CN208517250U - 一种连续式油泥热解处理系统 - Google Patents

Abstract

一种连续式油泥热解处理系统，本实用新型属于危废处理领域，它为了解决现有油田含油污泥处理困难的难题。该油泥热解处理系统中热解炉设置在干馏炉的下部并通过连接管连通，燃烧炉产生的高温烟气进入干馏炉，干馏物料自由降落至热解炉中，热解炉的出料口通过出料机与残渣箱相连通，干馏炉和热解炉中的油水蒸汽通过蒸汽管进入冷凝器中，冷凝器通过油水混合输送管与油水分离器相连，不凝气管的一端与油水混合输送管相连通，不凝气管的另一端与热解炉的烧嘴相连，干馏炉和热解炉产生的烟气通过烟囱排放。应用本实用新型连续式油泥热解处理系统处理后的产物具有无害化和可再利用的特点，使残渣的含油率降到3000mg/kg以下。

Description

一种连续式油泥热解处理系统

技术领域

本实用新型属于危废处理领域，具体涉及一种用于对油田含油污泥进行热解处理的设备。

背景技术

含油污泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物。污泥中一般含油率在10％～50％，含水率在40％～90％。含油污泥中含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质，含油污泥若不加以处理，不仅污染环境，而且造成资源的浪费。油田含油污泥的处理一直是困扰油田的一大难题，并且油田含油污泥已列入国家危险废物名录，属于国家强制要求处理的范围。

油泥处理是一个非常复杂的世界性难题，经过长期的摸索，逐步开发和完善了一些处理油泥的方法，但这些方法都存在着针对某一类油泥有效，适应性差等问题，所以缺乏一种适应范围广、产量高、效果好的工艺方法。目前常用的油泥处理方法：

1、焚烧法

油泥先经过调制和脱水预处理，浓缩后的油泥再经设备脱水干燥，将泥饼送至焚烧炉进行焚烧，灰渣用于修路或埋入指定的灰渣填埋场，焚烧产生的热能用于供热发电。焚烧的处理对象主要是含油量在5～10％的油泥，焚烧温度一般控制在800～1000℃，焚烧时间控制在0.5～1.5h。含油污泥在经焚烧处理后，残油和有害物质几乎全部除去，效果良好。但其投资大，成本高，常需加入助燃燃料，特别是焚烧过程中伴有严重的空气污染，而且不能回收原油，所以该方法的实际利用受到了较多限制。

2、热化学洗涤法

热化学洗涤法是目前用量比较大的处理办法，主要用于含泥沙多颗粒大的含油污泥的处理(以落地泥为主)。一般以热碱水溶液反复洗涤，再通过气浮或旋流工艺实现固液分离。洗涤温度多控制在70℃左右，液固比2:l，洗涤时间20～30min，根据不同药剂和工艺条件的控制可以将油泥洗至残油率l％、2％、4％以下。混合碱可由廉价的无机碱和无机盐组成。该方法能量消耗较低，费用不高，是我国目前较普遍采用的含油污泥处理方法。热化学清洗是一个复杂的动力学多相流过程。工艺参数和化学药剂是两大重点和难点，清洗化学药剂的筛选涉及物料运移和分离等方面因素。

热化学清洗法的缺点是，处理后的残泥为湿泥还含有水分，需要进一步干燥处理，尤其关键的是泥中的残油率达不到小于0.3％的“农用污泥中污染物控制标准”，还需要进一步的处理(如焚烧)。而且处理过程中需要大量的水，由于水中还有残油，属于生产过程的二次污染，还需要对废水作进一步处理，分离出的油品质量也不是太好。在北方冬天维持生产比较困难，如在大庆进入十月份就得停工，不能全年运行。具有设备占地面积大，不能一次处理到位的缺点。

