CN115215521A - 一种油泥处理工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本申请具体提供了一种油泥处理工艺及设备，油泥处理工艺包括：预处理，将油泥均匀混合；旋转空化，通过旋转空化装置对预处理后的油泥进行高速搅拌，以使油泥中产生的气泡在接近旋转空化装置内壁后分裂，释放的能量破坏油、泥、水之间的结合，使油泥水微粒重新分散；喷射空化，通过喷射空化装置对所述旋转空化后的油泥进行喷射；固液分离，旋转空化后的油泥通过固液分离装置分离出固相和液相。油泥处理工艺中的旋转空化和喷射空化能够通过物理方式有效破坏油、泥、水之间的结合，使得固液分离过程分离出含油量低的固相尾渣。

Description

一种油泥处理工艺及设备

技术领域

本申请涉及油泥处理技术领域，特别涉及一种油泥处理工艺及设备。

背景技术

油泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物，属于危险废物管理目录中HW08类危险废弃物，是油气开发和储运过程中产生的主要污染物之一。油泥既是油田生产过程中产生的废弃物，同时也是一种资源，油泥若不加以处理回收其中的油分，不仅造成资源的浪费，而且污染环境。随着国家对环境保护的不断重视和环境保护执法力度的不断加强，油泥逐渐成为需要重点解决的环境问题之一。

油泥目前的处理方法多是现场采油调质加药的方法，处理成本高，处理后的固相尾渣含油量高，一般在5％-10％，很难达到填埋要求。

发明内容

为了解决目前的油泥处理方法成本高、固相尾渣含油量高的技术问题，本申请提供了一种油泥处理工艺及设备。

第一方面，本申请所提供的油泥处理工艺，包括：

预处理，将油泥均匀混合；

旋转空化，通过旋转空化装置对预处理后的油泥进行高速搅拌，以使油泥中产生的气泡在接近旋转空化装置内壁后分裂时释放的能量破坏油、泥、水之间的结合，使油泥水微粒重新分散；

喷射空化，通过喷射空化装置对所述旋转空化后的油泥进行喷射空化；

固液分离，旋转空化后的油泥通过固液分离装置分离出固相和液相。

在本公开的一个实施方式中，所述喷射空化装置包括多孔文丘里管和单孔文丘里管，在所述喷射空化中，油泥通过所述多孔文丘里管喷射后进入所述单孔文丘里管再次喷射。

在本公开的一个实施方式中，所述喷射空化中，油泥从所述多孔文丘里管的扩散段进入、收缩段喷出，从所述单孔文丘里管的收缩段进入、扩散段喷出。

在本公开的一个实施方式中，对所述固液分离装置分离出的固相进行检测，将未达到合格标准的固相重新进行所述预处理、所述旋转空化和所述固液分离。

在本公开的一个实施方式中，所述固液分离装置分离出的固相合格标准为含油率≤0.3％。

在本公开的一个实施方式中，在所述预处理前或者预处理中，还包括向油泥中加水的步骤，使得油泥的固相占油泥总体积的15％-30。

在本公开的一个实施方式中，向油泥中加入的是热水，使油泥中的部分油漂浮在上层，然后去除上层的浮油。

在本公开的一个实施方式中，所述旋转空化中，油泥中的气泡体积占比在20％-30％之间。

在本公开的一个实施方式中，所述旋转空化中，油泥中的气泡体积占比在30％-50％之间。

在本公开的一个实施方式中，所述旋转空化中，油泥中的气泡体积占比在50％-70％之间。

在本公开的一个实施方式中，所述油泥处理工艺还包括油水分离，通过污水处理系统对固液分离后的液相进行油水分离，所述污水处理系统分离出的水运送至待预处理的油泥中，调节待预处理油泥的固相占比。

在本公开的一个实施方式中，所述污水处理系统包括加热装置，用于将分离出的水在运送至待预处理的油泥之前加热至75-85度。

第二方面，本申请提供的油泥处理设备，适用于上述的油泥处理工艺，所述油泥处理设备包括：

预处理分离装置，所述预处理分离装置用于将油泥均匀混合；

旋转空化装置，所述旋转空化装置与所述预处理分离装置连通，用于对所述预处理分离装置处理后的油泥进行高速搅拌，以使油泥中产生的气泡在接近所述旋转空化装置内壁后分裂，释放的能量破坏油、泥、水之间的结合，使油泥水微粒重新分散；

