CN114853301B - 油基泥浆处理装置及油基泥浆处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油基泥浆处理装置及油基泥浆处理方法，油基泥浆处理装置包括锤磨机、固废处理机构及热解气分离处理机构，所述锤磨机用于锤磨并热解油基泥浆以得到固体废料和热解气；所述固废处理机构与所述锤磨机的固废出口相连通，用于粉碎所述固体废料并排出；所述热解气分离处理机构与所述锤磨机的热解气出口相连通，用于分离出所述热解气中油和水。本发明可以热解油基泥浆，并降低固体废料的黏性以防止堵塞输送管，回收热解气中的油以防止污染环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种油基泥浆处理装置及油基泥浆处理方法。
背景技术
近年来，随着页岩气开采、海洋深水油气的大规模勘探开发，油基泥浆因为具有良好的流变性、润滑性、对油气层损害小等优点，其使用规模逐渐增加，但是，油基泥浆会产生带有毒素的芳香烃，会产生中枢神经系统麻醉、造血系统受损等慢性中毒的危害，油基泥浆如何处理成为一个严峻的环保难题，如果直接排放，必然导致严重的土壤和水污染事故，严重破坏生态环境、直接危害人类健康。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种油基泥浆处理装置，它可以热解油基泥浆，并降低固体废料的黏性以防止堵塞输送管，回收热解气中的油以防止污染环境。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种油基泥浆处理装置，它包括：
锤磨机，用于锤磨并热解油基泥浆以得到固体废料和热解气；
固废处理机构，与所述锤磨机的固废出口相连通，用于粉碎所述固体废料并排出；
热解气分离处理机构，与所述锤磨机的热解气出口相连通，用于分离出所述热解气中油和水。
进一步为了提高热解温度以提高热解效果，油基泥浆处理装置还包括加热机构，所述加热机构安装在所述锤磨机上。
进一步提供了一种加热机构的具体结构，所述加热机构包括电磁圈，所述电磁圈套装在所述锤磨机的外周壁。
进一步提供了一种固废处理机构的具体结构，所述固废处理机构包括：
处理容器；
过滤网，通过至少两个复位弹簧安装在所述处理容器内；
搅拌输送组件，位于所述过滤网的下方，包括搅拌杆、搅拌叶和疏通叶，所述搅拌杆可转动地安装在所述处理容器内；所述搅拌叶固定在所述搅拌杆上端部，用于在随搅拌杆转动的过程中搅拌所述固体废料；所述疏通叶固定在所述搅拌杆下端部，用于在随所述搅拌杆转动的过程中输送所述固体废料；
动力机构，包括电机和旋转杆，所述电机与所述旋转杆相连，用于驱动所述旋转杆旋转，所述旋转杆通过伞齿轮副与所述搅拌杆相连，用于在其转动的过程中通过所述伞齿轮副带动所述搅拌杆旋转；
偏心件，安装在所述旋转杆上，用于在旋转杆转动的过程中作用于所述过滤网以使所述过滤网振动。
进一步为了防止处理容器的内壁粘固体废料，所述固废处理机构还包括至少一个清理机构，所述清理机构包括：
安装架，固定安装在所述搅拌杆上，随所述搅拌杆同步转动；
清理辊轴，可转动地套装在所述安装架上，作用于所述处理容器的内壁，用于在随所述搅拌杆转动的过程中清理所述处理容器的内壁。
进一步提供了一种热解气分离处理机构的具体结构，所述热解气分离处理机构包括：
接触式冷凝器，与所述热解气出口相连通，用于冷却所述热解气，以得到重质油和一级分离气；
冷凝介质储罐，与所述接触式冷凝器相连通，用于向所述接触式冷凝器中送入冷凝介质；
油液储罐，与所述接触式冷凝器相连通，用于接收并存储所述重质油；
间壁式冷凝器，与所述接触式冷凝器相连通，用于接收并冷却所述一级分离气，以得到油水混合物和二级分离气；
气液分离器，与所述间壁式冷凝器相连通，用于接收并分离所述二级分离气，以得到油水混合物和不凝气体；
油水分离器，分别与所述间壁式冷凝器和所述气液分离器相连通，用于接收并分离所述油水混合物，以得到轻质油和冷凝水；
气体净化器，与所述气液分离器相连通，用于净化并排出所述不凝气体。
进一步，油基泥浆处理装置还包括热解气冷却净化机构，所述热解气冷却净化机构串联在所述所述锤磨机的热解气出口和所述热解气分离处理机构之间，用于对所述热解气进行初步冷却及净化。