3、旋流分离工艺

旋流工艺是处理含水多泥沙少颗粒小的含油污泥的较好工艺。旋流分离是在离心力场中利用介质间的密度差，将分散相从连续泵中分离出来的一种方法，其分散相可以是固体颗粒也可以是液滴，连续相可以是气体也可以是液体。主体设备是三相卧式螺旋离心机。此工艺是把油泥加热至60-80℃，并预搅拌或加入有机絮凝剂，处理量依据于离心机的能力。可以把适合的油泥分成三相，其中固相泥渣含固率36％，含油率5～10％；水相含油率1～2％，含固率1％；油相含油95％，含水率4.5％，含固率0.5％。该离心机技术关键是可调叶轮工艺，可根据不同的水油比重差，进行调节，在三相离心机后，用一台小型立式叠片分离机进行油相的分离。该工艺要求的油泥含泥量不能高(小于20％)，只适合处理稀油泥，处理后的泥还含有水和油需要进一步处置，也无法做到一步处理到位。由于水量大需要较大的水处理设施。其缺点是适应面窄(稀泥)，寒冷季节无法生产。

4、溶剂萃取法

溶剂萃取是一种用以处理泥沙多颗粒小含油10％-20％的含油污泥的技术。该工艺利用萃取剂将含油污泥溶解，经搅拌和离心后，大部分有机物和油从泥中被萃取剂抽提出来；然后回收萃取液进行蒸馏把溶剂从混合物中分离出来循环使用，回收油则用于回炼。溶剂萃取一般在室温下进行，溶剂比越大萃取效果越好，但溶剂比大萃取设备的负荷变大，能耗相对较大。经过萃取后的含油污泥再经蒸馏处理，能有效地脱出含油污泥中的重油，脱油率可达90％以上。由于成本高，萃取法还没有实际应用于炼厂含油污泥处理。

5生物处理法

生物法处理含油量小于5％的含油污泥，具有不形成二次污染或导致污染物转移、费用低等特点。生物法指微生物利用石油烃类作碳源进行同化降解，使其最终完全矿化，转变为无害的无机物质(CO₂和H₂O)的过程。微生物对石油烃类的降解，主要是在加氧酶的催化作用下，将分子氧结合到基质中，先是形成含氧中间体，然后再转化成其他物质。因而，氧是影响好氧微生物生长和降解石油烃类的重要因素。在石油烃类存在时，微生物耗氧变化己被用于表征底物可降解性，目前应用较多的是堆肥法和生物反应器法。生物法由于占用土地大、处理周期长，所以很难大面积采用。

热解作为一种改型的油泥高温处理方法，长期以来国内外一直在探索和研究，也取得了一些局部特定条件下小范围应用的成果。但目前针对国内油泥复杂的状况还没有开发出适合的热解工艺处理装置，没有可靠成熟的设备用于规模化生产。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有油田含油污泥处理困难的难题，而提供一种连续式油泥热解处理系统。

本实用新型连续式油泥热解处理系统包括破碎筛分机、燃烧炉、干馏炉、热解炉、冷凝器、油水分离器和烟囱，破碎筛分机的出料口通过螺旋上料机与干馏炉的进料口相连通，热解炉设置在干馏炉的下部，干馏炉底部的物料出口通过连接管与热解炉的进料口相连通，热解炉的左右两侧分别设置有不凝气烧嘴和第二天然气烧嘴，第二天然气烧嘴与热解炉天然气管相连，热解炉底部的出料口通过螺旋出料机与残渣箱相连通，热解炉顶部的排烟口通过热解炉排烟管道与烟囱的进烟口相连；

在燃烧炉上设置有第一天然气烧嘴，第一天然气烧嘴与加热炉天然气管道相连，燃烧炉的热风出口通过热风输送管道与干馏炉的进风口相连，干馏炉的排烟口通过干馏炉排烟管与烟囱的进烟口相连，干馏炉排烟管上设置有换热器，干馏炉的油水混合蒸汽出口通过第一油水混合蒸汽管与冷凝器的进口相连，热解炉的油水混合蒸汽出口通过第二油水混合蒸汽管与冷凝器的进口相连，冷凝器的出口通过油水混合输送管与油水分离器相连，不凝气管的一端与油水混合输送管相连通，不凝气管的另一端与热解炉的不凝气烧嘴相连；