喷射空化装置，所述喷射空化装置包括与所述旋转空化装置连通的文丘里管，所述文丘里管被配置为用于喷射油泥；

固液分离装置，所述固液分离装置与所述喷射空化装置连通，用于将所述喷射空化装置处理后的油泥分离出固相和液相。

在本公开的一个实施方式中，所述喷射空化装置包括：

通道；

多孔文丘里管，所述多孔文丘里管设置在所述通道中，且包括多个文丘里通孔；

单孔文丘里管，所述单孔文丘里管设置在所述通道中；

所述油泥被配置为经所述多孔文丘里管的多个文丘里通孔喷出后进入所述单孔文丘里管再次喷出。

在本公开的一个实施方式中，进入所述喷射空化装置的油泥被配置为：从多个所述多个文丘里通孔的扩散段进入、收缩段喷出；从所述单孔文丘里管的收缩段进入、扩散段喷出。

在本公开的一个实施方式中，所述固液分离装置与所述预处理分离装置连通，所述固液分离装置分离出的未达到合格标准的固相运送至所述预处理分离装置中。

在本公开的一个实施方式中，所述油泥处理设备还包括污水处理系统，所述污水处理系统与所述固液分离装置连通，用于对所述固液分离装置分离出的液相进行油水分离。

在本公开的一个实施方式中，所述污水处理系统与所述预处理分离装置和/或所述旋转空化装置和/或所述喷射空化装置连通，将其分离出的水运送至所述预处理分离装置和/或所述旋转空化装置和/或所述喷射空化装置中。

在本公开的一个实施方式中，所述污水处理系统包括加热装置，用于加热所述污水处理系统分离出的水。

本申请的油泥处理工艺及设备中，先在预处理步骤中通过预处理分离装置将油泥混合均匀，在旋转空化步骤中高速搅拌油泥，在高速物理破碎作用、超临界水溶解作用和水化热裂解作用下，能够实现破坏油、泥、水之间的结合，在喷射空化步骤中对油泥进行喷射，在固液分离步骤中分离出固相和液相，其分离出的固相含油量低，分离出的液相可以重新利用。

附图说明

图1是本申请一实施例提供的油泥处理工艺的流程图；

图2是本申请一实施例提供的油泥处理设备的原理示意图；

图3是本申请一实施例提供的油泥处理设备的整体装置示意图；

图4是本申请一实施例提供的油泥处理设备中喷射空化装置的剖视图；

图5是本申请一实施例提供的油泥处理设备中多孔文丘里管的结构示意图。

图1至图5中各组件名称和附图标记之间的一一对应关系如下：

1、预处理分离装置；11、上料装置；2、旋转空化装置；3、喷射空化装置；31、通道；32、多孔文丘里管；321、文丘里通孔；33、单孔文丘里管；34、进水口；4、固液分离装置；41、输送装置；5、污水处理系统；51、气浮装置；52、加热装置；53、第一储水箱；54、第二储水箱。

具体实施方式

为了使本申请的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合具体实施例对本申请进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限定本申请。

为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包括在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。

本申请的上述发明内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

首先，对本申请实施例涉及的名词术语进行解释。

石油，是指气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然的产状。石油又分为原油、天然气、天然气液及天然焦油等形式，但习惯上仍将“石油”作为“原油”的定义用。原油是一种黑褐色并带有绿色荧光，具有特殊气味的粘稠性油状液体，是烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃等多种液态烃的混合物。

油泥：油泥大多都是水、泥或泥砂、油以及其它杂质等混合物，是在石油开采、运输、炼制等过程中产生的含油废弃物，按油泥的形成通常可以分为落地油泥、清罐油泥、老化油泥等。

落地油泥：在油井采油生产和井下作业施工过程中，部分原油放喷或被油管、抽油杆、泵及其它井下工具携带至土地或井场，这些原油渗入地面土壤，形成落地油泥。落地油泥具有固体含量高，杂质种类多的特点。

清罐油泥(又叫清仓油泥)：其含油量较高，重质组分较高，原油和泥吸附较严密，不易分离，清罐油泥主要分成两类：一类是在采油污水处理过程中产生的，由于污水中本身含有的细微颗粒，泥沙等，河中游中本身的胶质沥青质、重金属等的比重因素，导致少量的原油下沉到储油罐的底部，进而形成黑色、颗粒细密、含油量较多的油泥；第二类是在使用油品储罐储存原油时产生，在储存油品特别是原油时，经过长时间的存放，油品中少量的机械杂质、沙粒、泥土、重金属以及石蜡沥青质等重油组分会因比重差而自然沉降，累积在油罐底部形成又黑又稠的胶质状物质。

老化油泥：油泥产生后长期未得到处理而形成老化油泥，氧化比较明显，重质组分较高，成分复杂，预处理困难。

油砂，油砂是一种含有天然沥青或焦油的砂岩或其它岩石，通常是由砂、沥青、矿物质、黏土和水以相互结合的方式组成的混合物。经开采、提取分离、进行改质，可以得到合成原油，合成原油经冶炼加工，可以制成各种成品油及石油制品。

超临界水：是指当气压和温度达到一定值时，因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同时的水。此时，水的液体和气体便没有区别，完全交融在一起，成为一种新的、呈现高压高温状态的流体。

