CN207872722U - 一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置 - Google Patents

Abstract

一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置属于环保设备领域。本实用新型提供一种环保效果好，结构简单稳定，使用便捷，分离效率高，生产效率高，不产生二次污染的处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置。本实用新型包括热脱附设备，其特征在于：热脱附设备的进料口与混料机相连；热脱附设备的固体出料口与灰渣存储箱相连；热脱附设备的气体出料口与旋风分离器相连、旋风分离器的气体出口依次与油冷凝器和水冷凝器相连；所述旋风分离器的底部出口与灰渣存储箱相连，油冷凝器与回收油装置相连，水冷凝器通过油水分离器分别与回收油装置和回收水装置相连。

Description

一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置

技术领域

本实用新型属于环保设备领域，具体涉及处理被有机物污染的土壤、含油岩屑、油砂、原油箱底部的油状残渣等固体废弃物无害化处理技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置。

背景技术

含油土壤、含油钻屑、油砂、原油箱底部的油状残渣等是石油开采或储存过程中产生的固体废弃物，它是一种含有各类有机化合物的复杂多相体系。该类固体废弃物具有毒性强、污染性强及处理费用高的问题。

现有技术中，采用集中储存、安全填埋、催化裂解、密闭蒸馏等方法用于对含碳氢化合物的固体废弃物的无害化处理。但是，集中储存和安全填埋只是暂时对污染物进行了封闭、隔离，并不能完全消除碳氢化合物类污染物，存在污染泄漏等安全隐患。催化裂解和密闭蒸馏的处理工艺复杂，设备投资大, 处理效率低，并且占地面积大，增加了企业成本。很多油田的现实情况是先采用离心机分离，将含油量降至10%以下，然后再采取焚烧或其他方法处理，不但设备运行成本高昂,而且处理后的灰渣含油量往往不达标,排放后可能产生二次污染。

发明内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种环保效果好，结构简单稳定，使用便捷，分离效率高，生产效率高，不产生二次污染的处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括热脱附设备，其特征在于：热脱附设备的进料口与混料机相连；热脱附设备的固体出料口与灰渣存储箱相连；热脱附设备的气体出料口与旋风分离器相连、旋风分离器的气体出口依次与油冷凝器和水冷凝器相连；所述旋风分离器的底部出口与灰渣存储箱相连，油冷凝器与回收油装置相连，水冷凝器通过油水分离器分别与回收油装置和回收水装置相连。

作为本实用新型的一种优选方案，所述混料机的进料口处设置有物料剪切机。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备的进料口设置于的端面；进料口与具有单向止回阀的弯管相连，所述弯管端部通过正排量容积泵与混料机相连；所述热脱附设备内的桨叶相应于进料口设置为短桨叶。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备的筒体底部均布设置有三个温度传感器。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备的筒体两端大法兰采用金属缠绕垫密封，大法兰内壁设置有耐高温绝热涂层。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备的筒体设置为上下半筒的分体结构。

进一步的，所述筒体的上半筒上设置有上部法兰，上部法兰内设置有爆破片。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备的筒体设置为整体结构，筒体上设置操作孔结构；操作孔的孔盖内设置有与筒体内表面配合的防堵料结构。

进一步的，所述筒体上设置有泄压阀。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备的筒体末端为排气腔，排气腔内底部设置有隔板。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备的桨叶包括内骨架，内骨架外通过螺栓组件固定设置有耐磨外壳。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备的筒体上设置有鼓风口，所述旋风分离器顶部设置有排风口。

本实用新型的有益效果：1、本实用新型采用机械式摩擦生热方法，转速越高产生热量越高，对固体废弃物性质不敏感，无需提前预热，脱附速度快，碳氢化合物在筒体内存在的时间短。

2、可以一次性无害化处理碳氢化合物，处理范围广，处理后的灰渣干燥、清洁，其总碳氢化合物含量小于1%，通常小于0.5%，分离效果好。将灰渣存储装置的渣料利用，可作为公路垫层铺路用原料、混凝土添加辅料、烧制砖块原料进行使用。回收油的纯度较高，也可重复利用。充分实现资源的循环利用和污染物的无害化处理，创造收益。

3、本实用新型结构紧凑易于操作，体积小，占用面积小，耐用并且安装维修方便。

4、本实用新型通过设置泄压阀、或爆破片等措施，有效的保证了设备的安全性及可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型热脱附装置进料口结构示意图。

图3是本实用新型热脱附设备的温度传感器布置示意图。

图4是热脱附设备分体结构的筒体结构示意图。

图5是热脱附设备整体结构的筒体结构示意图。

图6是整体结构的筒体操作孔的结构示意图。

图7 是分体结构的筒体爆破片的安装结构示意图。

图8是排气腔的结构示意图。

图9是图8是A-A剖视图。

图10是桨叶的结构示意图。

图11是热脱附设备和旋风分离器上的鼓风口和排风口的结构示意图。

附图中1为混料机、2为正排量容积泵、3为热脱附设备、4为旋风分离器、5为油冷凝器、6为水冷凝器、7为油水分离器、8为水回收装置、9为油回收装置、10为灰渣存储箱、11为螺旋输送机、12为电气控制系统、13为桨叶、14为筒体、15为弯管、16为单向止回阀、17为温度传感器、18为操作孔、19为孔盖、20为防堵料结构、21为爆破片、22为排气腔、23为隔板、24为耐磨外壳、25为内骨架、26为鼓风口、27为排风口。

