步的，所述空心轮盘头（即整个混合轮盘）与筒状分离器的横截面面积之比为1:2~1:20，优选为1:4~1:9，横截面积之比过小会对装置处理量产生影响，同时易在装置靠近内壁处形成滞留层；过大则影响混合轮盘底部和内部形成的循环空间中物料运动的稳定性。
进一步的，所述空心轮盘头的横截面可以是任意中心对称的形状，包括但不限于圆形和正多边形。
进一步的，所述空心轮的横截面可以是三角形、梯形、扇形、平行四边形及其他不规则形状等合适的形状，其形状使下封板与任意两个相邻的空心轮之间形成的空间是由轮盘中心到轮盘外缘逐渐增大的。由于此空间是气液固混合区域，由内向外增大的设计才能使装置旋转产生的吸力将油泥砂吸入。
进一步的，所述空心轮的数量可以根据装置整体处理量或是装置大小确定，作为具体的实施方式，所述空心轮为4~50个，优选为5~25个。
进一步的，本领域技术人员可以根据需要对空心轮后侧挡板上的气相分散孔进行设计，一般对其数目和形状没有特殊要求。在本发明优选的实施方式之一中，所述气相分散孔的开孔面积占后侧挡板总面积的1%~50%，优选为5%~20%；所述气相分散孔优选为圆形开孔；越细分散的气泡更能与油泥砂充分混合接触并发挥分离作用，因此，作为更优选的实施方式之一，所述气相分散孔的开孔直径为1~20mm，优选为1~15mm，更优选为1~9mm。
进一步的，所述下封板为中心具有圆形开口的平板或锥形板。
进一步的，所述旋转分离器是将均质化的油泥砂原料由物料进口加入至筒状分离器中，油泥砂因重力发生初步的分离，大部分含大粒径固体物的较重物料在混合轮盘以下堆积，使混合轮盘完全浸入在液体之中，开启电机，旋转轴带动混合轮盘旋转，在混合轮盘旋转之初，由于离心力作用，相邻的两个空心轮间的液体由中心向外周流动，同时在两空心轮间形成负压，所述负压将下封板下的液固流体由进液口持续吸入两空心轮间，形成液固物流，液固的流动也会在混合轮盘中心形成负压，一方面持续将下封板下的液固流体吸入，形成连续液固物流，另一方面将气体由进气口经由空心的旋转轴吸入混合轮盘，再由空心轮旋转方向上的后侧挡板上的气相分散孔进入两空心轮间；在相邻的两空心轮间，液固物流与气相分散孔排出的气体切向接触，形成气液固混合流体，气体的冲击一方面能使得固液中大颗粒上附着的细泥和油分脱离，一方面其附着在呈游离态脱附的细泥和油分上，改变它们与水的密度差，使其向上运动，随处理量的增大，由排液口排出，经过脱附的大颗粒逐渐下沉堆积在装置底部，由排固口排出。
进一步的，向所述装置内加入物料后的液面高度应略高于排液口，以方便分离完成后油水细泥混合物的排出，但同时应保证同时处理的油泥砂中大粒径固体物的体积不能太大，以免将合轮盘包裹，造成运行困难；可通过向旋转分离器中补充循环水来满足以上要求。
在油泥砂原料进入分离器的整个分离过程中，初步沉降分离后的含大粒径固体物的油泥砂经过混合轮盘的分离，会在空心轮的外缘出口处形成分层，上层为气相携带细泥和油的上行区，下层为大粒径固体物的循环沉降区，附着油和细泥的大粒径固体物通常密度较低，相对脱附后的大粒径固体物来说更易被混合轮盘吸入，所以随着分离过程进行，可被吸入的固体物量逐步减少，油泥上行区与循环沉降区的分界趋于清晰，此可作为分离完成的标志，分离出的大颗粒固体物通过排固口排出装置，在此之前可先将形成油与细泥的浮渣层通过排液口排出。
进一步的，上述处理方法还包括将所述旋转分离器的排液口得到的较小颗粒的细泥及油水混合物进行油水分离的过程，分离出的油可作为原油成分进行回炼或作他用。
步骤1中所述的均质化处理，包括必要的搅拌和稀释处理，使物料达到良好的均质化和流动性；上述进料罐还能作为缓冲罐，保证后续装置进料的稳定性，减少因原料流量波动对后续装置处理效果的影响。
步骤三中所述的洗砂器，其结构为：包括一个罐体，上沿外侧设置有一圈高于罐体的溢流堰，溢流堰底部设置排放口，用以排出溢流堰中的循环溢流水；罐体上部设置插入其中的分离仓，分离仓顶部高于罐体顶部，其一侧设置有进料口；在与进料口异侧的分离仓壁上，设置有分离仓出料口；在分离仓下端连接有粗砂分布器，在粗砂分布器之下，洗砂器罐体壁上设置有多个入水口；洗砂器罐体底部设置一个三通，一侧为净砂排放口，一侧为循环清洗口。