水化热：指物质与水化合时所放出的热，此热效应往往不单纯由水化作用发生，所以有时也用其它名称。

本申请提供了一种油泥处理工艺，如图1和图2所示，包括以下步骤：

预处理，将油泥均匀混合；

旋转空化，通过旋转空化装置2对预处理后的油泥进行高速搅拌，以使油泥中产生的气泡在分裂时释放的能量破坏油、泥、水之间的结合，使油泥水微粒重新分散；

喷射空化，通过喷射空化装置3对所述旋转空化后的油泥进行喷射空化；

固液分离，将旋转空化后的油泥通过固液分离装置4分离出固相和液相。

油泥处理工艺通过旋转空化和喷射空化两重空化处理。其中，旋转空化的作用是将油泥水三相混合介质充分均匀、破碎，使得油泥进行初步空化、初步分离。喷射空化的作用是将旋转空化后的混合介质进一步破碎，从而使得结合紧密状态下的油泥水微粒实现分离，属于深度空化，进一步分离。旋转空化和喷射空化使油、水、泥结合在一起的油泥微粒充分的破碎、分散，有效地提高了油泥中固相和液相的分离效率。

在本公开的一种实施方式中，预处理步骤可以通过预处理分离装置1实现，预处理分离装置1包括搅拌装置，将待处理的油泥运送至搅拌装置中搅拌均匀。待处理的油泥有多种类型，它们的含水量、含油量以及油、泥、水的结合程度不同，当油泥中的固相含量过高时，油泥过于黏稠，不容易搅拌均匀，影响分离效果。对此，在预处理前或预处理中，还可以包括向油泥中加水的步骤，对于固相含量超过30％的待处理油泥，通过加水的方式将油泥中的固相含量降低至15％-30％，从而有利于搅拌装置将油泥搅拌均匀，并且有利于旋转空化。搅拌装置可以包括电机和搅拌浆，电机驱动搅拌浆转动，以对油泥进行搅拌。当然，本领域技术人员也可以采用其它常规的搅拌装置。

在本公开的一种实施方式中，如图3所示，预处理分离装置1还包括上料装置11和清洗装置，搅拌前，先通过上料装置11将油泥运送至清洗装置中，上料装置11可以采用螺旋输送机、传送带输送机或其它装置，然后向清洗装置中的油泥加入水，加入水后油泥中游离状态的油能够漂浮在上层，清洗装置的上部具有溢油口，清洗装置上层的浮油能够从溢油口流出，从而去除油泥中的一部分油。

在本公开的一种具体实施方式中，向清洗装置中的油泥加入的水可以是热水，热水温度可以控制在75-85℃之间。常规原油的凝固点通常低于40℃，温度过低时，原油处于凝固状态，流动性较差。向油泥中加入热水能够提高油泥温度，能够增加油的流动性，流动状态的原油更容易分离出来。油泥中流动状态的原油能够漂浮在上层，有利于去除上层的浮油。较佳地，热水温度控制在80℃。经试验测试，水温在80℃左右时预处理的效果最佳，既能保证原油具有较好的流动性，又能保证较低的能耗。

在本公开的一种实施方式中，旋转空化装置2包括容器，容器用于对油泥进行高速搅拌。容器内可以设置多个水力孔板，旋转空化装置2的内壁包括容器的内表面和水力孔板的表面。水力孔板能够增加旋转空化装置2内壁的面积，从而达到水力空化的目的。旋转空化装置2还包括动力装置，动力装置可以与容器连接，驱动容器高速转动，从而搅拌容器中的油泥。动力装置还可以与至少部分水力孔板连接，驱动至少部分水力孔板转动，从而搅拌油泥。

油泥在容器中经过高速搅拌后，在容器的某些区域形成局部瞬时负压，从而产生大量气泡，气泡在接近容器内壁或水力孔板表面至距离小于气泡初始半径时，微射流冲击容器内壁和水力孔板表面的速度可达1000m/s。气泡进一步发生分裂，分裂成更小气泡，在气泡分裂时，微射流压挤产生聚爆，瞬间释放能量，能够发射高频率和较大振幅的压力波，压力可达1.01×10⁴KPa至1.01×10⁵KPa，局部温度可达10⁴℃，持续时间2至3μs。旋转空化装置2对油泥进行高速搅拌产生的高速物理破碎作用，能够打破原本油与细微泥沙颗粒的结合膜，破坏水包油、油包水的状态，使油泥水微粒重新分散。