进一步提供了一种热解气冷却净化机构的具体结构，所述热解气冷却净化机构包括第一冷却净化箱和第二冷却净化箱中的一个或包括相互串联的第一冷却净化箱和第二冷却净化箱；其中，
所述第一冷却净化箱包括：
第一箱体，设有以供所述热解气进入的第一进气口和以供所述热解气排出的第一出气口；
过滤件，安装在所述第一箱体内，并位于所述第一进气口和所述第一出气口之间；
喷淋组件，安装在所述第一箱体内，包括喷淋管和多个与所述喷淋管相连通并用于向所述热解气喷淋冷却液的喷嘴；
所述第二冷却净化箱包括：
第二箱体，用于容置冷却液，设有以供所述热解气进入的第二进气口和以供所述热解气排出的第二出气口；
筒体，安装在所述第二箱体内，并通过连通管连通所述第二进气口；
涡轮，可转动地安装在所述筒体内，正对所述连通管，以在经所述连通管进入所述筒体内的热解气的冲击下转动；
推动叶，所述推动叶通过连接杆与所述涡轮的中间部位相连，用于在涡轮转动的过程中随涡轮转动以搅拌所述冷却液和所述热解气。
本发明还提供了一种油基泥浆处理方法，方法步骤中包括：
锤磨机锤磨油基泥浆，以热解所述油基泥浆，得到固体废料和热解气；
固废处理机构粉碎所述固体废料并排出；
热解气分离处理机构冷凝分离出所述热解气中的油和水。
进一步，所述热解气分离处理机构冷凝分离出所述热解气中的油和水之前还包括：
热解气冷却净化机构对所述热解气进行初步冷却及净化。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：
1、通过锤磨机锤磨并热解油基泥浆，得到固体废料和热解气，从而避免因直接排放油基泥浆而破坏生态环境、危害人类健康，固废处理机构对固体废料进行粉碎处理，变成灰状，以降低固体废料的黏性，防止固体废料堵塞排放管道，从而方便固体废料的排放，热解气分离处理机构对热解气进行分离，分离出热解气中的油和水，一方面可以回收利用油，另一方面又避免热解气直接排放到大气中污染空气；
2、本发明还在锤磨机上安装加热机构，通过加热机构进行外部加热，强化油基分离，提高热解效果，加热机构采用电磁圈，电磁加热，热转化率高；
3、固废处理机构工作的工程中，固体废料落在过滤网上，电机驱动旋转杆转动，旋转杆在转动的过程中通过偏心件作用于过滤网，使过滤网抖动以将过滤网上的固体废料筛落在处理容器内，旋转杆在转动的过程中还通过伞齿轮副带动搅拌杆旋，从而使搅拌叶搅拌固体废料，疏通叶输送固体废料，便于排料，固废处理机构在处理固体废料的过程中，先筛、再搅拌，粉碎效果好，可有效降低固体废料的黏性，进而防止固体废料在被排放的过程中堵塞排放管道；
4、在固废处理机构工作的过程中，还通过清理辊轴对处理容器的内表面进行清理，有效防止固体废料黏在处理容器的内壁；整个固废处理机构采用一个动力源，节能减耗，稳定可靠。
5、本发明的热解气分离处理机构对热解气进行多级分离处理，可以很好回收重质油、轻质油以及携带的水分，使得排放的气体完全满足排放标准，不会对环境造成污染；
6、锤磨机在工作的过程中，会产生大量的灰尘，灰尘难免会随热解气排出，热解气在排出后，经热解气冷却净化机构喷淋冷却洗涤和/或搅拌冷却洗涤，在一定程度上除去了热解气中的灰尘，可以尽可能地减少灰尘进入所述热解气分离处理机构，又降低了热解气的温度，利用热解气分离处理机构分离出热解气中的油和水分。
附图说明
图1为本发明的油基泥浆处理装置的结构示意图；
图2为本发明的电磁圈安装在锤磨机上的结构示意图；
图3为本发明的固废处理机构的内部结构示意图；
图4为本发明的热解气分离处理机构的结构示意图；
图5为本发明的热解气冷却净化机构的内部结构示意图；
图6为本发明的涡轮安装在筒体内的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1、2、3、4、5、6所示，一种油基泥浆处理装置，它包括：
锤磨机1，用于锤磨并热解油基泥浆以得到固体废料和热解气；
固废处理机构2，与所述锤磨机1的固废出口相连通，用于粉碎所述固体废料并排出；
热解气分离处理机构，与所述锤磨机1的热解气出口相连通，用于分离出所述热解气中油和水。