进一步的，所述的分离仓内部，分离仓出料口的下部设置有一块水平放置的挡板，挡板下的分离仓内壁上相对地连接若干交错排布的分离板，分离板以与水平面成固定的角度向下倾斜，其一端与分离仓内壁密封连接，另一端至少止于分离仓的中心轴线，且与下一级分离板留有空隙；分离板的分布区是物料与上升水流接触并分离的场所。
进一步的，分离板数目为6~20块，优选为10~18块；异侧相邻的两个分布板之间的空隙高度在80mm~150mm之间，优选为90~130mm；分离板与水平面的夹角角度为30~80°，优选为40~60°，各板向下倾斜的角度相同。
所述洗砂器罐体底部的三通，可以切换左右两侧通道，当洗砂完成后，可切换至净砂排放口，洗砂未完成时，切换至循环清洗口，其外接物料输送管，所述物料输送管与洗砂器罐体顶部的进料口相连，将物料再次送至分离仓中，以实现物料的循环处理。
进一步的，物料输送管中物料的提升输送可以通过空压机产生的压缩空气或是泵类设备完成。
进一步的，若使用所述空压机的压缩空气，其流量以可以连续提升物料为宜，一般为0.8~2.5m³/h，优选为1.0~1.8m³/h；压强为0.5~2.0MPa，优选为0.5~1.0MPa。
在所述洗砂器内，旋转分离器得到的初步脱油的大颗粒固体物从顶部进入洗砂器分离仓内，并沿分离板向下滑落，在滑落的过程中与进水口通入的水流逆流接触，其中粗砂继续下沉，较轻的油、泥被睡携带至分离仓出料口，排出；待粗砂下沉完全后，向输送管中通入压缩空气（或使用泵），物料被提升至洗砂器顶部，进行循环清洗；通过洗砂器实现进一步脱油并将产物分离，分别得到油水泥混合物和脱油的洁净砂。
经过上述洗砂器处理得到的洁净砂含油率≤0.2wt%。
所述洗砂器排出的洁净砂吸水性较差，通过沉降实现水与粗砂的分离，切出水可循环使用，用于油泥砂的含水量调节和均质化过程。所述洁净砂可资源化利用，包括但不限于作为建筑材料、筑路材料、滤料或是其他用途。
与现有技术相比，本发明所述油泥砂处理工艺具有以下效果：
（1）本发明的处理方法，利用特殊结构的旋转分离器，充分利用了混合轮盘旋转时空心轮后侧产生的负压、混合流体流经两空心论间后产生的拖拽作用，自动吸入气体，创造了气液固混合物料的连续流，形成了循环分离区，利用气体的冲击及浮力作用，实现较细的油泥与大粒径固体物的分离，除了电机驱动旋转轴的动力外，无需外加其他动力，可以将油泥砂中游离油和附着力低的油分洗出，降低了物料的粘度，降低了后续物料的冲击，并保证了运转过程中的安全；
（2）洗砂器的分离仓内设置有多层分离板，为上升水流与重力向下运动的物料提供了逆流接触的场所，有效利用了分离仓内部空间，提高了分离效率。同时洗砂器内部的循环清洗，物料提升的过程也是物料与水相互搓洗分离的过程，在此过程中，砂粒表面附着的油、泥松动、脱落，重新进入洗砂器后，与水流接触后，密度较低的油和泥会随水流上升，密度较大的物料下落，进入下一处理环节，此过程为连续过程；产生的物料中除去了粒径较大的砂粒，保障了后续装置的操作稳定性和使用寿命；产生的砂无附着物，含油率低于0.2%，可以回注或是作为建筑材料的添加剂进行资源化利用；
（3）本发明中的处理方法不需要投加酸碱或是药剂，避免了水体乳化，产生的废水均可循环使用，分离出的油也不会被改变性质，有利于下一步资源化利用；处理过程不需要加热，有效减少了VOCs的产生与扩散，降低二次污染。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1. 旋转分离器的整体结构示意图；
图2. 旋转分离器的混合轮盘的结构示意图；
图3. 图2中A-A’向的截面示意图；
图4. 洗砂器的结构示意图；
其中10.分离器，11.物料进口，12.排液口，13.排固口，20.电机，30.旋转轴，31.进气口，40.混合轮盘，41.空心连轴接头，42.空心轮盘头，43.空心轮，44.下封板，421.空心轮盘头底板，431.空心轮前侧挡板，432.空心轮后侧挡板，433.气相分散孔，434.气液固三相混合室，441.进液口；50.洗砂器罐体，51.进料口，52.进水口，53.分离仓，531分离板，532挡板，54.净砂排放口，55.分离仓出料口，56.压缩空气/泵接入口，57.物料输送管，58.溢流堰，59.物料分布器，60.溢流堰排放口。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
