CN117964203A - 一种含油污泥的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含油污泥的处理方法，含油污泥通过在真空蒸发器内抽真空、加热，由真空泵抽出气体通过气固分离器、过滤器过滤，得到第一蒸汽，第一蒸汽进入冷凝器中冷凝形成冷却气体，冷却气体通过真空泵排气进入不同的集液槽，根据真空蒸发器的出口气体温度收集不同温度范围的馏分，分别收集水、轻油组分、中间油组分、重油组分。本发明所述含油污泥的处理方法，在单次分离周期内，能够从含油污泥中一次性回收水、轻油组分、中间油组分、重油组分，处理方法简单易操作，能耗低，成本低，易推广。

Description

一种含油污泥的处理方法

技术领域

本发明涉及一种含油污泥的处理方法，特别涉及一种真空负压条件下逐步升温，在不同温度区间蒸发、冷凝回收分离水和不同沸点油品的含油污泥的处理方法。

背景技术

含油污泥，又称油泥(oil sludge)，为原油或者其它油品在采油、运输和炼制、加工或者使用过程中产生的有害固体废料。有害成分包括烃类等有机物，如果直接排放会对环境和人体造成危害。

现在国内外对油泥的处理方法有三类：物理化学提取法、生物讲解法和热处理法。热处理又分为焚烧和热解两种方式。焚烧法处理彻底，但是费用高、能耗大。热解法可以回收产品，实现资源化和循环利用。

污泥的处理最常见的有三种方法：转化为农业用肥料、焚烧和填埋。在地面撒布污泥会造成重金属污染、水污染和土壤污染。填埋需要土地并且也有潜在的污染风险。焚烧可以减少体积，回收热能，但是会放出气体，造成污染。近些年出现了湿式氧化、热解和气化等新技术。热解过程可以产生燃料气、油和固体焦等产品，可以作为其它产业原料。汞和镉等重金属沉积在固体焦产品中。

热解/气化油泥的方法可以产生热解油、燃气和合成气等产品。

物质的沸点和压力密切相关，压力降低沸点下降。通过降低压力，可以在较低的温度下使液体沸腾，蒸发成蒸汽。压力越低，即真空度越高，沸点降低越低，蒸汽越容易蒸发。真空蒸发可以减少加热量，节省能源，还可以避免高温下物料发生结焦、碳化等不利变化。

例如，专利申请号为CN201510830708.4的发明专利，提出了一种油田井下作业包裹油泥废弃防护物无害化处理方法，其将物料破碎成5～10cm，输送至旋转热解炉，在20kPa微负压条件下分段升温水和有机物挥发，从而除去水和裂解馏分，降温后物料残渣冷却后送至打包系统。蒸汽冷凝、油水分离，分离出燃料油回收利用，含油污水处理后回注地下。不凝气燃烧处理。

上述方法虽然也能够分离出燃料油并用于回收利用，但是燃料油的组分复杂，通常需要再次蒸馏分离，无法直接使用。

基于此，提出本发明。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种含油污泥的处理方法，具体技术方案如下：

一种含油污泥的处理方法，包括以下步骤：

含油污泥进入真空蒸发器内，密闭后通过搅拌器进行搅拌，通过真空泵抽真空，采用直接电加热或者导热油加热的方式进行加热；

由真空泵抽出气体首先通过的气固分离器、过滤器过滤，得到第一蒸汽，第一蒸汽进入冷凝器中冷凝形成冷却气体，冷却气体通过真空泵排气进入不同的集液槽，根据真空蒸发器的出口气体温度收集不同温度范围的馏分，分别收集水、油组分，油组分是轻油组分、中间油组分、重油组分中的一种或数种；

当真空蒸发器的出口气体温度达到250℃后保温5～10分钟，之后停止加热，保持抽真空，然后逐步升压至常压；

当真空蒸发器的出口气体温度降至60℃以下后，打开真空蒸发器进行卸料。

更进一步的改进，真空蒸发器内的真空度为-85～-95kPa。

更进一步的改进，在真空蒸发器中加入不锈钢钢珠，钢珠为椭球体，椭球体的长轴与椭球体的中轴之比为(3～1.05):1，椭球体的中轴与椭球体的短轴之比为(1.5～1):1。

