CN211595396U - 固体热载体旋转内混式快速热解装置 - Google Patents
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Abstract
固体热载体旋转内混式快速热解装置，主要由旋转反应器、煅烧流化床和分馏塔组成，旋转反应器前端顶板设置固体载体入口、顶部设置固体有机物入口，末端顶部设置油气出口、底部设置热解渣出口，旋转内混式中间段设置内混合导向板，前端、旋转内混式中间段和末端内部均设置耐磨隔热衬里并通过密封件连接；煅烧流化床顶部一级气固分离器的固体出口通过热载体循环管与旋转反应器前端顶板的固体载体入口相连，气体出口与二级气固分离器的入口相连；旋转反应器末端上部的油气出口通过气固分离器与分馏塔相连通，下部的热解渣出口通过返料控制器与煅烧流化床底部连通；二级气固分离器的气相出口通过空气预热器与外排口相连，固体出口与冷却外排罐相连。
Description
1.技术领域
本发明提供的固体热载体旋转内混式快速热解装置，涉及有机固废的资源化利用，尤其涉及含油污泥的资源化。
2.背景技术
含油污泥是指混入原油、各种成品油、渣油等重质油的泥土，形成了一种极其难以处理的含油污泥。油田在油气生产过程中都会产生一定量的含油污泥，主要来自两个方面：一是原油从地层中携带至地面，在各类容器、大罐和回收水池等地面设施中淤积，需定期清理的污泥；二是油井作业、集输油管道穿孔和盗油产生的落地污泥。含油污泥对人体有害，对植物、水体生物有害，蒸发在空气中的油气能刺激皮肤、眼睛及呼吸器官，使土地失去植物生长的功能，处理和修复困难。由于油田含油污泥的物理化学性质十分复杂，使得含油污泥极难分离和处理，是石油及石油化工工业的主要污染物之一。含油污泥按照《按照国家危险废物名录》属于HW08危险废弃物，面对这令人头疼的油泥，企业处理含油污泥的手法以前主要为掩埋和焚烧两种办法。
掩埋就是将含油污泥找个地方挖个坑，做好防渗透后埋起来，这种方法会占用大量的土地，且容量有限。而焚烧法就是将含油污泥进行高温焚烧，这种方法可实现废物减量并焚毁污染物质，还可回收一部分热量。但缺陷在于需要消耗大量燃料，运行成本高。
含油污泥热解处理技术是指在加热的情况下，将含油污泥中的重质油类分解成带挥发性的低碳烃类燃料、合成原油和固体碳等，被认为是最有工业化前景的处理技术。目前开发的基本是以外加热的旋转窑反应器为主的含油污泥热解处理技术，减量化和资源化效果十分明显。但是升温速率低和反应时间长从而导致液收低、处理规模难以大型化、热解残渣中含有较高的石油烃和重金属，残渣的无害化利用成为了制约该技术工业化推广应用的瓶颈。
因此,含油污泥高效热解和残渣无害化处理，实现含油污泥无害化、减量化和资源化，成为当前含油污泥处理的重点和热点。
3.发明内容
本发明的目的是为了克服现有含油污泥热解技术的不足而发明的一种固体热载体旋转内混式快速热解装置，通过含油污泥内混式固体热载体快速热解提高液收、热解渣流化床煅烧彻底脱出石油烃、分级分离的大中颗粒用作循环热载体和细小颗粒冷却外排的技术措施耦合，实现含油污泥无害化、减量化和资源化处理。
本发明的技术方案：
固体热载体旋转内混式快速热解装置，主要由旋转反应器、煅烧流化床和分馏塔组成，旋转反应器前端顶板设置固体载体入口、顶部设置固体有机物入口，末端顶部设置油气出口、底部设置热解渣出口，旋转内混式中间段设置内混合导向板，前端、旋转内混式中间段和末端内部均设置耐磨隔热衬里并通过密封件连接；煅烧流化床顶部一级分离器的固体出口通过热载体循环管与旋转反应器前端顶板的固体载体入口相连，气体出口与二级分离器的入口相连；旋转反应器末端上部的油气出口通过气固分离器与分馏塔相连通，下部的热解渣出口通过返料控制器与煅烧流化床底部连通；二级分离器的气相出口通过空气预热器管程与外排口相连，固体出口与冷却外排器相连；分馏塔从顶部到底部分别设置热解干气出口、汽油馏分出口、柴油馏分出口、塔底油出口，塔底油出口通过泵与含油污泥粉碎机相连；风机通过空气预热器壳程接入煅烧流化床底部，含油污泥粉碎机通过固体有机物入口接入旋转反应器前端。
其中，旋转反应器倾斜角0-15度，转速为0.2-1200转/分钟，含油污泥和循环热灰比例为 1:2-20，旋转反应器末端的油气出口温度为400-650℃，旋转反应器固体停留时间为0.002-20 分钟。