本发明实施例和比较例中，固体颗粒物粒径分布通过马尔文2000激光粒度分析仪测量。物料的含水率使用循环萃取法测得，萃取剂使用的是90~120℃石油醚，读取分水器中的冷凝水量即为物料含水量，进一步可计算物料含水率；物料的含固率是通过焙烧法测得，使用的仪器为马弗炉，通过焙烧前后的质量差进一步可以计算物料含固率；含油率=100wt%-含水率-含固率。
本发明的实施例中涉及的装置为旋转分离器和洗砂器，其结构如下：
旋转分离器的结构如图1、图2和图3所示，包括一个筒状分离器10，所述分离器的顶部设置物料进口11，上部两侧设置对称的排液口12，排液口12低于物料进口11，分离器10的底部为锥形，设置排固口13，所述分离器10的中间设置一根空心的旋转轴30，旋转轴30的上端安装有驱动其旋转的电机20，电机20设置于分离器10外，旋转轴30上部设置进气口31，所述进气口31位于分离器10外，所述旋转轴30延伸至分离器10内部，其下端安装一个混合轮盘40；所述混合轮盘40包括空心连轴接头41、空心轮盘头42、空心轮43和下封板44；所述混合轮盘40通过空心连轴接头41连接于旋转轴30上，空心连轴接头41的下部连接空心轮盘头42，所述空心轮盘头42的横截面为正八边形，所述混合轮盘40与分离器10的横截面面积之比为1:2.5；空心轮盘头底板421下连接8个空心轮43，且空心轮盘底部与空心轮顶部之间是相通的，空心轮盘底板其余位置均为密封；所述空心轮43以混合轮盘40的中心为轴对称分布，其外边缘与空心轮盘头42的外缘齐平，其内边缘与混合轮盘40的中心留有距离，所述空心轮43的横截面为内缘为弧形的近似梯形；空心轮43下安装有下封板44，下封板44具有匹配的形状对空心轮43底部形成完全的密封，中心具有开口作为进液口441；由此下封板44下的空间、空心轮43内缘相对的空间、相邻的两个空心轮43间的空间和空心轮43外缘外的空间形成连通的空间；所述空心轮43在旋转方向的空心轮后侧挡板432上设置气相分散孔433，空心轮前侧挡板431上不设置气相分散孔；所述气相分散孔433的开孔面积占空心轮后侧挡板432总面积的2%，所述气相分散孔433为圆形，其直径大小为2.5mm；由此旋转轴30、空心轮盘头42、每个空心轮43及两个相邻的空心轮43之间的空间形成多个连续的气体通路。
所述洗砂器的结构如图4所示，包括洗砂器罐体50，其上部为圆柱形罐体下部为半球形罐体，洗砂器罐体50外沿设有一圈高于罐体的溢流堰58，溢流堰58底部设置有溢流堰排放口60，洗砂器罐体50上部设置插入其中的分离仓53，分离仓53顶部高于罐体顶部，其顶部一侧设置有进料口51，在与进料口51异侧的分离仓壁上，设置有分离仓出料口55；分离仓53内部分离仓出料口55下方设置有挡板532。挡板532下的分离仓内壁上相对地连接10块交错排布的分离板531，分离板531以与水平方向成45°向下倾斜，其一端与分离仓53内壁密封连接，另一端至少止于分离仓53的中心轴线，且与下一级分离板531留有空隙；异侧相邻的两块分离板531之间的空隙高度为100mm，分离仓下部连接物料分布器59，在洗砂器中下部设置有若干进水口52，底部设置净砂排放口54和物料输送管57，物料输送管57从洗砂器底部联通至进料口51，并且在物料输送管57上还设置有压缩空气/泵接入口56，外接空压机作为物料提升设备。
实施例1
所用的原料是联合站沉降罐清罐排出的油泥砂，经过检测可知，该油泥砂含水率89.71wt%，含油率4.59wt%，含固率5.70wt%。
油泥砂的处理过程如下：
（1）将上述原料1m³加至带有搅拌功能的罐体中，搅拌至物料混合均匀，具有良好的流动性。