第一热空气管的一端与燃烧炉的第一天然气烧嘴相连，第一热空气管的另一端经换热器与助燃风机相连，第二热空气管的一端与第一热空气管相连通，第二热空气管的另一端与热解炉的不凝气烧嘴相连，第三热空气管的一端与第一热空气管相连通，第三热空气管的另一端与热解炉的第二天然气烧嘴相连。

本实用新型连续式油泥热解处理系统能够处理的油泥范围广，如干稠结块的油泥，含油率大或小都可以进行处理，处理油泥的种类更广泛，并能实现全年不间断生产，冬季无需停工，这是热化学清洗法和旋流分离法所无法比拟的。处理后的产物具有无害化和可再利用的优势。渣土可用于建筑材料，混合油具有油品好价值高的特点，处理过程产生的可燃不凝气全部用于系统本身的加热。所有烟气都实现达标排放。实现了无害化处理的同时资源得到了最大化的回收利用。

附图说明

图1为本实用新型连续式油泥热解处理系统的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式连续式油泥热解处理系统包括破碎筛分机101、燃烧炉104、干馏炉105、热解炉107、冷凝器112、油水分离器113和烟囱121，破碎筛分机101的出料口通过螺旋上料机102与干馏炉105的进料口相连通，热解炉107设置在干馏炉105的下部，干馏炉105底部的物料出口通过连接管与热解炉107的进料口相连通，热解炉107的左右两侧分别设置有不凝气烧嘴106和第二天然气烧嘴108，第二天然气烧嘴108与热解炉天然气管212相连，热解炉107底部的出料口通过螺旋出料机109与残渣箱110相连通，热解炉107顶部的排烟口通过热解炉排烟管道211与(铜)烟囱121的进烟口相连；

在燃烧炉104上设置有第一天然气烧嘴103，第一天然气烧嘴103与加热炉天然气管道201相连，燃烧炉104的热风出口通过热风输送管道202与干馏炉105的进风口相连，干馏炉105的排烟口通过干馏炉排烟管204与烟囱121的进烟口相连，干馏炉排烟管204上设置有换热器116，干馏炉105的油水混合蒸汽出口通过第一油水混合蒸汽管206-1与冷凝器112的进口相连，热解炉107的油水混合蒸汽出口通过第二油水混合蒸汽管206-2与冷凝器112的进口相连，冷凝器112的出口通过油水混合输送管208与油水分离器113相连，不凝气管207的一端与油水混合输送管208相连通，不凝气管207的另一端与热解炉107的不凝气烧嘴106相连；

第一热空气管205-1的一端与燃烧炉104的第一天然气烧嘴103相连，第一热空气管205-1的另一端经换热器116与助燃风机117相连，第二热空气管205-2的一端与第一热空气管205-1相连通，第二热空气管205-2的另一端与热解炉107的不凝气烧嘴106相连，第三热空气管205-3的一端与第一热空气管205-1相连通，第三热空气管205-3的另一端与热解炉107的第二天然气烧嘴108相连。

本实施方式在热解炉107的底部出料口处设置有反馈装置122，物料自由降落至螺旋出料机，降落过程中会触动出料反馈装置，通过出料装置反馈信号自动控制螺旋出料机的启停。

本实施方式燃烧炉供给干馏炉的高温烟气由于燃料为天然气，属于洁净能源，因此烟气经换热回收余热后再经排烟管道进入烟囱排入大气；热解炉由于采用不凝气作为部分能源，因此其烟气需经过处理后达标排放。

本实施方式所述的连续式油泥热解处理系统主要包括：物料输送单元、油泥干燥单元、油泥干馏单元、油泥热解单元、燃烧供热单元、冷凝分离单元和辅助单元等部分。生产时油泥在密闭绝氧条件下，在各加热单元体内，在流动状态下被逐级加热，实现了不同组份的析出。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是掺冷烟气管203的一端与燃烧炉104的进烟口相连，掺冷烟气管203的另一端与热解炉排烟管道211相连通。