油泥在高温高压的条件下，气泡表层水成为超临界水，具有氧化作用，有利于溶解、剥离颗粒表面油膜。油泥在旋转空化装置2还发生水化热裂解，能够将油泥中的沥青等大分子物质裂解成小分子物质。在旋转空化装置2的高速物理破碎作用、超临界水溶解作用和水化热裂解作用下，能够实现破坏油、泥、水之间的结合，有效实现三相分离。旋转空化采用的是物理方法对油泥进行分离，固液分离过程中不加药剂，且分离效果充分。

旋转空化装置2的旋转空化工艺根据气泡的生成量可划分为初级空化、中级空化和超级空化三种类型，能够适用于落地油泥、清罐油泥和老化油泥等不同种类的油泥。不同类型的油泥基于其含固率、重组分比例和粒径中值大小范围，推荐采用不同的旋转空化工艺，具体如以下表1所示。

表1

本领域技术人员可以通过测试油泥的油相四组分，判断油泥种类(落地油泥、清罐油泥、老化油泥)，分别选取对应的处理方式(初级空化、中级空化和超级空化)。油相四组分包括：饱和分/％，芳香分/％，胶质/％，沥青质/％。不同种类的油泥四相占比不同。

表1中，重组分是指原油中丙烷以及分子质量大于丙烷的组分，呈黑色或黑褐色，油质重，具地面相对密度高，粘度高，含蜡量高，初馏点高，凝固点高，含胶质、沥青质高；而馏分低，气油比低等特点。油泥中含油重组分多，不易分离。

粒径用来表示油泥颗粒的粒度，即油泥颗粒的大小。这里的粒径并非颗粒的真实直径，而是虚拟的“等效直径”。等效直径是当被测颗粒的某一物理特性与某一直径的同质球体最相近时，就把该球体的直径作为被测颗粒的等效直径。

D50，是指一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50％，小于它的颗粒也占50％，D50也叫中位径或中值粒径。D50常用来表示粉体的平均粒度。

由表1可见，落地油泥的含固率＞20％，重组分比例≤2％，油泥颗粒的粒径中值D50＞20um，可以采用初级空化工艺进行处理。

清罐油泥的含固率≤20％，重组分比例在2-10％之间。对于重组分≤20％、粒径中值D50＞20um的清罐油泥，可以采用初级空化工艺进行处理；对于重组分在2-10％之间、粒径中值D50＞20um的清罐油泥，可以采用中级空化工艺进行处理；对于重组分＞10％、粒径中值D50＜20um的清罐油泥，可以采用超级空化工艺进行处理。

老化油泥的落地油泥的含固率＞35％，重组分比例＞20％，油泥颗粒的粒径中值D50＜20um，可以采用超级空化工艺进行处理。

旋转空化工艺的初级空化、中级空化和超级空化三种类型的气泡体积占比、油泥破碎粒径、油固分离形式以及适用的油泥类型如以下表2所示。

分散类别	初级空化	中级空化	超级空化
				气泡体积占比/％	20-30	30-50	50-70
油泥破碎粒径/μm	≥5	1-5	≤1
				油固分离形式	表面剥离	破碎+乳化	裂解+乳化
适用物料	油砂，落地油泥等	清罐油泥等	老化油泥，油基钻屑等

表2

由表2可见，初级空化工艺中，气泡体积占比为20-30％，用于破碎粒径≥5μm的油泥颗粒，能够剥离固体颗粒表面的油膜，适用于油、泥、水的结合程度相对较轻的落地油泥等。初级空化还可以用来处理油砂。

中级空化工艺中，气泡体积占比为30-50％，用于破碎粒径在1-5μm之间的油泥颗粒，能够固体颗粒进行破碎和乳化，适用于油、泥、水的结合程度相对较高的罐底泥等清罐油泥。

超级空化工艺中，气泡体积占比为50-70％，用于破碎粒径≤1μm的油泥颗粒，能够固体颗粒进行裂解和乳化，适用于油、泥、水的结合程度最高的老化油泥，油基钻屑等。

在本公开的一种实施方式中，如图2、图3所示，喷射空化装置3与旋转空化装置2、固液分离装置4连通，旋转空化后的油泥进入喷射空化装置3进行喷射空化，然后从喷射空化装置3运送至固液分离装置4。喷射空化装置3包括文丘里管，文丘里管被配置为用于喷射油泥。

文丘里管包括依次连通的收缩段、喉管段和扩散段，通常情况下，流体从收缩段进入喉管段，然后进入扩散段并喷出。收缩段和扩散段均为锥形管，并且扩散段的锥度小于收缩段的锥度，扩散段能够使流体相对缓慢地逐渐减速，减小流体的湍流度，从而降低能量损耗。文丘里管的具体结构和原理为本领域公知的现有技术。油泥从文丘里管喷出时瞬间降压增速，并产生的强烈冲击波，使含油污泥中的水在瞬间气化和破裂，打破了碳氢化合物(油)和固体之间的结合力，使油从泥沙中提取出来。