（2）经过步骤（1）处理的物料加入至旋转分离器中，调整转速至1200r/min，进行大颗粒固体物和油泥的分离，较大颗粒的固体物得到初步脱油，并从底部的排固口13排出，较小颗粒的细泥及油水混合物从排液口12排出，旋转清洗周期为20min；
（3）旋转分离器排固口13排出的物料送入洗砂器，同时通过进水口52向装置内部通入水，在分离仓53中向上水流与重力下沉的物料逆流接触实现分离，分离仓出料口55可得到油水泥等轻质混合物，粗砂沉降到洗砂器罐体50底部，在空压机产生的压缩空气56携带下向上运动，并从进料口返回分离仓中实现循环清洗，此处压缩空气压强为0.75MPa，流量为1.0m³/h，进水流量为5m3/h，循环清洗周期为1h。
实施例2
基实施例2中操作基本同实施例1，不用之处在于：
所用的原料是某炼化企业油泥池沉积的油泥砂，经过检测可知，该油泥砂含水率35.59wt%，含油率11.62wt%，含固率52.79wt%。
步骤2中旋转分离器转速调整为2100r/min，分离周期40min；步骤3中压缩空气压强为1.8MPa，流量为1.65m³/h，进水流量为4m3/h，循环清洗周期为2h。
实施例3
与实施例2相比，仅将进水流量调整为5.5m3/h，其余操作条件均相同
实施例1~2从A、B、C、D四点采样，结果见表1和表2，实施例3从D点采样，结果见表3。
其中，A点：旋转分离器排固口，B点：旋转分离器排液口，C点：洗砂器分离仓出料，D点：洗砂器净砂排放口。
A、B、C、D四点均测物料组成，实施例2~3的D点加测固体粒径分布。具体结果如下所示。
表1 实施1四点采样分析
表2 实施2四点采样分析
表3 实施例2、3的粒径分析
由表1~2可以看出，面对不同组成不同来源的原料，本发明中所述的油泥砂处理方法均能有效处理，D采样点的物料组成相差不大，这说明处理流程适应性较强。由其中A、C采样点数据可知，本发明方法中的旋转分离器和洗砂器分离出的油-细泥混合物中含油量高于40wt%，是后续包括回炼在内的资源化利用由措施的优质原料。
由表3可以看出在其他条件不变的前提下，单纯调整进水流量，提高上升水流速度可以改变洗砂器排出净砂的粒径组成，能够有针对性获得不同粒径范围的净砂，这对于净砂的选择性资源化利用是有益处的。
Claims (11)
1.一种油泥砂的处理方法，包括以下步骤：
步骤一：用进料罐对油泥砂进行均质化预处理；
步骤二：经过步骤一处理的物料加入至旋转分离器中，进行大颗粒固体物和油泥的分离；
步骤三：旋转分离器排固口排出的物料送入洗砂器，实现进一步脱油和产物分离，分别得到油-水-泥混合物和脱油的洁净砂；
步骤二中所述的旋转分离器，其结构为：包括一个筒状分离器，其顶部设置物料进口，上部两侧设置对称的排液口，排液口低于物料进口，底部设置排固口，所述分离器的中间设置一根空心的旋转轴，旋转轴的上端安装有驱动其旋转的电机，电机设置于分离器外，旋转轴上部设置进气口，所述进气口位于分离器外，所述旋转轴延伸至分离器内部，其下端安装一个混合轮盘，所述混合轮盘包括空心连轴接头、空心轮盘头、空心轮和下封板；所述混合轮盘通过空心连轴接头连接于旋转轴上，空心连轴接头的下部连接空心轮盘头，空心轮盘头底板下连接若干个空心轮，所述空心轮以混合轮盘的中心为轴对称分布，其外边缘与空心轮盘头的外缘齐平，其内边缘与混合轮盘的中心留有距离，空心轮下安装有下封板，下封板具有匹配的形状对空心轮底部形成密封，下封板中心具有开口作为进液口；由此下封板下的空间、空心轮内缘相对的空间、相邻的两个空心轮间的空间和空心轮外缘外的空间形成连通的空间；每个空心轮通过空心轮盘头底板上设置的孔道与空心轮盘头内部连通，所述空心轮在旋转方向的后侧挡板上设置气相分散孔，由此旋转轴、空心轮盘头、每个空心轮及两个相邻的空心轮之间的空间形成多个连续的气体通路；
