CN115895727A - 多源油类废物处置系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多源油类废物处置系统及方法，所述多源油类废物处置系统包括：油类废物收集装置、反应装置、杂质分离装置、吸附装置、分类储存装置和蒸汽供应装置，油类废物收集装置与反应装置相连，反应装置与杂质分离装置相连，杂质分离装置与吸附装置相连，吸附装置与分类储存装置相连，分类储存装置与蒸汽供应装置相连，蒸汽供应装置与反应装置相连。利用水蒸气与含油污泥及废矿物油重整气化反应，以进行气化制氢产气，解决了油类废物无害化处理的问题，实现了资源化利用。还采用热量自持循环设计，气化气分离氢气所剩余的部分可进行能源化利用，将其作为气化热源和气化剂，待实现能量平衡后还可将其进行外售，提高系统的经济性。

Description

多源油类废物处置系统及方法

技术领域

本发明涉及废物处置技术领域，尤其涉及一种多源油类废物处置系统及方法。

背景技术

能源行业中，油类废物主要有两大类：废齿轮油等矿物油和含油污泥。含油污泥是油田开采、石油炼制过程、运输、利用、贮存等石油及工业、交通涉油领域的主要污染物之一，其属于HW08危险废弃物，含油固废应当减量化、资源化和无害化处置。废矿物油同属HW08危险废弃物。废矿物油含有多种毒性物质，对人体健康具有一定的危害，一旦大量进入外环境，将造成严重的环境污染。然而上述两类废物的处置目前均不尽如人意，主流方案为危废焚烧处置，但焚烧将带来严重的烟气污染，特别是可能产生二噁英危害，同时焚烧技术仅利用了含油废物热值，其高价值的化工属性未能充分利用，因此环保和经济特性有待提升。

为了缓解当前油类废物处置、解决上述技术问题，亟需开发一种高效环保的资源化处理技术。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种高效环保的多源油类废物处置系统。

本发明的实施例还提出一种采用上述多源油类废物处置系统的多源油类废物处置方法。

本发明实施例的多源油类废物处置系统包括：油类废物收集装置、反应装置、杂质分离装置、吸附装置、分类储存装置和蒸汽供应装置，所述反应装置具有废料输入端、蒸汽输入端和气化气输出端，所述油类废物收集装置与所述废料输入端相连，所述气化气输出端与所述杂质分离装置的输入端相连，所述杂质分离装置的输出端与所述吸附装置的输入端相连，所述吸附装置具有解吸气输出端和净化气输出端，所述解吸气输出端和所述净化气输出端均与所述分类储存装置相连，所述蒸汽供应装置具有燃气输入端和蒸汽输出端，所述分类储存装置与所述燃气输入端相连，所述蒸汽输出端与所述蒸汽输入端相连。

本发明实施例的多源油类废物处置系统，在反应装置内利用水蒸气与含油污泥及废矿物油重整气化反应，并通过杂质分离装置和吸附装置进行后续处理，以进行气化制氢产气，既解决了矿物油无害化处理的问题，同时实现了资源化利用，同步创造了环保效益和经济效益。并且，该系统采用热量自持循环设计，气化气分离氢气所剩余的部分可进行能源化利用，将其作为气化热源和气化剂直接输送至蒸汽供应装置内进行焚烧以形成蒸汽，待系统实现能量平衡后还可将其进行外售，提高系统的经济性。

在一些实施例中，所述油类废物收集装置包括废油罐和油泥仓，所述废油罐和所述油泥仓均与所述废料输入端相连。

在一些实施例中，所述反应装置为蒸汽流化塔，所述废料输入端位于所述反应装置的中部，所述蒸汽输入端位于所述反应装置的底部，所述气化气输出端位于所述装置的顶部。

在一些实施例中，所述反应装置内设有气流分布板，所述气流分布板位于所述反应装置的底部。

在一些实施例中，所述杂质分离装置包括杂质旋分器和杂质仓，所述气化气输出端与所述杂质旋分器的输入端相连，所述杂质旋分器的输出端与所述吸附装置的输入端相连，所述杂质旋分器的底部具有杂质输出端，所述杂质输出端与所述杂质仓相连。