更进一步的改进，所述椭球体的长轴为5～200mm。

更进一步的改进，根据真空蒸发器内部容积添加不锈钢钢珠，不锈钢钢珠的添加密度为1～200颗/立方米，最好为10-50颗/立方米。

加不锈钢钢珠是为有利于将含油污泥打散、搅拌和加强传热。采用椭球形的不锈钢钢珠，相比圆球钢珠。经过大量试验，椭球形比圆球形的不锈钢钢珠，搅拌和混合效果更好。在表征搅拌和混合效果时，以将含油污泥中的组分(如重油组分)分离出99％为目标，测试分离所需的最短时间；如果相差幅度小于10％，则认定相差不大；如果相差幅度大于或等于20％，则认定相差较大；以分离所需的最短时间为10min、8min，相差幅度为20％，相差较大。

在本发明中，如果含油污泥中的油组分是以重油组分为主或者全部都是重油组分，也就是重油组分的含量超过轻油组分和中间油组分的含量总和，那么，不锈钢钢珠采用椭球形的搅拌和混合效果更好(相对于不锈钢钢珠为圆球形，体积相同)，分离所需的最短时间，二者相差巨大；在该情况下，不锈钢钢珠采用椭球形与六棱柱形，二者的搅拌和混合效果相差不大，但还优选椭球形，因为其带来的磨损更小。

在本发明中，如果含油污泥中的油组分是以中间油组分为主或者全部都是中间油组分，也就是中间油组分的含量超过轻油组分和重油组分的含量总和，那么，优选采用椭球形的不锈钢钢珠和圆球形不锈钢钢珠混合，且二者的数量比为7:3，对应的搅拌和混合效果更好(相对于不锈钢钢珠全为圆球形，体积相同)；两种类型钢珠混合，相对于不锈钢钢珠全为椭球形来说，二者相差不大，但是考虑带来的磨损，优选两种类型钢珠混合。

在本发明中，如果含油污泥中的油组分是以轻油组分为主或者全部都是轻油组分，也就是轻油组分的含量超过中间油组分和重油组分的含量总和，那么，优选采用圆球形的不锈钢钢珠；此时，如果采用椭球形的不锈钢钢珠，二者的搅拌和混合效果相差不大，但是考虑带来的磨损，优选圆球形的不锈钢钢珠。

由于椭球形存在较尖端部分，强度较小的部分容易磨损或者折断，因此，椭球形的形状以及参数需要符合特定参数，即椭球的长轴与中轴、短轴的长度差别不宜过大。三者的长度之比为(4.5～1.05):(1.5～1):1，其中长轴范围为5～200mm。不锈钢钢珠过小会造成后续与油泥残渣分离难度大，不锈钢钢珠过大则易造成较大磨损。

更进一步的改进，搅拌器采用刮壁式搅拌器。

以控制真空蒸发器器壁温度的方式控制物料温度，间歇式操作。真空蒸发器和搅拌器采用不锈钢材质，具体不锈钢型号根据物料的腐蚀性确定。搅拌器采用刮壁式搅拌器，搅拌器的桨叶有刮壁作用，桨叶端与内壁的距离不大于5mm。

更进一步的改进，所述气固分离器由上部的筛板和下部的圆锥体组成，筛板上的筛孔直径为5～50mm，圆锥体的顶部距离筛板为50～400mm，圆锥体的底部和管道之间的间隙为30～80mm，圆锥体底部焊接有十字形钢条作为支架，支架两端焊接在管壁上，圆锥体顶部夹角为40～120°，圆锥体底部为平底结构或球冠结构。

更进一步的改进，圆锥体底部为球冠结构时，球冠的高度不超过球冠半径的1/2，最好不超过球冠半径的1/4。

采用分段加热，收集蒸发的水、轻油或重油，用于循环使用或者用作其它用途。

电加热采用防爆型电阻丝，以适应防爆要求的场所使用。

经过处理后含油污泥的含油率下降至1‰以下。

含油污泥置于真空蒸发器中，密闭后抽真空，真空度为-85～-95kPa，采用直接电加热或者导热油加热的方式进行加热，水、轻油组分或重油组分，在不同温度下发生气化，根据温度收集不同温度馏分，分别分离水、轻油组分和重油组分。