在本实施例中，所述锤磨机1连通有加砂管道3，通过所述加砂管道3往所述锤磨机1内加入油基泥浆。
在本实施例中，所述固废处理机构2与所述锤磨机1的固废出口之间通过密封卸料阀4相连。
具体地，通过锤磨机1锤磨并热解油基泥浆，得到固体废料和热解气，从而避免因直接排放油基泥浆而破坏生态环境、危害人类健康，固废处理机构2对固体废料进行粉碎处理，变成灰状，以降低固体废料的黏性，防止固体废料堵塞排放管道，从而方便固体废料的排放，热解气分离处理机构对热解气进行分离，分离出热解气中的油和水，一方面可以回收利用油，另一方面又避免热解气直接排放到大气中污染空气。
如图2所示，为了提高热解温度以提高热解效果，油基泥浆处理装置还包括加热机构，所述加热机构安装在所述锤磨机1上。
如图2所示，所述加热机构包括电磁圈5，所述电磁圈5套装在所述锤磨机1的外周壁。
在本实施例中，为了可以对所述锤磨机1起到防护作用，所述锤磨机1的外面安装有防护罩8。
具体地，本发明还在锤磨机1上安装加热机构，通过加热机构进行外部加热，强化油基分离，提高热解效果，加热机构采用电磁圈5，电磁加热，热转化率高。
如图1、3所示，所述固废处理机构2包括：
处理容器；
过滤网22，通过至少两个复位弹簧21安装在所述处理容器内；
搅拌输送组件，位于所述过滤网22的下方，包括搅拌杆231、搅拌叶232和疏通叶233，所述搅拌杆231可转动地安装在所述处理容器内；所述搅拌叶232固定在所述搅拌杆231上端部，用于在随搅拌杆231转动的过程中搅拌所述固体废料；所述疏通叶233固定在所述搅拌杆231下端部，用于在随所述搅拌杆231转动的过程中输送所述固体废料；
动力机构，包括电机241和旋转杆242，所述电机241与所述旋转杆242相连，用于驱动所述旋转杆242旋转，所述旋转杆242通过伞齿轮副25与所述搅拌杆231相连，用于在其转动的过程中通过所述伞齿轮副25带动所述搅拌杆231旋转；
偏心件26，安装在所述旋转杆242上，用于在旋转杆242转动的过程中作用于所述过滤网22以使所述过滤网22振动。
在本实施例中，为了方便所述过滤网22通过复位弹簧21安装在所述处理容器内，所述处理容器的内壁安装有与所述复位弹簧21相对应的固定板29，所述复位弹簧21的下端部与所述固定板29相连，上端部与所述过滤网22相连。
在本实施例中，所述处理容器的内壁固定安装有辅助杆28，所述搅拌杆231转动安装在所述辅助杆28上。
在本实施例中，所述处理容器的外壁安装有安装板，所述电机241固定安装在所述安装板上。
在本实施例中，所述疏通叶233呈螺旋状，所述偏心件26选用偏心轮。
具体地，固废处理机构工作的工程中，固体废料落在过滤网22上，电机241驱动旋转杆242转动，旋转杆242在转动的过程中通过偏心件26作用于过滤网22，使过滤网22抖动以将过滤网22上的固体废料筛落在处理容器内，旋转杆242在转动的过程中还通过伞齿轮副25带动搅拌杆231旋旋，从而使搅拌叶232搅拌固体废料，疏通叶233输送固体废料，便于排料，固废处理机构2在处理固体废料的过程中，先筛、再搅拌，粉碎效果好，可有效降低固体废料的黏性，进而防止固体废料在被排放的过程中堵塞排放管道。
如图1、3所示，为了防止处理容器的内壁粘固体废料，所述固废处理机构2还包括至少一个清理机构，所述清理机构包括：
安装架271，固定安装在所述搅拌杆231上，随所述搅拌杆231同步转动；
清理辊轴272，可转动地套装在所述安装架271上，作用于所述处理容器的内壁，用于在随所述搅拌杆231转动的过程中清理所述处理容器的内壁。
在本实施例中，所述安装架271呈U型，所述安装架271的中间位置与所述搅拌轴相连，所述安装架271的两个竖杆上各套一个所述清理辊轴272。为了防止所述辅助杆28干涉所述清理辊轴272工作，所述安装架271位于所述辅助杆28的上方。
具体地，在固废处理机构2工作的过程中，还通过清理辊轴272对处理容器的内表面进行清理，有效防止固体废料黏在处理容器的内壁；整个固废处理机构2采用一个动力源，节能减耗，稳定可靠。
如图4所示，所述热解气分离处理机构包括：
接触式冷凝器61，与所述热解气出口相连通，用于冷却所述热解气，以得到重质油和一级分离气；