在一些实施例中，所述分类储存装置包括燃气储存罐和氢气储存罐，所述解吸气输出端和所述燃气输入端均与所述燃气储存罐相连，所述净化气输出端与所述氢气储存罐相连。

在一些实施例中，所述蒸汽供应装置包括燃气炉和储水罐，所述燃气输入端和所述蒸汽输出端均位于所述燃气炉上，所述储水罐与所述燃气炉相连。

在一些实施例中，还包括生石灰干燥塔，所述杂质旋分器的输出端与所述生石灰干燥塔的输入端相连，所述生石灰干燥塔的输出端与所述吸附装置的输入端相连。

本发明实施例的多源油类废物处置方法，所述方法用于上述任一项实施例中所述的多源油类废物处置系统，所述方法包括：将所述油类废物收集装置储存的废矿物油和含油污泥输送至所述反应装置，所述反应装置利用高温高压蒸汽对废矿物油和含油污泥进行破碎和充分混合以形成气化气杂质混合物；将气化气杂质混合物通过所述杂质分离装置进行分离和催化，并将去除固相杂质的气化气输送至所述吸附装置；通过所述吸附装置的气化气分为燃气和氢气并输送至所述分类储存装置进行分类储存；所述蒸汽供应装置可利用所述分类储存装置储存的燃气进行燃烧以产生高温高压蒸汽，将高温高压蒸汽输送至所述反应装置以对废矿物油和含油污泥进行破碎和充分混合。

在一些实施例中，将通过所述杂质分离装置处理的气化气中的水分和二氧化碳进行脱除后再输送至所述吸附装置。

附图说明

图1是本发明实施例的多源油类废物处置系统的示意图。

附图标记：

油类废物收集装置1、废油罐101、油泥仓102、

反应装置2、气流分布板201、

杂质分离装置3、杂质旋分器301、杂质仓302、

吸附装置4、

分类储存装置5、燃气储存罐501、氢气储存罐502、

蒸汽供应装置6、燃气炉601、储水罐602、

生石灰干燥塔7。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图描述本发明实施例的多源油类废物处置系统。

如图1所示，本发明实施例的多源油类废物处置系统包括：油类废物收集装置1、反应装置2、杂质分离装置3、吸附装置4、分类储存装置5和蒸汽供应装置6。反应装置2具有废料输入端、蒸汽输入端和气化气输出端。油类废物收集装置1与废料输入端相连，气化气输出端与杂质分离装置3的输入端相连，杂质分离装置3的输出端与吸附装置4的输入端相连。吸附装置4具有解吸气输出端和净化气输出端，解吸气输出端和净化气输出端均与分类储存装置5相连。蒸汽供应装置6具有燃气输入端和蒸汽输出端，分类储存装置5与燃气输入端相连，蒸汽输出端与蒸汽输入端相连。

可以理解的是，油类废物收集装置1用于储存废矿物油和含油污泥，油类废物收集装置1经管路与反应装置2的废料输入端相连，油类废物收集装置1将储存废矿物油和含油污泥分别通过不同的管路并经废料输入端输送至反应装置2内进行反应。

废矿物油和含油污泥在反应装置2内，利用经蒸汽输入端通入反应装置2内的高温高压蒸汽(水蒸气)进行破碎和充分混合，而废矿物油和含油污泥的固体杂质分散破碎充分混合的同时在高温高压条件下发生化学重整反应，产生H2、CO等气体产物，并将含油废物中所含的固体杂质进行流化携带，最终形成气化气杂质混合物。

其中，主要的化学反应原理为：C_xH_y+H₂O→CO+H₂，CO+H₂O→CO₂+H₂。

进一步地，将反应装置2的气化气输出端排出的气化气杂质混合物输送至杂质分离装置3，以去除气化气杂质混合物中的固相杂质，使初步净化的气化气在杂质分离装置3内的催化剂层发生催化重整后进入吸附装置4进行处理。