在一定真空度下操作，绝对压强为-85～-95kPa，最好为90±2kPa。

常温至50℃的蒸发组分为水。50℃～120℃为轻油组分。120～250℃蒸出的组分为重油组分。轻油和重油组分的界限温度，根据需求也可以适当升高或者降低。为了更进一步细分产品，可以将温度区间划分为四部分：50℃以下为水分收集区间，50℃～100℃为轻油组分收集区间，100℃～180℃为中间油组分收集区间，180～250℃为重油组分收集区间。

为更好地收集不同馏分的组分，收集物料的温度区间可以划分更多。但是为了操作方便和稳定性，温度区间范围不宜少于30℃，最好不少于50℃。

-85kPa～-95kPa绝对压力条件下，沸点大于250℃的组分含量很少，并且为常压下沸点很高的组分，因此不需要加热温度更高，也可以达到净化油泥的目的。

本发明的有益效果：

本发明所述含油污泥的处理方法，在单次分离周期内，能够从含油污泥中一次性回收水、轻油组分、中间油组分、重油组分，处理方法简单易操作，能耗低，成本低，易推广。

附图说明

图1为本发明所述含油污泥的处理方法的流程图；

图2是气固分离器的结构图；

图3是气固分离器的侧面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，一种含油污泥的处理方法，包括以下步骤：

含油污泥5进入真空蒸发器1内，密闭后通过搅拌器2进行搅拌，通过真空泵13抽真空，真空蒸发器内的真空度为-85～-95kPa，采用直接电加热或者导热油加热的方式进行加热；

含油污泥5在真空蒸发器1内不断翻转，随着温度上升，水分和油分不断蒸发出来。

由真空泵13抽出气体首先通过的气固分离器20、过滤器6过滤，除去固态颗粒，得到第一蒸汽7，第一蒸汽7进入冷凝器10中冷凝形成冷却气体11，冷却水由冷却水上水9进入进行冷却，从冷却水回水8离开，冷却水通过冷凝器10的管程，第一蒸汽7通过冷凝器10的壳程。

冷却气体11通过真空泵排气14进入不同的集液槽15，根据真空蒸发器1的出口气体温度收集不同温度范围的馏分，分别收集水、油组分，油组分是轻油组分、中间油组分、重油组分中的一种或数种；

当真空蒸发器1的出口气体温度达到250℃后保温5～10分钟，之后停止加热，保持抽真空，然后逐步升压至常压；

当真空蒸发器1的出口气体温度降至60℃以下后，打开真空蒸发器1进行卸料。

第一蒸汽7温度降低后离开冷凝器10形成冷却气体11，经过压力传感器12测量真空度以控制调节真空泵13提供适宜的真空度。真空泵排气14进入集液槽15，压力升高为常压后蒸汽凝结为液体，经回收泵16泵送回收液17去分离系统进行油水分离。蒸发操作周期完成后排料口18打开，渣料19排出。

其中，搅拌器2采用刮壁式搅拌器，由电机4驱动。

在真空蒸发器1中加入不锈钢钢珠，钢珠为椭球体，椭球体的长轴与椭球体的中轴之比为(3～1.05):1，椭球体的中轴与椭球体的短轴之比为(1.5～1):1。所述椭球体的长轴为5～200mm。根据真空蒸发器1内部容积添加不锈钢钢珠，不锈钢钢珠的添加密度为1～200颗/立方米；也就是说，如果真空蒸发器1内部容积为1立方米，不锈钢钢珠的添加数量为1～200颗。

实施例2

如图2、3所示，气固分离器20是安装在真空蒸发器1的出口管道内，筛板30和圆锥31，支架32组成。

所述气固分离器20由上部的筛板30和下部的圆锥体31组成，筛板30上的筛孔直径为5～50mm，圆锥体31的顶部距离筛板为50～400mm，圆锥体的底部和管道之间的间隙为30～80mm，圆锥体31底部焊接有十字形钢条作为支架32，支架32两端焊接在管壁上，圆锥体顶部夹角为40～120°，圆锥体底部为平底结构或球冠结构。