冷凝介质储罐62，与所述接触式冷凝器61相连通，用于向所述接触式冷凝器61中送入冷凝介质；
油液储罐63，与所述接触式冷凝器61相连通，用于接收并存储所述重质油；
间壁式冷凝器64，与所述接触式冷凝器61相连通，用于接收并冷却所述一级分离气，以得到油水混合物和二级分离气；
气液分离器65，与所述间壁式冷凝器64相连通，用于接收并分离所述二级分离气，以得到油水混合物和不凝气体；
油水分离器66，分别与所述间壁式冷凝器64和所述气液分离器65相连通，用于接收并分离所述油水混合物，以得到轻质油和冷凝水；
气体净化器67，与所述气液分离器65相连通，用于净化并排出所述不凝气体。
具体地，本发明的热解气分离处理机构对热解气进行多级分离处理，可以很好回收重质油、轻质油以及携带的水分，使得排放的气体完全满足排放标准，不会对环境造成污染。
如图1、5、6所示，油基泥浆处理装置还包括热解气冷却净化机构7，所述热解气冷却净化机构7串联在所述所述锤磨机1的热解气出口和所述热解气分离处理机构之间，用于对所述热解气进行初步冷却及净化。
如图5、6所示，所述热解气冷却净化机构7包括第一冷却净化箱和第二冷却净化箱中的一个或包括相互串联的第一冷却净化箱和第二冷却净化箱；其中，
所述第一冷却净化箱包括：
第一箱体711，设有以供所述热解气进入的第一进气口和以供所述热解气排出的第一出气口；
过滤件712，安装在所述第一箱体711内，并位于所述第一进气口和所述第一出气口之间；
喷淋组件，安装在所述第一箱体711内，包括喷淋管713和多个与所述喷淋管713相连通并用于向所述热解气喷淋冷却液的喷嘴714；
所述第二冷却净化箱包括：
第二箱体721，用于容置冷却液，设有以供所述热解气进入的第二进气口和以供所述热解气排出的第二出气口；
筒体722，安装在所述第二箱体721内，并通过连通管724连通所述第二进气口；
涡轮723，可转动地安装在所述筒体722内，正对所述连通管724，以在经所述连通管724进入所述筒体722内的热解气的冲击下转动；
推动叶726，所述推动叶726通过连接杆725与所述涡轮723的中间部位相连，用于在涡轮723转动的过程中随涡轮723转动以搅拌所述冷却液和所述热解气。
具体地，锤磨机1在工作的过程中，会产生大量的灰尘，灰尘难免会随热解气排出，热解气在排出后，经热解气冷却净化机构7喷淋冷却洗涤和/或搅拌冷却洗涤，在一定程度上既除去了热解气中的灰尘，可以尽可能地减少灰尘进入所述热解气分离处理机构，又降低了热解气的温度，利用热解气分离处理机构分离出热解气中的油和水分。
在本实施例中，所述热解气冷却净化机构7采用第一冷却净化箱和第二冷却净化箱相串联的结构，在连通所述第一出气口和所述第二进气口的管道上串联有气泵9。所述第一冷却净化箱和所述第二冷却净化箱集成在一个箱体中。
一种油基泥浆处理方法，方法步骤中包括：
锤磨机1锤磨油基泥浆，以热解所述油基泥浆，得到固体废料和热解气；
固废处理机构2粉碎所述固体废料并排出；
热解气分离处理机构冷凝分离出所述热解气中的油和水。
在本实施例中，所述热解气分离处理机构冷凝分离出所述热解气中的油和水之前还包括：
热解气冷却净化机构7对所述热解气进行初步冷却及净化。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种油基泥浆处理装置，其特征在于，
它包括：
锤磨机（1），用于锤磨并热解油基泥浆以得到固体废料和热解气；
固废处理机构（2），与所述锤磨机（1）的固废出口相连通，用于粉碎所述固体废料并排出；
热解气分离处理机构，与所述锤磨机（1）的热解气出口相连通，用于分离出所述热解气中油和水；
热解气冷却净化机构（7），所述热解气冷却净化机构（7）串联在所述所述锤磨机（1）的热解气出口和所述热解气分离处理机构之间，用于对所述热解气进行初步冷却及净化；其中，
所述固废处理机构（2）包括：
处理容器；
过滤网（22），通过至少两个复位弹簧（21）安装在所述处理容器内；