具体实施方式

本实用新型包括热脱附设备3，其特征在于：热脱附设备3的进料口与混料机1相连；热脱附设备3的固体出料口与灰渣存储箱10相连；热脱附设备3的气体出料口与旋风分离器4相连、旋风分离器4的气体出口依次与油冷凝器5和水冷凝器6相连；所述旋风分离器4的底部出口与灰渣存储箱10相连，油冷凝器5与回收油装置相连，水冷凝器6通过油水分离器7分别与回收油装置和回收水装置相连。

作为本实用新型的一种优选方案，所述混料机1的进料口处设置有物料剪切机。混料机1在混合含油大颗粒物料如罐底泥、混凝土等物料时，物料剪切机可辅助破碎物料中的大颗粒。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备3的进料口设置于的端面；进料口与具有单向止回阀16的弯管15相连，所述弯管15端部通过正排量容积泵2与混料机1相连；所述热脱附设备3内的桨叶13相应于进料口设置为短桨叶13。避免了转子部装高速运转时离心力对喂料产生影响，进料通畅。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备3的筒体14底部均布设置有三个温度传感器17。温度传感器17设置于筒体14底部的法兰内，法兰内还设置有温度传感器17的保护套。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备3的筒体14两端大法兰采用金属缠绕垫密封，大法兰内壁设置有耐高温绝热涂层。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备3的筒体14设置为上下半筒的分体结构。

进一步的，所述筒体14的上半筒上设置有上部法兰，上部法兰内设置有爆破片21。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备3的筒体14设置为整体结构，筒体14上设置操作孔18结构；操作孔18的孔盖19内设置有与筒体14内表面配合的防堵料结构20。

进一步的，所述筒体14上设置有泄压阀。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备3的筒体14末端为排气腔22，排气腔22内底部设置有隔板23。避免灰渣沉积在排气腔22内部。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备3的桨叶13包括内骨架25，内骨架25外通过螺栓组件固定设置有耐磨外壳24。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述热脱附设备3的筒体14上设置有鼓风口26，所述旋风分离器4顶部设置有排风口27。热脱附装置和旋风分离器4工作完毕之后腔内会残留灰渣，不易排出。通过设置鼓风口26和排风口27，工作时封闭，工作结束后连接管路，并从一端鼓风，另一端排风，可有效清理腔内剩余灰渣，并迅速将设备降温，以便开展下次作业。

所述热脱附装置的主轴轴承，采用水冷方式冷却，保证腔内高温不影响轴承工作。

所述螺旋输送机11输送介质为高温灰渣，轴承可设计在远离输送腔的位置。

所述的灰渣存储箱10内设置有喷淋装置，湿润灰渣以防止粉尘飘逸，避免了运输途中产生二次污染的可能性。同时将高温灰渣迅速降温，避免高温伤人。

所述的灰渣存储箱10内埋设有氮气管路，若采用氮气瓶方式供给氮气，输出的低温氮气可利用灰渣余热加热，同时也起到将灰渣降温的作用。

在旋风分离器4前端设置一引风机，有助于混合气体的外排。

所述冷凝器采用喷淋泵驱动循环水冷却。

所述混合气体分离单元的管路含砂量过大时，可设置过滤器。

所述热脱附装置和旋风分离器4及相关管路的外表面设置隔热层。螺旋给料器若处在人能触及到的操作区域时，出于安全考虑，也应设置隔热层。

本实用新型设置防爆变频控制柜，其采用现场总线技术，用PLC将正排量容积泵2、热脱附设备3主电机、螺旋输送机11、旋转阀、混合气体分离回收系统连接起来，实现了整套装置中各个设备操作的集中控制，故障的集中显示和提示功能，操作简洁方便。

本实用新型既可以设计为固定式，也可作为车载式。既可以由电力驱动，也可以由柴油机驱动，分别满足固定作业和野外作业的需求。

本实用新型所述的热脱附设备3为申请号：2017110085762，名称是《油基泥浆岩屑热脱附装置》的热脱附设备3。

固体废弃物首先通过振动筛分离出尺寸较大的颗粒，正排量容积泵2将固体废弃物泵入到热脱附装置中。热脱附过程是基于直接的机械加热，即通过桨叶13的高速旋转撞击岩屑产生热量。高速的机械剪切摩擦和发热提供了促进水和油汽化的环境。这种类型的脱附解析不需要额外加热，也不需要用于加热的复杂系统和维持热交换的介质。是一种运行快速、洁净、效率较高的解析方法。由于机械解吸方法的操作灵活性，热脱附装置可以被设计为紧凑单元。固体的有效粉碎使处理后的混合蒸气之中混合有大量的超细颗粒。这些颗粒通过旋风分离器4在混合蒸气通过冷凝器之前被有效地除去。混合蒸气经过油冷凝器5，水冷凝器6以及油水分离器7进行冷凝、分离，转化成回收油和回收水收集起来。