如果圆锥体底部为球冠结构34时，球冠的高度不超过球冠半径的1/2。

真空蒸发器1的出口管道包括垂直管道壁33和斜管道壁35，斜管道壁35的中轴线与垂直管道壁33的中轴线之间的夹角为10°～50°。

圆锥体底部与斜管道壁35、圆锥体底部与垂直管道壁33之间的距离不超过200mm；球冠结构34与斜管道壁35、球冠结构34与垂直管道壁33之间的距离不超过200mm。

实施例3

350公斤含油污泥5输送进真空蒸发器1中，加入30颗长轴10mm、中轴和短轴均为5mm的椭球体状的不锈钢钢珠，开动搅拌器2，进行搅拌；关闭真空蒸发器1的进料口、出料口等，向冷凝器10通入冷却水。

开启电加热，控制温度。开启真空泵13进行抽真空作业。真空泵13出口连接集水槽(用来收集水的集液槽15)。根据真空蒸发器1的壁温和真空蒸发器1出口气体温度调节电加热功率。真空达到-90kPa，真空蒸发器1出口气体温度达到50℃后，真空泵13出口切换至轻油收集槽(用来收集轻油组分的集液槽15)。保持真空度在-90kPa±2kPa，温度升至100℃时，真空泵13出口切换至中间油收集槽(用来收集中间油组分的集液槽15)。继续保持上述真空，进行加热，温度升至180℃时，真空泵13出口切换至重油收集槽(用来收集重油组分的集液槽15)。温度升至250℃，保持5分钟。而后停止加热。真空蒸发器1出口气体温度逐渐下降。温度下降至180℃以下时，真空泵13出口切换至中间油收集槽；温度降至100℃时，真空泵13出口切换至轻油收集槽；温度降至50℃时，停真空泵。打开真空蒸发器1顶部的放气阀，至真空蒸发器1内压力恢复为常压后结束，打开真空蒸发器1，在不断搅拌的作用下，将残渣倒出，残渣中含油率不超过1‰。残渣经筛分，分离出加入的不锈钢钢珠。不锈钢钢珠经清洗、烘干后重新使用。剩余的残渣进一步处理或者填埋。

实施例4

550公斤含油污泥5输送进真空蒸发器1中，加入10颗长轴150mm、中轴100mm、短轴80mm的椭球体状的不锈钢钢珠，开动搅拌器2，进行搅拌。关闭真空蒸发器1的进料口、出料口等，向冷凝器10通入冷却水。

开启电加热，控制温度。开启真空泵13进行抽真空作业。真空泵13出口连接集水槽。根据真空蒸发器1的壁温和真空蒸发器1出口气体温度调节电加热功率。真空达到-85kPa，真空蒸发器1出口气体温度达到50℃后，真空泵13出口切换至轻油收集槽。

保持真空度在-90kPa±2kPa，温度升至100℃时，真空泵13出口切换至中间油收集槽。继续保持上述真空，进行加热，温度升至180℃时，真空泵出口切换至重油收集槽。温度升至250℃，保持5分钟。而后停止加热。真空蒸发器1出口气体温度逐渐下降。温度下降至180℃以下时，真空泵出口切换至中间油收集槽，温度降至100℃时，真空泵出口切换至轻油收集槽，温度降至55℃时，停真空泵。打开真空蒸发器1顶部的放气阀，至真空蒸发器1内压力恢复为常压后结束，打开真空蒸发器1，在不断搅拌的作用下，将残渣倒出。残渣中含油率不超过1‰。残渣经筛分，分离出加入的不锈钢钢珠。不锈钢钢珠经清洗、烘干后重新使用。剩余的残渣进一步处理或者填埋。

实施例5

450公斤含油污泥5输送进真空蒸发器1中，加入25颗长轴80mm、中轴70mm、短轴60mm的椭球体状的不锈钢钢珠，开动搅拌器2，进行搅拌。关闭真空蒸发器1的进料口、出料口等，向冷凝器10通入冷却水。

开启电加热，控制温度。开启真空泵13进行抽真空作业。真空泵13出口连接集水槽。根据真空蒸发器1的壁温和真空蒸发器1出口气体温度调节电加热功率。真空达到-95kPa，真空蒸发器1出口气体温度达到50℃后，真空泵13出口切换至轻油收集槽。