在本公开的一种实施方式中，喷射空化装置3包括相互连通的多孔文丘里管32和单孔文丘里管33，多孔文丘里管32与旋转空化装置2连通，单孔文丘里管33与固液分离装置4连通。在喷射空化中，油泥首先进入多孔文丘里管32并喷射，然后进入单孔文丘里管33再次喷射。喷射空化中，通过多孔文丘里管32将旋转空化后的油泥进行喷射，进一步空化破碎油泥水微粒的结构。单孔文丘里管33能够将多孔文丘里管32喷射空化后的油泥进行均质、减速。

具体地，如图4、图5所示，喷射空化装置3包括通道31，多孔文丘里管32和单孔文丘里管33设置在通道31中。多孔文丘里管32上分布有多个供油泥通过的文丘里通孔321，并且多个文丘里通孔321的延伸方向一致。每个文丘里通孔321包括喉管段、收缩段和扩散段，收缩段的锥度小于扩散段的锥度。旋转空化后的油泥输送至喷射空化装置3后，进入多孔文丘里管32中，并且从多个文丘里通孔321喷出。单孔文丘里管33也包括喉管段、收缩段和扩散段，收缩段的锥度小于扩散段的锥度。经文丘里通孔321喷出的油泥能够沿通道31进入单孔文丘里管33中，通过单孔文丘里管33喷出，然后输送至固液分离装置4中。

文丘里管可以正置使用或者倒置使用。正置使用时，流体从文丘里管的收缩段进入喉管段，然后从扩散段喷出，倒置使用时，流体从文丘里管的扩散段进入喉管段，然后从收缩段喷出。

在本公开的一种实施方式中，多孔文丘里管32的文丘里通孔321和单孔文丘里管33均以正置的方式设置在通道31中。文丘里通孔321的扩散段正对单孔文丘里管33的收缩段，油泥从文丘里通孔321的收缩段进入、扩散段喷出，然后从单孔文丘里管33的收缩段进入、扩散段喷出。

在本公开的另一种实施方式中，如图4、图5所示，多孔文丘里管32的文丘里通孔321以倒置的方式设置在通道31中，单孔文丘里管33以正置的方式设置在通道31中。文丘里通孔321的收缩段正对单孔文丘里管33的收缩段，油泥从文丘里通孔321的扩散段进入、收缩段喷出，然后从单孔文丘里管33的收缩段进入、扩散段喷出。文丘里通孔321倒置设置，使得油泥在喷出时速度较快、压力较小，并且使油泥进入单孔文丘里管33的收缩段后压力剧烈变化，有利于提高空化效果，充分使油泥颗粒破碎、分散。

喷射空化装置3的多孔文丘里管32和单孔文丘里管33对油泥进行了两次喷射，以使油泥充分地分散，有利于充分生成气泡，通过气泡溃灭时对油泥产生冲击，进一步使油、泥、水结合在一起的油泥颗粒破碎、分散。

在油泥处理工艺中，可以向喷射空化装置3中送入水，对油泥进行稀释，使油泥的颗粒能够在水中分散，还能够增加油泥的压力，有利于油泥在喷射空化时能够更加充分的破碎、分散。具体地，喷射空化装置3的通道31上可以设置进水口34，通过进水口34向喷射空化装置3中的油泥供水。进水口34可以设置在喷射空化装置3和旋转空化装置2之间，在喷射空化前向油泥供水；或者，进水口34也可以设置在单孔文丘里管33和多孔文丘里管32之间的位置，在喷射空化的过程中向油泥供水，目的是为了调整介质在文丘里管内的运行压力。

在本公开的一个具体实施方式中，如图4所示，喷射空化装置3的通道31采用三通管，三通管具有A口、B口和C口，其中，多孔文丘里管32设置在A口中，单孔文丘里管33设置在B口中，C口作为进水口34。A、B、C口构造成T形结构，设置有多孔文丘里管32的A口和设置有单孔文丘里管33的B口设置在同一条直线上延伸，以减少对油泥的阻碍，降低油泥的动能损耗。

在本公开的一种实施方式中，固液分离装置4被配置为用于将喷射空化后的油泥分离出固相和液相。对固液分离装置4分离出的固相进行检测，固相合格标准为含油率不超过0.3％。合格的固相能够达到农用土壤要求指标，可以直接排放，或者进一步加工利用，如烧砖、铺路等。固液分离装置4分离出的未达到合格标准的固相可以运送回到预处理分离装置1，并再次进行旋转空化、喷射空化和固液分离。

固液分离装置4可以选用卧式螺旋离心机，通过离心作用将固相和液相分离。具体地，卧式螺旋离心机分离出的未合格固相可以通过输送装置41运送至预处理分离装置1的清洗装置中，输送装置41可以采用螺旋输送机。该部分未合格固相可以与新的待处理油泥混合，也可以单独进入预处理系统，重新进行预处理、旋转空化和固液分离的过程，直到达到合格标准。