本实施方式掺冷烟气管中掺冷烟气来自热解炉排烟管道。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是在热解炉排烟管道211上沿烟气流经方向依次设置有(分解)除尘装置118和脱硫脱硝装置119。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是油水分离器113分离得到的油相经混合油管209与混合油罐114相连。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是油水分离器113分离得到的水相经废水管210与废水箱115相连。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是在不凝气管207上设置有不凝气风机111。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是螺旋上料机102与干馏炉105之间采用全密封连接方式。

本实施方式螺旋输送机在送料的同时通过物料实现对干馏炉的进口密封，防止空气进入干馏炉内。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是螺旋出料机109与热解炉107之间采用密封连接。

本实施方式在输送物料的同时实现对热解炉的密封，避免空气进入热解炉内。

实施例：本实施例连续式油泥热解处理系统包括破碎筛分机101、燃烧炉104、干馏炉105、热解炉107、冷凝器112、油水分离器113和烟囱121，破碎筛分机101的出料口通过螺旋上料机102与干馏炉105的进料口相连通，热解炉107设置在干馏炉105的下部，干馏炉105底部的物料出口通过连接管与热解炉107的进料口相连通，热解炉107的左右两侧分别设置有不凝气烧嘴106和第二天然气烧嘴108，第二天然气烧嘴108与热解炉天然气管212相连，热解炉107底部的出料口通过螺旋出料机109与残渣箱110相连通，热解炉107顶部的排烟口通过热解炉排烟管道211与(铜)烟囱121的进烟口相连；

在燃烧炉104上设置有第一天然气烧嘴103，第一天然气烧嘴103与加热炉天然气管道201相连，燃烧炉104的热风出口通过热风输送管道202与干馏炉105的进风口相连，干馏炉105的排烟口通过干馏炉排烟管204与烟囱121的进烟口相连，干馏炉排烟管204上设置有换热器116，干馏炉105的油水混合蒸汽出口通过第一油水混合蒸汽管206-1与冷凝器112的进口相连，热解炉107的油水混合蒸汽出口通过第二油水混合蒸汽管206-2与冷凝器112的进口相连，冷凝器112的出口通过油水混合输送管208与油水分离器113相连，不凝气管207的一端与油水混合输送管208相连通，不凝气管207的另一端与热解炉107的不凝气烧嘴106相连；

第一热空气管205-1的一端与燃烧炉104的第一天然气烧嘴103相连，第一热空气管205-1的另一端经换热器116与助燃风机117相连，第二热空气管205-2的一端与第一热空气管205-1相连通，第二热空气管205-2的另一端与热解炉107的不凝气烧嘴106相连，第三热空气管205-3的一端与第一热空气管205-1相连通，第三热空气管205-3的另一端与热解炉107的第二天然气烧嘴108相连，掺冷烟气管203的一端与燃烧炉104的进烟口相连，掺冷烟气管203的另一端与热解炉排烟管道211相连通，在干馏炉排烟管204和热解炉排烟管道211上均设置有排烟风机120。

应用本实施例连续式油泥热解处理系统进行油泥热解处理的方法按下列步骤实施：

一、油田含油污泥首先经过破碎筛分机101进行初步处理，将油田含油污泥中的固化物进行破碎，破碎的油田含油污泥通过螺旋上料机102输送入干馏炉105，进料的同时，燃烧炉104的第一天然气烧嘴103工作，燃烧炉104升温，800℃的高温烟气通过热风输送管道202输入干馏炉105内，为控制送入干馏炉内的高温烟气的温度，采取掺冷烟气的控制方式，避免烟气超温，干馏炉105内持续升温至550℃进行干馏3h，干馏物料在干馏炉105内的搅动输送装置的作用下到达干馏炉105物料出口，干馏物料自由降落至热解炉107内，控制热解炉107内的热解温度为650℃进行热解1h，热解物料在热解炉107内搅动输送装置的作用下到达热解炉107出料口，通过螺旋出料机109将物料残渣输送入残渣箱110内；