保持真空度在-93kPa±2kPa，温度升至100℃时，真空泵13出口切换至中间油收集槽。继续保持上述真空，进行加热，温度升至180℃时，真空泵出口切换至重油收集槽。温度升至250℃，保持10分钟。而后停止加热。真空蒸发器1出口气体温度逐渐下降。温度下降至180℃以下时，真空泵出口切换至中间油收集槽；温度降至100℃时，真空泵出口切换至轻油收集槽，温度降至50℃时，停真空泵。打开真空蒸发器1顶部的放气阀，至真空蒸发器1内压力恢复为常压后结束，打开真空蒸发器1，在不断搅拌的作用下，将残渣倒出。残渣中含油率不超过1‰。残渣经筛分，分离出加入的不锈钢钢珠。不锈钢钢珠经清洗、烘干后重新使用。剩余的残渣进一步处理或者填埋。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含油污泥的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

含油污泥进入真空蒸发器内，密闭后通过搅拌器进行搅拌，通过真空泵抽真空，采用直接电加热或者导热油加热的方式进行加热；

由真空泵抽出气体首先通过的气固分离器、过滤器过滤，得到第一蒸汽，第一蒸汽进入冷凝器中冷凝形成冷却气体，冷却气体通过真空泵排气进入不同的集液槽，分别收集水、油组分，油组分是轻油组分、中间油组分、重油组分中的一种或数种；

当真空蒸发器的出口气体温度达到250℃后保温5～10分钟，之后停止加热，保持抽真空，然后逐步升压至常压；

当真空蒸发器的出口气体温度降至60℃以下后，打开真空蒸发器进行卸料。

2.根据权利要求1所述的一种含油污泥的处理方法，其特征在于：真空蒸发器内的真空度为-85～-95kPa。

3.根据权利要求1所述的一种含油污泥的处理方法，其特征在于：在真空蒸发器中加入不锈钢钢珠，钢珠为椭球体，椭球体的长轴与椭球体的中轴之比为(3～1.05):1，椭球体的中轴与椭球体的短轴之比为(1.5～1):1。

4.根据权利要求3所述的一种含油污泥的处理方法，其特征在于：所述椭球体的长轴为5～200mm。

5.根据权利要求1所述的一种含油污泥的处理方法，其特征在于：根据真空蒸发器内部容积添加不锈钢钢珠，不锈钢钢珠的添加密度为1～200颗/立方米。

6.根据权利要求1所述的一种含油污泥的处理方法，其特征在于：

真空蒸发器的出口气体温度在50℃以下时，所述集液槽收集的为水；

真空蒸发器的出口气体温度在50℃～120℃时，所述集液槽收集的为轻油组分；

真空蒸发器的出口气体温度在120～250℃时，所述集液槽收集的为重油组分。

7.根据权利要求1所述的一种含油污泥的处理方法，其特征在于：

真空蒸发器的出口气体温度在50℃以下时，所述集液槽收集的为水；

真空蒸发器的出口气体温度在50℃～100℃时，所述集液槽收集的为轻油组分；

真空蒸发器的出口气体温度在100～180℃时，所述集液槽收集的为中间油组分；

真空蒸发器的出口气体温度在180～250℃时，所述集液槽收集的为重油组分；

每个温度段温度加热到最高温度后保持至少5分钟后再继续升温。

8.根据权利要求1所述的一种含油污泥的处理方法，其特征在于：搅拌器采用刮壁式搅拌器。

9.根据权利要求1所述的一种含油污泥的处理方法，其特征在于：所述气固分离器由上部的筛板和下部的圆锥体组成，筛板上的筛孔直径为5～50mm，圆锥体的顶部距离筛板为50～400mm，圆锥体的底部和管道之间的间隙为30～80mm，圆锥体底部焊接有十字形钢条作为支架，支架两端焊接在管壁上，圆锥体顶部夹角为40～120°，圆锥体底部为平底结构或球冠结构。

10.根据权利要求9所述的一种含油污泥的处理方法，其特征在于：圆锥体底部为球冠结构时，球冠的高度不超过球冠半径的1/2。