可选地，吸附装置4为变压吸附器，吸附装置4可将气化气中的CO、C_xH_y、CO₂等气体组分在低温条件下吸附捕集，气化气中的大部分氢气不会被捕集，从而使通过吸附装置4的气化气分为两类，一类为燃气，另一类为氢气，并将氢气通过吸附装置4的净化气输出端并经管路输送至分类储存装置5，而燃气在被吸附装置4解吸后通过吸附装置4的解吸气输出端并经管路输送至分类储存装置5。

此外，分类储存装置5将吸附装置4输送的燃气和氢气进行分类储存，并且分类储存装置5储存的燃气可输送至蒸汽供应装置6，以使燃气进入蒸汽供应装置6内燃烧释放热量从而生成高温高压蒸汽，高温高压蒸汽则依次通过蒸汽输出端和蒸汽输入端输送至反应装置2内，以继续上述的对废矿物油和含油污泥进行破碎和充分混合的过程。

因此，本发明实施例的多源油类废物处置系统，在反应装置2内利用水蒸气与含油污泥及废矿物油重整气化反应，并通过杂质分离装置3和吸附装置4进行后续处理，以进行气化制氢产气，既解决了矿物油无害化处理的问题，同时实现了资源化利用，同步创造了环保效益和经济效益。并且，该系统采用热量自持循环设计，气化气分离氢气所剩余的部分可进行能源化利用，将其作为气化热源和气化剂直接输送至蒸汽供应装置6内进行焚烧以形成蒸汽，待系统实现能量平衡后还可将其进行外售，提高系统的经济性。

在一些实施例中，如图1所示，油类废物收集装置1包括废油罐101和油泥仓102，废油罐101和油泥仓102均与废料输入端相连。

具体地，如图1所示，废油罐101用于储存废矿物油，废油罐101经管路与反应装置2的废料输入端相连。油泥仓102用于储存含油污泥，油泥仓102经管路与反应装置2的废料输入端相连。

在一些实施例中，反应装置2为蒸汽流化塔，废料输入端位于反应装置2的中部，蒸汽输入端位于反应装置2的底部，气化气输出端位于装置的顶部。可以理解的是，废料输入端设在反应装置2的侧壁上，废料输入端位于蒸汽输入端的上方且位于气化气输出端的下方。

进一步地，如图1所示，反应装置2内设有气流分布板201，气流分布板201位于反应装置2的底部。可以理解的是，气流分布板201用于使高温高压蒸汽均匀给入反应装置2，在实现油泥类固废流化的同时，并确保反应装置2内的物料均匀混合，从而提高系统的反应速度以及废物处理效果。

在一些实施例中，如图1所示，杂质分离装置3包括杂质旋分器301和杂质仓302，气化气输出端与杂质旋分器301的输入端相连，杂质旋分器301的输出端与吸附装置4的输入端相连，杂质旋分器301的底部具有杂质输出端，杂质输出端与杂质仓302相连。

可以理解的是，气化气杂质混合物依次通过气化气输出端和杂质旋分器301的输入端进入杂质旋分器301内，杂质旋分器301进行旋风惯性分离，以将气化气杂质混合物中的固相杂质分离，并在重力作用下通过杂质旋分器301底部的杂质输出端进入杂质仓302，初步净化的气化气在杂质旋分器301上部的催化剂层发生催化重整后，依次通过杂质旋分器301的输出端和吸附装置4的输入端进入吸附装置4内。

在一些实施例中，如图1所示，分类储存装置5包括燃气储存罐501和氢气储存罐502，解吸气输出端和燃气输入端均与燃气储存罐501相连，净化气输出端与氢气储存罐502相连。由此，吸附装置4将吸附捕集的气体解吸后，通过解吸气输出端输送至燃气储存罐501内进行储存。而未被吸附装置4捕集的氢气则通过净化气输出端输送至氢气储存罐502内进行储存。

