CN211339227U - 一种含油污泥工业化热解析处理工艺系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含油污泥工业化热解析处理工艺系统，涉及含油污泥处理的技术领域，包括进料系统、热解系统、出料系统、热解气除尘和净化系统、油水分离系统、循环冷却系统、控制系统和辅助系统，所述进料系统包括上料斗、皮带输送机以及进料螺旋，所述出料系统包括出料箱和出料螺旋，所述热解系统包括热解炉和燃烧器，热解炉连接烟囱，本实用新型通过设置进料系统、热解系统、出料系统、热解气除尘和净化系统、油水分离系统、循环冷却系统、控制系统和辅助系统，从而通过多道工序对含油污泥进行分离处理，从而使排放物达到国家排放标准，且能够对处理后的产物进行回收利用，环保性高。

Description

一种含油污泥工业化热解析处理工艺系统

技术领域

本实用新型涉及含油污泥处理的技术领域，具体是一种含油污泥工业化热解析处理工艺系统。

背景技术

含油污泥是油田开发生产过程中，在钻井、压裂、试采、作业、原油处理、含油污水处理、原油储运等方面产生的主要污染物之一，含油污泥得不到及时处理，将会对生产区域和周边环境造成不同程度的影响：含油污泥中的油气挥发，使生产区域内空气质量总烃浓度超标；散落和堆放的含油污泥污染地表水甚至地下水，使水中COD、BOD和石油类严重超标；含油污泥含有大量的原油，造成土壤中石油类超标，土壤板结，使区域内的植被遭到破坏，草原退化，生态环境受到影响。在原油生产系统中，一部分污泥在脱水和污水处理系统中循环，造成脱水和污水处理工况恶化，注入水水质超标致使注入压力越来越大，不仅造成了能量的巨大损耗，还会导致井筒内套管变形，影响原油生产。由于含油污泥中含油硫化物、苯系物、酚类、蒽、芘等有毒有害物质，而且原油中所含的某些烃类物质具有致癌、致畸、致突变作用，油田含油污泥已被国家列入危险固体废弃物，纳入危险废物进行管理。

随着国家对环保要求日趋严格，含油污泥减量化、无害化、资源化处理将成为污泥处理技术发展的必然趋势。含有石油和其他有害物质的污泥，采用一定的回收处理技术，可将污泥中的的原油回收，在实现环境治理和防治污染的同时，可以取得一定的经济效益；另外处理后的污泥可用于高渗透率油层调剖，或再采用相应治理技术处理，达到国家排放标准，或者铺路等综合利用，能够彻底实现含油污泥的无害化处理。因此，对含油污泥进行经济有效的治理与利用对油田可持续发展具有重要的实际意义。

油田在开发生产过程中，不可避免地产生大量含油污泥。油田含油污泥主要包括落地油泥、沉降罐污泥、三相分离器油泥及生产事故产生的溢油污泥等。随着原油开采的不断深入，含油污泥总量不断增加，经初步调查我国每年新产含油污泥4×105t左右，对环境造成的污染日趋严重。目前国内外动用了大量人力、物力进行含油污泥有效处理的研究，相继尝试过焚烧、固化、脱水、回注、生物等方法处理含油污泥，但到目前为止还没有研发成功一种既高效又经济的技术。现行的许多方法视含油污泥为废物，仅仅利用了含油污泥的燃烧热，忽略了含油污泥本身所含油的资源价值。随着天然资源的短缺和固体废物排量的激增，许多国家把固体废物作为“资源”积极开展综合利用，固体废物已逐渐成为可开发的“再生资源”，含油污泥资源化利用将是其最终处置的根本方式。我国由于在油田环保方面起步较晚，含油污泥的处理没有得到足够的重视，国内这方面的技术研究较少，国外技术成功引进的案例更少。

实用新型内容

本实用新型提供一种含油污泥工业化热解析处理工艺系统，解决了上述背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种含油污泥工业化热解析处理工艺系统，包括进料系统、热解系统、出料系统、热解气除尘和净化系统、油水分离系统、循环冷却系统、控制系统和辅助系统，所述进料系统包括上料斗、皮带输送机以及进料螺旋，所述出料系统包括出料箱和出料螺旋，所述热解系统包括热解炉和燃烧器，热解炉连接烟囱，所述热解气除尘和净化系统包括热解气除尘单元和热解气净化单元

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述热解气除尘单元采用金属膜过滤除尘。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述热解气除尘单元包括在线卸灰、在线反吹、防结露系统。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述热解气净化单元采用水洗净化，采用卧式水洗容器，通过120℃雾化喷嘴进行水气接触。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述油水分离系统采用三级分离，第一级采用沉降室，采用分离净化撬作为第二级油水分离设备，采用油水分离撬作为第三级油水分离设备，油水分离撬连接水处理系统。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述沉降室内配制刮油刮渣机，所述水力旋流器采用离心分离的方式，所述立式气浮采用旋流气浮方式。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述循环冷却系统包括一级水冷螺旋和二级水冷螺旋。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述控制和辅助系统包括控制系统和辅助系统，控制系统采用PLC进行自动化控制，辅助系统包括空压机和制氮系统。