二、干馏炉105和热解炉107内物料处理过程中产生油水蒸气分别通过第一油水混合蒸汽管206-1和第二油水混合蒸汽管206-2进入冷凝器112进行冷却，液化后通过油水混合输送管208进入油水分离器113中分离得到混合油和废水，无法液化的不凝气则通过不凝气管207输送至热解炉107的不凝气烧嘴106内进行燃烧，降低排放的同时节约了能源；

三、干馏炉105内的高温烟气经换热器116回收余热后经干馏炉排烟管204进入烟囱排入大气，热解炉107产生的烟气经除尘装置118和脱硫脱硝装置119处理后达标排放。

本实施例连续式油泥热解处理系统及热解处理方法包括以下有益效果：

1、技术先进、工艺可靠

应用连续式油泥热解处理系统的生产线工艺布局科学高效，石油回收率高、残油处理指标达到国家规定，能耗低并做到达标排放。

处理温度高范围广(150-550-650℃以上)，可调整，实现蒸馏和裂化过程；

出油率高，油品质量好(因处理温度更高)；

出水量少，二次污染物少；

残渣含油率低，土壤达标；

尾气排放达标(设置脱硫脱硝)；

余热利用充分，生产成本降低；

安全性、可靠性、稳定性更高。

2、产能大、效益高

针对油泥热导率低、输送性差、易粘接的特性，在保证物料高效加热和稳定传送的基础上实现了小时处理能力的显著提高，使得单台机组的年产能突破了万吨，是国内连续化生产的最大产能设备。一条生产线的产能在2～3万吨/年(根据油泥的含水和含油率)，通过设备叠加组合可以实现4万吨、5万吨等不同的项目产能方案，每个处理站可以配多条机组，从而实现更大的产能计划。本工艺的处理结果实现了水、油、气和渣土的各项分离，水经处理可在系统内循环利用。油作为商品获利。可燃气用于系统自身加热。渣土可用于建筑用料。实现了最大利用率的高效益生产过程。

3、适应性强

该连续式油泥热解处理系统综合考虑油泥成分多样复杂的特性，根据物料的区别进行温度、速度和产量的多方面变化调整，具有广泛的适应性，可以处理不同油田不同类别的油泥，适合于在南北方不同温度气候条件下的使用，可以四季不间断运行。对于含杂废物较多的油泥也可以进行有效处理，不会出现粘结和分解不彻底的状况，可保证机组稳定的生产率。

4、运行安全可靠

由于油泥处理的生产过程产生大量危险油气，安全是最重要的考虑，机组设计上实现了物料运行的全流程绝氧和可靠密封，确保油气不外溢，空气不进炉的安全措施。在各过度段和传动组上采取了多种形式密封结构，保证使用过程的安全。

5、达标处理和排放

本实施例连续式油泥热解处理系统能够对油泥进行连续深度处理，最终处理后的残渣石油烃含量低于3000mg/kg，满足国家相关政策法规的要求。排气管道配置脱硫脱硝装置保证烟气排放达标。

6、经济效益明显

本实施例连续式油泥热解处理系统能够对油泥进行连续深度处理，并回收其中的石油资源，能够将含油污泥中的可回收资源彻底回收，含油污泥的资源化效果明显，并且回收原油的品质较高，可保证含油污泥处理的经济效益。

本连续式油泥热解处理系统能对油田含油污泥实现资源化、无害化、减量化处理。

资源化主要体现在对含油污泥中的油尽可能多的回收，根据各油田的要求不同，最低可将含油污泥的含油率降低到千分之三；

减量化主要体现在含油污泥处理后的残渣率，由于各大油田甚至一个油田的内部含油污泥的状态不尽相同，因此一般通过控制残渣的含油率和含水率的方式控制残渣率，一般为原体积的15％～45％；

无害化主要体现在排放物中有害物质的含量，具体如下：

一、尾气：通过设置尾气处理设备，可实现超净排放，具体排放指标如下：

1)达到指标

烟尘：≤10mg/Nm³

Nox:＜100mg/Nm³

PCDD/F(二恶英)：<0.1ng TEQ/Nm³

SOx：<10mg/Nm³

2)粉尘过滤效率

粉尘粒径m	过滤效率％
		0.10-0.12	99.715515
0.12-0.15	99.827156
		0.15-0.20	99.937851
0.20-0.25	99.985558
		0.25-0.35	99.996895
0.35-0.45	99.999825
		0.45-0.60	100.000000
0.60-0.75	100.000000
		0.75-1.00	100.000000