在一些实施例中，如图1所示，蒸汽供应装置6包括燃气炉601和储水罐602，燃气输入端和蒸汽输出端均位于燃气炉601上，储水罐602与燃气炉601相连。

可以理解的是，燃气储存罐501将燃气输送至燃气炉601进行燃烧，以将储水罐602输送至燃气炉601的水进行加热以产生高温高压蒸汽，然后将产生的高温高压蒸汽输送至反应装置2。

在一些实施例中，如图1所示，还包括生石灰干燥塔7，杂质旋分器301的输出端与生石灰干燥塔7的输入端相连，生石灰干燥塔7的输出端与吸附装置4的输入端相连。因此，通过在杂质旋分器301和吸附装置4之间增加生石灰干燥塔7，以脱除气化气中多余的水分和二氧化碳，从而提高燃气的热值和品质，并进一步提高燃气炉601的燃烧效率。

下面描述本发明实施例的多源油类废物处置方法。

本发明实施例的多源油类废物处置方法，方法用于上述任一项实施例中的多源油类废物处置系统，该方法包括：将油类废物收集装置1储存的废矿物油和含油污泥输送至反应装置2，反应装置2利用高温高压蒸汽对废矿物油和含油污泥进行破碎和充分混合以形成气化气杂质混合物。将气化气杂质混合物通过杂质分离装置3进行分离和催化，并将去除固相杂质的气化气输送至吸附装置4。通过吸附装置4的气化气分为燃气和氢气并输送至分类储存装置5进行分类储存。蒸汽供应装置6可利用分类储存装置5储存的燃气进行燃烧以产生高温高压蒸汽，将高温高压蒸汽输送至反应装置2以对废矿物油和含油污泥进行破碎和充分混合。

具体地，废油罐101和油泥仓102分别用于储存废矿物油和含油污泥，并将两者分别送入反应装置2，同时将燃气炉601产生的高温高压蒸汽通过反应装置2底部的气流分布板201均匀送入反应装置2，以使高温高压蒸汽对废矿物油和含油污泥进行破碎和充分混合，充分混合的同时在高温高压条件下发生化学重整反应，产生H2、CO等气体产物，并将含油废物中所含的固体杂质进行流化携带，最终形成气化气杂质混合物。其反应原理为C_xH_y+H₂O→CO+H₂，CO+H₂O→CO₂+H₂。

气化气杂质混合物通过杂质旋分器301进行旋风惯性分离，以使固相杂质通过杂质旋分器301底部的杂质输出端进入杂质仓302，初步净化的气化气在杂质旋分器301上部的催化剂层发生催化重整后进入吸附装置4处理。

吸附装置4可将CO、C_xH_y、CO₂等气体组分在低温条件下吸附捕集，大部分氢气不会被捕集而进入氢气储存罐502进行储存，剩余被吸附捕集的气化气再被解吸释放并进入燃气储存罐501进行储存。

燃气储存罐501中储存的燃气可进入燃气炉601内燃烧并释放热量，以将储水罐602输送至燃气炉601的水进行加热并产生高温高压蒸汽，高温高压蒸汽再被输送至反应装置2，以继续上述对废矿物油和含油污泥进行破碎和充分混合的过程。

进一步地，将通过杂质分离装置3处理的气化气中的水分和二氧化碳进行脱除后再输送至吸附装置4。具体地，通过在杂质旋分器301和吸附装置4之间增加生石灰干燥塔7，利用生石灰干燥塔7以脱除气化气中多余的水分和二氧化碳。

因此，本发明实施例的多源油类废物处置方法，利用水蒸气与含油污泥及废矿物油重整气化反应，进行气化制氢产气，既解决了矿物油无害化处理的问题，同时实现了资源化利用，同步创造了环保效益和经济效益。