搅拌输送组件，位于所述过滤网（22）的下方，包括搅拌杆（231）、搅拌叶（232）和疏通叶（233），所述搅拌杆（231）可转动地安装在所述处理容器内；所述搅拌叶（232）固定在所述搅拌杆（231）上端部，用于在随搅拌杆（231）转动的过程中搅拌所述固体废料；所述疏通叶（233）固定在所述搅拌杆（231）下端部，用于在随所述搅拌杆（231）转动的过程中输送所述固体废料；
动力机构，包括电机（241）和旋转杆（242），所述电机（241）与所述旋转杆（242）相连，用于驱动所述旋转杆（242）旋转，所述旋转杆（242）通过伞齿轮副（25）与所述搅拌杆（231）相连，用于在其转动的过程中通过所述伞齿轮副（25）带动所述搅拌杆（231）旋转；
偏心件（26），安装在所述旋转杆（242）上，用于在旋转杆（242）转动的过程中作用于所述过滤网（22）以使所述过滤网（22）振动；
所述固废处理机构（2）还包括至少一个清理机构，所述清理机构包括：
安装架（271），固定安装在所述搅拌杆（231）上，随所述搅拌杆（231）同步转动；
清理辊轴（272），可转动地套装在所述安装架（271）上，作用于所述处理容器的内壁，用于在随所述搅拌杆（231）转动的过程中清理所述处理容器的内壁；
所述热解气冷却净化机构（7）包括第一冷却净化箱和第二冷却净化箱中的一个或包括相互串联的第一冷却净化箱和第二冷却净化箱；其中，
所述第一冷却净化箱包括：
第一箱体（711），设有以供所述热解气进入的第一进气口和以供所述热解气排出的第一出气口；
过滤件（712），安装在所述第一箱体（711）内，并位于所述第一进气口和所述第一出气口之间；
喷淋组件，安装在所述第一箱体（711）内，包括喷淋管（713）和多个与所述喷淋管（713）相连通并用于向所述热解气喷淋冷却液的喷嘴（714）；
所述第二冷却净化箱包括：
第二箱体（721），用于容置冷却液，设有以供所述热解气进入的第二进气口和以供所述热解气排出的第二出气口；
筒体（722），安装在所述第二箱体（721）内，并通过连通管（724）连通所述第二进气口；
涡轮（723），可转动地安装在所述筒体（722）内，正对所述连通管（724），以在经所述连通管（724）进入所述筒体（722）内的热解气的冲击下转动；
推动叶（726），所述推动叶（726）通过连接杆（725）与所述涡轮（723）的中间部位相连，用于在涡轮（723）转动的过程中随涡轮（723）转动以搅拌所述冷却液和所述热解气。
2.根据权利要求1所述的油基泥浆处理装置，其特征在于，
还包括加热机构，所述加热机构安装在所述锤磨机（1）上。
3.根据权利要求2所述的油基泥浆处理装置，其特征在于，
所述加热机构包括电磁圈（5），所述电磁圈（5）套装在所述锤磨机（1）的外周壁。
4.根据权利要求1所述的油基泥浆处理装置，其特征在于，
所述热解气分离处理机构包括：
接触式冷凝器（61），与所述热解气出口相连通，用于冷却所述热解气，以得到重质油和一级分离气；
冷凝介质储罐（62），与所述接触式冷凝器（61）相连通，用于向所述接触式冷凝器（61）中送入冷凝介质；
油液储罐（63），与所述接触式冷凝器（61）相连通，用于接收并存储所述重质油；
间壁式冷凝器（64），与所述接触式冷凝器（61）相连通，用于接收并冷却所述一级分离气，以得到油水混合物和二级分离气；
气液分离器（65），与所述间壁式冷凝器（64）相连通，用于接收并分离所述二级分离气，以得到油水混合物和不凝气体；
油水分离器（66），分别与所述间壁式冷凝器（64）和所述气液分离器（65）相连通，用于接收并分离所述油水混合物，以得到轻质油和冷凝水；
气体净化器（67），与所述气液分离器（65）相连通，用于净化并排出所述不凝气体。
5.一种油基泥浆处理方法，其特征在于，
其基于权利要求1-4任一项所述的油基泥浆处理装置；方法步骤中包括：
锤磨机（1）锤磨油基泥浆，以热解所述油基泥浆，得到固体废料和热解气；
固废处理机构（2）粉碎所述固体废料并排出；
热解气分离处理机构冷凝分离出所述热解气中的油和水。
6.根据权利要求5所述的泥浆处理方法，其特征在于，
所述热解气分离处理机构冷凝分离出所述热解气中的油和水之前还包括：
热解气冷却净化机构（7）对所述热解气进行初步冷却及净化。
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