通过所述旋转分离器，较大颗粒的固体物得到初步脱油，并从底部的排固口排出，较小颗粒的细泥及油水混合物从排液口排出。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述旋转分离器的筒状分离器的底部为锥形，所述排固口设置于锥形的最底端。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述旋转分离器的空心轮盘头与筒状分离器的横截面面积之比为1:2~1:20，优选为1:4~1:9。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述空心轮的横截面为三角形、梯形、扇形、平行四边形或其他不规则形状，其形状使下封板与任意两个相邻的空心轮之间形成的空间是由轮盘中心到轮盘外缘逐渐增大的。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述空心轮的数量为4~50个。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述气相分散孔的开孔面积占后侧挡板总面积的1%~50%，其开孔直径为1~20mm。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，还包括将所述旋转分离器的排液口得到的较小颗粒的细泥及油水混合物进行油水分离的过程，分离出的油可作为原油成分进行回炼或作他用。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤三中所述的洗砂器，其结构为：包括一个罐体，上沿外侧设置有一圈高于罐体的溢流堰，溢流堰底部设置排放口，用以排出溢流堰中的循环溢流水；罐体上部设置插入其中的分离仓，分离仓顶部高于罐体顶部，其一侧设置有进料口；在与进料口异侧的分离仓壁上，设置有分离仓出料口；在分离仓下端连接有粗砂分布器，在粗砂分布器之下，洗砂器罐体壁上设置有多个入水口；洗砂器罐体底部设置一个三通，一侧为净砂排放口，一侧为循环清洗口。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述的分离仓内部，分离仓出料口的下部设置有一块水平放置的挡板，挡板下的分离仓内壁上相对地连接若干交错排布的分离板，分离板以与水平面成固定的角度向下倾斜，其一端与分离仓内壁密封连接，另一端至少止于分离仓的中心轴线，且与下一级分离板留有空隙。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，分离板数目为6~20块，异侧相邻的两个分布板之间的空隙高度在80mm~150mm之间。
11.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，分离板与水平面的夹角角度为30~80°，优选为40~60°，各板向下倾斜的角度相同。
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Effective date of registration: 20231126 Address after: 100728 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen Patentee after: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp. Patentee after: Sinopec (Dalian) Petrochemical Research Institute Co.,Ltd. Address before: 100728 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen Patentee before: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp. Patentee before: DALIAN RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM AND PETROCHEMICALS, SINOPEC Corp. |
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