本实用新型可设置电气控制系统12，包括热脱附设备3电机变频器、正排量容积泵2变频器、旋转阀电机变频器、变频控制柜、灰渣含油率测定仪等。成套装置涉及电气元器件均符合一定等级的防爆要求，保证使用场地内人员的安全性。处理后的灰渣经含油率测定仪实时测量油含量，控制系统自动根据测定数据实时调整处理工艺参数。所有工艺设备的运转统一集成到控制系统中操作，实现自动化可视化操作，提升设备的可操作性和可靠性。

本实用新型的工作原理如下，如图1所示，混料机1将固体废弃物混合、均质后，正排量容积泵2将固体废弃物通过输送管道输送至热脱附设备3筒体14一侧入料，筒体14内转子部装在电机带动下逐渐提速，将固体废弃物搅拌至高速，固体废弃物与桨叶13及筒体14内壁高速摩擦和碰撞，产生的热量将固体废弃物中的碳氢化合物以及水分加热至汽化，高温混合蒸汽由蒸汽出口排出。处理后的固体灰渣从灰渣出口排出至旋转阀，旋转阀自动调节排料速度，排出灰渣落入螺旋输送机11中，输送至灰渣存储箱10加以回收。混合气体分离单元由旋风分离器4、油冷凝器5、水冷凝器6等组成。混合蒸汽通过管线进入旋风分离器4，气体中混合的超细颗粒通过旋风分离器4被分离掉，加以回收。随后混合气体进入冷凝系统，冷凝后的水和油经油水分离器7被分离、回收。处理后的油蒸汽和灰渣均符合环保标准，都可以回收利用。装置采用全自动控制系统，螺旋输送机11将灰渣排出后进入含油量检测装置，电气控制系统12根据含油量数据等自动调整工艺参数，即调整进料泵进料速度、旋转阀转速、热脱附设备3电机转速等。

本实用新型由于采用变频控制柜集中控制、直接机械摩擦生热的热脱附、高浓度固体废弃物泵送、高温混合蒸汽分离等技术，实现了高效的固体废弃物无害化处理，可广泛应用于被有机物污染的土壤、含油岩屑、油砂、原油箱底部的油状残渣的处理。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置，包括热脱附设备（3），其特征在于：热脱附设备（3）的进料口与混料机（1）相连；热脱附设备（3）的固体出料口与灰渣存储箱（10）相连；热脱附设备（3）的气体出料口与旋风分离器（4）相连、旋风分离器（4）的气体出口依次与油冷凝器（5）和水冷凝器（6）相连；所述旋风分离器（4）的底部出口与灰渣存储箱（10）相连，油冷凝器（5）与回收油装置相连，水冷凝器（6）通过油水分离器（7）分别与回收油装置和回收水装置相连。

2.根据权利要求1所述的一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置，其特征在于：所述热脱附设备（3）的进料口设置于的端面；进料口与具有单向止回阀（16）的弯管（15）相连，所述弯管（15）端部通过正排量容积泵（2）与混料机（1）相连；所述热脱附设备（3）内的桨叶（13）相应于进料口设置为短桨叶（13）。

3.根据权利要求1所述的一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置，其特征在于：所述热脱附设备（3）的筒体（14）底部均布设置有三个温度传感器（17）。

4.根据权利要求1所述的一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置，其特征在于：所述热脱附设备（3）的筒体（14）两端大法兰采用金属缠绕垫密封，大法兰内壁设置有耐高温绝热涂层。

5.根据权利要求1所述的一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置，其特征在于：所述热脱附设备（3）的筒体（14）设置为上下半筒的分体结构。

6.根据权利要求5所述的一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置，其特征在于：所述筒体（14）的上半筒上设置有上部法兰，上部法兰内设置有爆破片（21）。

7.根据权利要求1所述的一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置，其特征在于：所述热脱附设备（3）的筒体（14）设置为整体结构，筒体（14）上设置操作孔（18）结构；操作孔（18）的孔盖（19）内设置有与筒体（14）内表面配合的防堵料结构（20）。

8.根据权利要求1所述的一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置，其特征在于：所述热脱附设备（3）的筒体（14）末端为排气腔（22），排气腔（22）内底部设置有隔板（23）。

9.根据权利要求1所述的一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置，其特征在于：所述热脱附设备（3）的桨叶（13）包括内骨架（25），内骨架（25）外通过螺栓组件固定设置有耐磨外壳（24）。

10.根据权利要求1所述的一种处理含碳氢化合物固体废弃物工艺的成套装置，其特征在于：所述热脱附设备（3）的筒体（14）上设置有鼓风口（26），所述旋风分离器（4）顶部设置有排风口（27）。