整体采用热量自持循环设计，气化气分离氢气后剩余部分可进行能源化利用，将其作为气化热源和气化剂直接焚烧形成蒸汽，实现能量平衡后还可进行外售，提高经济性。

高温高压蒸汽通过气流分布板201均匀给入反应装置2，确保反应装置2内的物料均匀混合，提高反应速度以及废物处理效果。并且，通过脱除燃气中多余的水分和二氧化碳，从而提高燃气炉601的燃烧效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多源油类废物处置系统，其特征在于，包括：

油类废物收集装置；

反应装置，所述反应装置具有废料输入端、蒸汽输入端和气化气输出端，所述油类废物收集装置与所述废料输入端相连；

杂质分离装置，所述气化气输出端与所述杂质分离装置的输入端相连；

吸附装置，所述杂质分离装置的输出端与所述吸附装置的输入端相连，所述吸附装置具有解吸气输出端和净化气输出端；

分类储存装置，所述解吸气输出端和所述净化气输出端均与所述分类储存装置相连；

蒸汽供应装置，所述蒸汽供应装置具有燃气输入端和蒸汽输出端，所述分类储存装置与所述燃气输入端相连，所述蒸汽输出端与所述蒸汽输入端相连。

2.根据权利要求1所述的多源油类废物处置系统，其特征在于，所述油类废物收集装置包括废油罐和油泥仓，所述废油罐和所述油泥仓均与所述废料输入端相连。

3.根据权利要求1所述的多源油类废物处置系统，其特征在于，所述反应装置为蒸汽流化塔，所述废料输入端位于所述反应装置的中部，所述蒸汽输入端位于所述反应装置的底部，所述气化气输出端位于所述装置的顶部。

4.根据权利要求3所述的多源油类废物处置系统，其特征在于，所述反应装置内设有气流分布板，所述气流分布板位于所述反应装置的底部。

5.根据权利要求1所述的多源油类废物处置系统，其特征在于，所述杂质分离装置包括杂质旋分器和杂质仓，所述气化气输出端与所述杂质旋分器的输入端相连，所述杂质旋分器的输出端与所述吸附装置的输入端相连，所述杂质旋分器的底部具有杂质输出端，所述杂质输出端与所述杂质仓相连。

6.根据权利要求1所述的多源油类废物处置系统，其特征在于，所述分类储存装置包括燃气储存罐和氢气储存罐，所述解吸气输出端和所述燃气输入端均与所述燃气储存罐相连，所述净化气输出端与所述氢气储存罐相连。

7.根据权利要求1所述的多源油类废物处置系统，其特征在于，所述蒸汽供应装置包括燃气炉和储水罐，所述燃气输入端和所述蒸汽输出端均位于所述燃气炉上，所述储水罐与所述燃气炉相连。

8.根据权利要求5所述的多源油类废物处置系统，其特征在于，还包括生石灰干燥塔，所述杂质旋分器的输出端与所述生石灰干燥塔的输入端相连，所述生石灰干燥塔的输出端与所述吸附装置的输入端相连。

9.一种多源油类废物处置方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求1-8中任一项所述的多源油类废物处置系统，所述方法包括：

将所述油类废物收集装置储存的废矿物油和含油污泥输送至所述反应装置，所述反应装置利用高温高压蒸汽对废矿物油和含油污泥进行破碎和充分混合以形成气化气杂质混合物；

将气化气杂质混合物通过所述杂质分离装置进行分离和催化，并将去除固相杂质的气化气输送至所述吸附装置；

通过所述吸附装置的气化气分为燃气和氢气并输送至所述分类储存装置进行分类储存；

所述蒸汽供应装置可利用所述分类储存装置储存的燃气进行燃烧以产生高温高压蒸汽，将高温高压蒸汽输送至所述反应装置以对废矿物油和含油污泥进行破碎和充分混合。

10.根据权利要求9所述的多源油类废物处置方法，其特征在于，将通过所述杂质分离装置处理的气化气中的水分和二氧化碳进行脱除后再输送至吸附装置。

Images