本实用新型具有以下有益之处：本实用新型通过设置进料系统、热解系统、出料系统、热解气除尘和净化系统、油水分离系统、循环冷却系统、控制系统和辅助系统，从而通过多道工序对含油污泥进行分离处理，从而使排放物达到国家排放标准，且能够对处理后的产物进行回收利用，环保性高。

附图说明

图1为含油污泥工业化热解析处理工艺系统的结构示意图。

图中：1、进料系统；2、热解系统；3、出料系统；4、油水分离系统。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

实施例1

请参阅图1，一种含油污泥工业化热解析处理工艺系统，包括进料系统1、热解系统2、出料系统3、热解气除尘和净化系统、油水分离系统4、循环冷却系统、控制系统和辅助系统，所述进料系统1包括上料斗、皮带输送机以及进料螺旋，采用真空泵固体输送系统，用来对含油污泥进行输送，避免常规的螺旋输送机和皮带输送机的卡料和堵塞问题；

所述出料系统3包括出料箱和出料螺旋，采用夹套式出料螺旋输送机，对污泥出料进行冷却和出料；

所述热解系统2采用间接式加热，完成含油污泥的干燥和热解；

所述热解气除尘和净化系统，包括热解气除尘单元和热解气净化单元，对热解气进行净化后，满足回用燃烧条件；

所述油水分离系统4，用来对热解气冷凝油进行油水分离；

所述循环冷却系统，用来对系统进行换热；

所述控制和辅助系统，控制整个系统的自动化运行和辅助的氮气源。

所述热解系统2热解炉和燃烧器，热解炉连接烟囱，脱硫脱硝后实现烟气排放。

所述热解气除尘单元采用金属膜过滤除尘，采用金属间化合物多孔材料的非对称性膜滤芯，实现实现高温(800℃以下)的高精度气固分离。

所述热解气除尘单元包括在线卸灰，在线反吹，防结露系统。

所述热解气净化单元采用水洗净化，采用卧式水洗容器，通过120℃雾化喷嘴进行水气接触。

所述油水分离系统4采用三级分离，第一级采用沉降室，采用分离净化撬作为第二级油水分离设备，采用油水分离撬作为第三级油水分离设备，油水分离撬连接水处理系统。

所述沉降室内配制刮油刮渣机，所述水力旋流器采用离心分离的方式，除油效果高达90％，所述立式气浮采用旋流气浮方式，确保油水分离的效率。

所述循环冷却系统包括一级水冷螺旋和二级水冷螺旋，对设备的出料进行冷却降温和喷淋降温，为防止出料口扬尘和温度过高，出料螺旋采用夹套式换热，冷却出料温度，采用密闭式除尘罩防止扬尘，扬尘由袋式除尘器收集后定期卸灰，循环水采用冷水塔进行降温。

实施例2

请参阅图1，本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：所述控制和辅助系统包括控制系统和辅助系统，控制系统采用PLC进行自动化控制，对处理量、热解温度、油水循环量等进行控制，辅助系统包括空压机和制氮系统。所述进料系统1包括上料斗、皮带输送机以及进料螺旋。

油泥热解分离处理工艺主要是依据油泥中所含的有机质的热不稳定性，选取在400-800℃的温度条件下，对污泥进行间接无氧加热，使污泥中的有机物分解，油泥转变成三种相态物质。其中，气相为混合烃等；液相主要为燃油、水；固相为无机矿物质与残炭等。

油泥随着温度增加主要经历了3个阶段：

第1阶段为100-360℃，在该区间内，随着温度的升高，失重速率呈直线上升，且累计失重率占总失重的50％以上，以轻质组分挥发失重为主，失重速率受这些轻质烃类的挥发温度控制(360℃以下对应c原子数一般在40以下)；

第2阶段为360-460℃，通常此温度段对应发生石油烃类的低温热解，热失重速率曲线陡直上升并达到最大，累计失重占总失重的30％，说明此油泥的易热解组分量并不大；

第3阶段460-800℃为重质油组分及其他残余有机物的热解阶段，热失重速率曲线陡坡下降且趋于平缓，说明此阶段组分相对较为均一，虽然热解量比例低，但热解持续时间较久，是油泥最终脱毒的关键。

经上一道预处理工序处理后的污泥在经过破碎筛分处理，然后油泥由上料系统输送到进料系统，再输送到热解炉。热解炉前端的进料系统及后端的出料系统均设有旋转格栅，可以防止外面空气进入系统，热解炉体内处于微正压状态，采取制氮机产生的氮气密封，来杜绝进料和出料时的空气进入，使油泥可以在高温无氧的条件下进行热解。