油泥处理工艺还包括油水分离的步骤，通过污水处理系统5对固液分离后的液相进行油水分离。污水处理系统5包括气浮装置51，气浮装置51将固液分离步骤所分出的液相进一步分出油和水，分离出的水可以通过加热装置52加热，然后运送至预处理分离装置1中，调整预处理分离装置1中的油泥的固相含量，实现循环使用。污水处理系统5可以通过叶轮泵等动力装置对液体提供动力。

本申请的油泥处理工艺中，固液分离过程中分离出的固相含油率达到≤0.3％，远优于目前的油泥处理方法；旋转空化、喷射空化和固液分离过程中不需要添加任何化学药品，成本低，油水分离过程分离出的水能够循环使用，更加环保；整个工艺过程比较简化，工作效率高。此外，油泥处理工艺的整个处理过程可以在常温或略高于常温下完成，低能耗，且预处理过程中具有加入热水的步骤，能够处理结冰的油泥，解决了目前冬季不能处理油泥的问题。

本申请还提供了一种油泥处理设备，适用于上述的油泥处理工艺。如图2、图3所示，油泥处理设备主要包括预处理分离装置1、旋转空化装置2和固液分离装置4。

其中，预处理分离装置1用于进行油泥处理工艺的预处理步骤，将油泥均匀混合；旋转空化装置2与预处理分离装置1连通，用于对预处理分离装置1处理后的油泥进行高速搅拌，旋转空化装置2包括容器以及位于容器内的多个水力孔板，油泥高速搅拌至使油泥中产生的气泡在接近容器内壁或水力孔板表面后分裂，释放的能量破坏油、泥、水之间的结合，使油泥水微粒重新分散；固液分离装置4与所述旋转空化装置2连通，用于将旋转空化装置2处理后的油泥分离出固相和液相。

如图2所示，油泥处理设备还包括设置在旋转空化装置2和固液分离装置4之间的喷射空化装置3，喷射空化装置3用于进行喷射空化。喷射空化装置3包括文丘里管，文丘里管被配置为用于喷射油泥。喷射空化装置3喷射出的油泥运送至固液分离装置4中。

在本公开的一种实施方式中，如图2所示，预处理分离装置1可以包括依次连通的上料装置11、清洗装置和搅拌装置。上料装置11包括但不限制于螺旋输送机、带式输送机等，将待处理的油泥运送至清洗装置中。清洗装置具有用于容纳油泥的容腔，清洗装置的上部具有与容腔连通的溢油口。清洗装置的容腔中可以加入水，使得油泥中游离状态的油能够漂浮在上层，液位高度到达溢油口后，上层的浮油能够从溢油口流出，从而去除油泥中的一部分油。向油泥中加水还能够调节油泥的固相含量。清洗装置中的油泥进一步进入搅拌装置中，搅拌装置将油泥搅拌均匀。

在本公开的一种实施方式中，旋转空化装置2的容器用于搅拌油泥，多个水力孔板可以设置在容器内壁上，油泥经过高速搅拌后产生大量气泡，气泡在接近容器内壁或水力孔板表面至距离小于气泡初始半径时，发生分裂并释放能量，对油泥产生高速物理破碎作用、超临界水溶解作用和水化热裂解作用，三种作用能够实现破坏油、泥、水之间的结合，有效实现油泥的三相分离。水力孔板的设置能够增加与气泡碰撞的表面积，从而提高旋转空化装置2的工作效率。

在本公开的一种实施方式中，如图2、图3所示，固液分离装置4与预处理分离装置1连通，固液分离装置4分离出的未达到合格标准的固相运送至预处理分离装置1中再次进行预处理，然后输送至旋转空化装置2、喷射空化装置3和固液分离装置4进行处理。未合格固相可以经上述过程重复数次，直到固液分离装置4分离出的固相达到合格标准。具体地，固液分离装置4可以选用卧式螺旋离心机，卧式螺旋离心机与预处理分离装置1连通，将预处理后的油泥分离出固相和液相。固液分离装置4分离出的固相合格标准可以限定为含油率不超过0.3％，未达到合格标准的固相运送回到预处理分离装置1。固液分离装置4也可以采用其它类型的设备，例如蝶式离心机等，只要能够将油泥分离出固相和液相即可。

固液分离装置4与预处理分离装置1中的清洗装置可以通过输送装置41连通，通过输送装置41将未合格的固相运送至清洗装置中。输送装置41不限制于采用螺旋输送机、带式输送机等。

在本公开的一种实施方式中，固液分离装置4可以采用三相卧式螺旋离心机，能够通过离心作用对含油量高的油泥进行三相分离，分离出油、水、固相。在另一种实施方式中，当油泥的含油量相对较低时，也可以采用两相卧式螺旋离心机，将油泥分离出固相和液相。