二、残渣含油率：可达到3‰以下；

三、废水：考虑到处理成本，目前处理至污水处理厂接收的指标。

Claims (8)

1.连续式油泥热解处理系统，其特征在于该连续式油泥热解处理系统包括破碎筛分机(101)、燃烧炉(104)、干馏炉(105)、热解炉(107)、冷凝器(112)、油水分离器(113)和烟囱(121)，破碎筛分机(101)的出料口通过螺旋上料机(102)与干馏炉(105)的进料口相连通，热解炉(107)设置在干馏炉(105)的下部，干馏炉(105)底部的物料出口通过连接管与热解炉(107)的进料口相连通，热解炉(107)的左右两侧分别设置有不凝气烧嘴(106)和第二天然气烧嘴(108)，第二天然气烧嘴(108)与热解炉天然气管(212)相连，热解炉(107)底部的出料口通过螺旋出料机(109)与残渣箱(110)相连通，热解炉(107)顶部的排烟口通过热解炉排烟管道(211)与烟囱(121)的进烟口相连；

在燃烧炉(104)上设置有第一天然气烧嘴(103)，第一天然气烧嘴(103)与加热炉天然气管道(201)相连，燃烧炉(104)的热风出口通过热风输送管道(202)与干馏炉(105)的进风口相连，干馏炉(105)的排烟口通过干馏炉排烟管(204)与烟囱(121)的进烟口相连，干馏炉排烟管(204)上设置有换热器(116)，干馏炉(105)的油水混合蒸汽出口通过第一油水混合蒸汽管(206-1)与冷凝器(112)的进口相连，热解炉(107)的油水混合蒸汽出口通过第二油水混合蒸汽管(206-2)与冷凝器(112)的进口相连，冷凝器(112)的出口通过油水混合输送管(208)与油水分离器(113)相连，不凝气管(207)的一端与油水混合输送管(208)相连通，不凝气管(207)的另一端与热解炉(107)的不凝气烧嘴(106)相连；

第一热空气管(205-1)的一端与燃烧炉(104)的第一天然气烧嘴(103)相连，第一热空气管(205-1)的另一端经换热器(116)与助燃风机(117)相连，第二热空气管(205-2)的一端与第一热空气管(205-1)相连通，第二热空气管(205-2)的另一端与热解炉(107)的不凝气烧嘴(106)相连，第三热空气管(205-3)的一端与第一热空气管(205-1)相连通，第三热空气管(205-3)的另一端与热解炉(107)的第二天然气烧嘴(108)相连。

2.根据权利要求1所述的连续式油泥热解处理系统，其特征在于掺冷烟气管(203)的一端与燃烧炉(104)的进烟口相连，掺冷烟气管(203)的另一端与热解炉排烟管道(211)相连通。

3.根据权利要求1所述的连续式油泥热解处理系统，其特征在于在热解炉排烟管道(211)上沿烟气流经方向依次设置有除尘装置(118)和脱硫脱硝装置(119)。

4.根据权利要求1所述的连续式油泥热解处理系统，其特征在于油水分离器(113)分离得到的油相经混合油管(209)与混合油罐(114)相连。

5.根据权利要求1所述的连续式油泥热解处理系统，其特征在于油水分离器(113)分离得到的水相经废水管(210)与废水箱(115)相连。

6.根据权利要求1所述的连续式油泥热解处理系统，其特征在于在不凝气管(207)上设置有不凝气风机(111)。

7.根据权利要求1所述的连续式油泥热解处理系统，其特征在于螺旋上料机(102)与干馏炉(105)之间采用全密封连接方式。

8.根据权利要求1所述的连续式油泥热解处理系统，其特征在于螺旋出料机(109)与热解炉(107)之间采用密封连接。