热解炉采用间接加热方式，炉本体主要由内炉管、炉壁和燃烧器组成。内炉管为圆筒形，炉壁与炉管之间为炉膛，在炉壁内侧均铺设有耐火材料，起绝热和提升炉膛温度作用。在炉壁一侧设有8组燃烧器，燃烧器沿着炉管长度方向布置，火焰位于炉管下方。燃烧器均可根据物料热解温度需要独立调整火力大小。炉管采用耐高温金属材质，可稳定工作在1000℃的温度以下，油泥在炉内的停留时间为45-50min。通过从温度和时间两方面控制，从而保证油泥的热解完全。

完全热解后的还原土从炉未端进入出料箱，经冷却螺旋机冷却降温后排出至出料斗，检验合格后进入出料堆场。出料口设置出料仓，出料口上方设置除尘罩，进行袋式除尘，防止出料的扬尘。

热解过程产生的热解气由风机从炉内引至出料箱，再进入金属膜式除尘器，以去除粒径较大的颗粒物。去除粒径较大颗粒物后的热解气进入分离净化装置中的高温洗涤罐、一级洗涤罐，通过喷淋清洗，去除粒径较小的颗粒物，同时将热解气温度从300℃降至150℃。高温洗涤罐、一级洗涤罐喷淋清洗产生的洗涤水进入油水分离系统中的沉渣池沉淀处理，然后循环使用。热解气继续进入二级洗涤罐，热解气温度进一步降低至60℃以下，在降温过程中，热解气中含有的气态油分经冷却析出，并通过喷淋水清洗下来。从二级洗涤罐产生的含油洗涤水排入油水分离系统中的静置池，洗涤水经静置处理后发生油水分层，油类的密度较轻而浮于上层。油类产物通过刮油机刮走后泵至油箱储存回收利用，洗涤水循环使用。

分离干净的热解气作为辅助燃料与天然气混合进入燃烧器燃烧，燃烧产生的烟气经烟气余热利用装置与助燃空气热进行交换后达标排放，被加热的助燃空气进入燃烧器的空气管道。

沉渣池、静置池、循环池及出料斗上方均设有密闭集气罩，通过微负压作用收集洗涤水及出料时产生的臭气、VOCs，收集到的臭气、VOCs气体通过管道送至炉膛，通过炉内高温实现恶臭彻底氧化分解。臭气浓度排放符合《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)。

本实用新型通过设置进料系统1、热解系统2、出料系统3、热解气除尘和净化系统、油水分离系统4、循环冷却系统、控制系统和辅助系统，从而通过多道工序对含油污泥进行分离处理，从而使排放物达到国家排放标准，且能够对处理后的产物进行回收利用，环保性高。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种含油污泥工业化热解析处理工艺系统，包括进料系统(1)、热解系统(2)、出料系统(3)、热解气除尘和净化系统、油水分离系统(4)、循环冷却系统、控制系统和辅助系统，其特征在于，所述进料系统(1)包括上料斗、皮带输送机以及进料螺旋，所述出料系统(3)包括出料箱和出料螺旋，所述热解系统(2)包括热解炉和燃烧器，热解炉连接烟囱，所述热解气除尘和净化系统包括热解气除尘单元和热解气净化单元。

2.根据权利要求1所述的含油污泥工业化热解析处理工艺系统，其特征在于，所述热解气除尘单元采用金属膜过滤除尘。

3.根据权利要求2所述的含油污泥工业化热解析处理工艺系统，其特征在于，所述热解气除尘单元包括在线卸灰、在线反吹、防结露系统。

4.根据权利要求3所述的含油污泥工业化热解析处理工艺系统，其特征在于，所述热解气净化单元采用水洗净化，采用卧式水洗容器，通过120℃雾化喷嘴进行水气接触。

5.根据权利要求4所述的含油污泥工业化热解析处理工艺系统，其特征在于，所述油水分离系统(4)采用三级分离，第一级采用沉降室，采用分离净化撬作为第二级油水分离设备，采用油水分离撬作为第三级油水分离设备，油水分离撬连接水处理系统。

6.根据权利要求5所述的含油污泥工业化热解析处理工艺系统，其特征在于，所述沉降室内配制刮油刮渣机，水力旋流器采用离心分离的方式，立式气浮采用旋流气浮方式。

7.根据权利要求1所述的含油污泥工业化热解析处理工艺系统，其特征在于，所述循环冷却系统包括一级水冷螺旋和二级水冷螺旋。

8.根据权利要求6或7所述的含油污泥工业化热解析处理工艺系统，其特征在于，所述控制和辅助系统包括控制系统和辅助系统，控制系统采用PLC进行自动化控制，辅助系统包括空压机和制氮系统。

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