在本公开的一种实施方式中，如图2、图3所示，油泥处理设备还包括污水处理系统5，污水处理系统5与固液分离装置4连通，用于对固液分离装置4分离出的液相进行油水分离。当固液分离装置4为三相卧式螺旋离心机时，三相卧式螺旋离心机将分离出的水运送至污水处理系统中，进行进一步油水分离处理。具体地，污水处理系统5包括气浮装置51，气浮装置51与卧式螺旋离心机连通，卧式螺旋离心机分出的液相进一步分离出油和水。

在本公开的一种实施方式中，污水处理系统5可以进一步与预处理分离装置1连通，将分离出的水运送至预处理分离装置1中，进行循环使用。具体地，气浮装置51与预处理分离装置1的清洗装置连通。

在本公开的一种实施方式中，污水处理系统5可以进一步与旋转空化装置2连通，将分离出的水运送至旋转空化装置2中，调节旋转空化装置2中油泥的固液含量。具体地，污水处理系统5与旋转空化装置2的容器相连通，将气浮装置51分离出的水加入旋转空化装置2的容器中。

在本公开的一种实施方式中，污水处理系统5可以进一步与喷射空化装置3连通，将分离出的水运送至喷射空化装置3中。具体地，气浮装置51与喷射空化装置3的进水口34连通，将分离出的水加入文丘里管，调节压力大小。

在本公开的一种实施方式中，污水处理系统5还包括加热装置52，加热装置52连接在气浮装置51和预处理分离装置1之间，能够将气浮装置51分离出的水在运送至预处理分离装置1之前进行加热，将水加热至可以在75-85℃之间，提高原油的流动性，有利于将原油分离出来。较佳地，加热装置52可以将水加热至80度。既能保证原油具有较好的流动性，又能保证较低的能耗。

在本公开的一种实施方式中，如图3所示，污水处理系统5还进一步包括第一储水箱53和第二储水箱54，第一储水箱53连接在固液分离装置4和气浮装置51之间，固液分离装置4分离出的液相能够暂时储存在第一储水箱53中，第二储水箱54连接在加热装置52和预处理分离装置1之间，能够暂时储存进入预处理分离装置1之前的循环热水。第二储水箱54还与旋转空化装置2、喷射空化装置3连接，向旋转空化装置2、喷射空化装置3送入水。

油泥处理设备采用物理方式处理油泥，不需要添加任何化学药品，成本低，其分离出的固相含油率达到≤0.3％，达到了农用土壤要求指标。预处理分离装置1、旋转空化装置2、喷射空化装置3、固液分离装置4以及污水处理系统5能够构成密闭式处理系统，无二次污染，不排放其它有害气体，并且其污水处理系统5实现了循环用水，安全环保。

油泥处理设备还可以包括控制单元，通过控制单元对预处理分离装置1、旋转空化装置2、固液分离装置4、污水处理系统5等进行控制。控制单元可以包括PCL，能够远程控制启停，也可以就地操作，安全方便。具体地，控制单元可以控制预处理分离装置1的上料装置11上料，并控制搅拌装置的电机工作，对油泥进行搅拌。控制单元可以控制旋转空化装置2的动力装置工作，以使容器对油泥进行高速搅拌。控制单元可以控制卧式螺旋离心机工作，以分离出油泥的固相和液相，并控制输送装置41将不合格的固相运送至预处理分离装置中。控制单元可还以控制污水处理系统5的动力装置，能够将水泵送至预处理分离装置1或者喷射空化装置3中。

油泥处理设备的各装置均可以撬装移动化设计，将油泥处理设备的预处理分离装置1、旋转空化装置2、喷射空化装置3、固液分离装置4和污水处理系统5等设置在可以移动的底盘上，以方便移动。各装置可以根据现场油泥状态灵活组合，减少占地面积，可源头处理，减少运输成本和环境的影响。

本公开中油泥处理设备的具体结构和原理可以参见上述的油泥处理工艺中介绍的油泥处理设备，因此不再做详细介绍。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (19)

1.一种油泥处理工艺，其特征在于，包括：

预处理，将油泥均匀混合；

旋转空化，通过旋转空化装置(2)对预处理后的油泥进行高速搅拌，以使油泥中产生的气泡在分裂时释放的能量破坏油、泥、水之间的结合，使油泥水微粒重新分散；

喷射空化，通过喷射空化装置(3)对所述旋转空化后的油泥进行喷射空化；

固液分离，喷射空化后的油泥通过固液分离装置(4)分离出固相和液相。

2.根据权利要求1所述的油泥处理工艺，其特征在于，所述喷射空化装置(3)包括多孔文丘里管(32)和单孔文丘里管(33)，在所述喷射空化中，油泥通过所述多孔文丘里管(32)喷射后进入所述单孔文丘里管(33)再次喷射。

3.根据权利要求2所述的油泥处理工艺，其特征在于，所述喷射空化中，油泥从所述多孔文丘里管(32)的扩散段进入、收缩段喷出，从所述单孔文丘里管(33)的收缩段进入、扩散段喷出。

4.根据权利要求1所述的油泥处理工艺，其特征在于，对所述固液分离装置(4)分离出的固相进行检测，将未达到合格标准的固相重新进行所述预处理、所述旋转空化和所述固液分离。

5.根据权利要求4所述的油泥处理工艺，其特征在于，所述固液分离装置(4)分离出的固相合格标准为含油率≤0.3％。

6.根据权利要求1所述的油泥处理工艺，其特征在于，在所述预处理前或者预处理中，还包括向油泥中加水的步骤，使得油泥的固相占油泥总体积的15％-30％。

7.根据权利要求6所述的油泥处理工艺，其特征在于，向油泥中加入的是热水，使油泥中的部分油漂浮在上层，然后去除上层的浮油。

8.根据权利要求1所述的油泥处理工艺，其特征在于，所述旋转空化中，油泥中的气泡体积占比在20％-30％之间。

9.根据权利要求1所述的油泥处理工艺，其特征在于，所述旋转空化中，油泥中的气泡体积占比在30％-50％之间。

10.根据权利要求1所述的油泥处理工艺，其特征在于，所述旋转空化中，油泥中的气泡体积占比在50％-70％之间。

11.根据权利要求1所述的油泥处理工艺，其特征在于，所述油泥处理工艺还包括油水分离，通过污水处理系统(5)对固液分离后的液相进行油水分离，所述污水处理系统(5)分离出的水运送至待预处理的油泥中，调节待预处理油泥的固相占比。

12.根据权利要求11所述的油泥处理工艺，其特征在于，所述污水处理系统(5)包括加热装置(52)，用于将分离出的水在运送至待预处理的油泥之前加热至75-85度。

13.一种油泥处理设备，其特征在于，适用于权利要求1-12任意一项所述的油泥处理工艺，所述油泥处理设备包括：

预处理分离装置(1)，所述预处理分离装置(1)用于将油泥均匀混合；

旋转空化装置(2)，所述旋转空化装置(2)与所述预处理分离装置(1)连通，用于对所述预处理分离装置(1)处理后的油泥进行高速搅拌，以使油泥中产生的气泡在接近所述旋转空化装置(2)内壁后分裂，释放的能量破坏油、泥、水之间的结合，使油泥水微粒重新分散；

喷射空化装置(3)，所述喷射空化装置(3)包括与所述旋转空化装置(2)连通的文丘里管，所述文丘里管被配置为用于喷射油泥；

固液分离装置(4)，所述固液分离装置(4)与所述喷射空化装置(3)连通，用于将所述喷射空化装置(3)处理后的油泥分离出固相和液相。

14.根据权利要求13所述的油泥处理设备，其特征在于，所述喷射空化装置(3)包括：

通道(31)；

多孔文丘里管(32)，所述多孔文丘里管(32)设置在所述通道(31)中，且包括多个文丘里通孔(321)；

单孔文丘里管(33)，所述单孔文丘里管(33)设置在所述通道(31)中；

所述油泥被配置为经所述多孔文丘里管(32)的多个文丘里通孔(321)喷出后进入所述单孔文丘里管(33)再次喷出。

15.根据权利要求14所述的油泥处理设备，其特征在于，进入所述喷射空化装置(3)的油泥被配置为：从多个所述多个文丘里通孔(321)的扩散段进入、收缩段喷出；从所述单孔文丘里管(33)的收缩段进入、扩散段喷出。

16.根据权利要求13所述的油泥处理设备，其特征在于，所述固液分离装置(4)与所述预处理分离装置(1)连通，所述固液分离装置(4)分离出的未达到合格标准的固相运送至所述预处理分离装置(1)中。

17.根据权利要求13所述的油泥处理设备，其特征在于，所述油泥处理设备还包括污水处理系统(5)，所述污水处理系统(5)与所述固液分离装置(4)连通，用于对所述固液分离装置(4)分离出的液相进行油水分离。

18.根据权利要求17所述的油泥处理设备，其特征在于，所述污水处理系统(5)与所述预处理分离装置(1)和/或所述旋转空化装置(2)和/或所述喷射空化装置(3)连通，将其分离出的水运送至所述预处理分离装置(1)和/或所述旋转空化装置(2)和/或所述喷射空化装置(3)中。

19.根据权利要求17所述的油泥处理设备，其特征在于，所述污水处理系统(5)包括加热装置(52)，用于加热所述污水处理系统(5)分离出的水。

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