旋转反应器内设置的混合导向板为连续的螺旋板、断续的螺旋板、径向分布的竖板或径向分布的倾斜板，板高为10-300mm。
煅烧流化床的下部为内循环流化床、上部为提升管，内循环流化床与提升管的直径比为 1.2-8.0:1，内循环流化床的操作温度为600-1050℃、流化气速0.02-18米/秒。
按照上述方案进行实施、试验，证明本发明含油污泥固体热载体旋转内混式快速热解装置高效清洁、操作简便安全，生产成本低，质量好，效率高，实现含油污泥无害化、减量化和资源化，治理费用低，适用范围广泛，提高了经济社会效益，很好地达到预定目的。
4.附图说明
附图1为本发明固体热载体旋转内混式快速热解装置的结构示意图。
附图1的设明如下：
1、含油污泥粉碎机 2、旋转反应器 3、顶板 4、油气出口 5、气固分离器 6、分馏塔7、热解渣出口 8、返料控制器 9、煅烧流化床、10、一级分离器 11、二级分离器 12、冷却外排器 13、固体载体入口 14、空气预热器 15.风机 16、固体有机物入口 17、热解干气出口18、汽油馏分出口 19、柴油馏分出口 20、塔底油出口 21、泵 22、内循环流化床 23、提升管
下面结合附图和实施例来详述本发明的工艺特点。
5.具体实施方式
实施例：
固体热载体旋转内混式快速热解装置主要由旋转反应器(2)、煅烧流化床(9)和分馏塔 (6)组成，旋转反应器(2)前端顶板(3)设置固体载体入口(13)、顶部设置固体有机物入口(16)，末端顶部设置油气出口(4)、底部设置热解渣出口(7)，旋转内混式中间段设置内混合导向板，前端、旋转内混式中间段和末端内部均设置耐磨隔热衬里并通过密封件连接；煅烧流化床(9)顶部一级分离器(10)的固体出口通过热载体循环管与旋转反应器(2)前端顶板(3)的固体载体入口(13)相连，气体出口与二级分离器(11)的入口相连；旋转反应器(2)末端上部的油气出口(4)通过气固分离器(5)与分馏塔(6)相连通，下部的热解渣出口(7)通过返料控制器(8)与煅烧流化床(9)底部连通；二级分离器(11)的气相出口通过空气预热器(14)管程与外排口相连，固体出口与冷却外排器(12)相连；分馏塔 (6)从顶部到底部分别设置热解干气出口(17)、汽油馏分出口(18)、柴油馏分出口(19)、塔底油出口(20)，塔底油出口(20)通过泵(21)与含油污泥粉碎机(1)相连；风机(15) 通过空气预热器(14)壳程接入煅烧流化床(9)底部，含油污泥粉碎机(1)通过固体有机物入口(16)接入旋转反应器(2)前端。
其中，旋转反应器(2)倾斜角0-15度，转速为0.2-1200转/分钟，含油污泥和循环热灰比例为1:2-20，旋转反应器(2)末端的油气出口温度为400-650℃，旋转反应器(2)固体停留时间为0.002-20分钟。
旋转反应器(2)内设置的混合导向板为连续的螺旋板、断续的螺旋板、径向分布的竖板或径向分布的倾斜板，板高为10-300mm。
煅烧流化床(9)的下部为内循环流化床(22)、上部为提升管(23)，内循环流化床(21) 与提升管(23)的直径比为1.2-8.0:1，内循环流化床(22)的操作温度为600-1050℃、流化气速0.02-18米/秒。
具体操作时：将含油15％的污泥通过含油污泥粉碎机(1)粉碎后，从内混式的旋转反应器(2)前端顶部的固体有机物入口(16)加入，与前端顶板(3)的上部侧面加入的循环固体热灰在旋转反应器(2)中搅拌混合、快速加热、汽化热解；含尘的热解油气从旋转反应器(2)末端的顶部油气出口(4)流出并进入气固分离器(5)，热解渣从旋转反应器(2)末端的底部热解渣出口(7)流出并通过返料控制器(8)进入煅烧流化床(9)底部；经过气固分离器(5)分离的热解油气进入分馏塔(6)得到馏分油或合成原油以及塔底油，固体灰通过返料控制器(8)流入煅烧流化床(9)底部，塔底油返回与含油污泥混合；热解渣和固体灰在煅烧流化床(9)内与热流化空气混合燃烧加热，在煅烧流化床(9)顶部经过一级分离器 (10)气固分离，大中颗粒热灰通过循环管返回旋转反应器(2)，烟气进二级分离器(11) 再次气固分离；细小颗粒灰流入降温罐(12)作为残渣外排，烟气经过空气预热器(14)后外排；通过风机(15)加压后的空气经过空气预热器(14)加热后流入煅烧流化床(9)底部作为热流化空气。
其中，含油污泥和循环热灰的比例为2:10，旋转反应器(2)转速为0.2-1200转/分钟，旋转反应器(2)末端的油气出口温度为400-650℃，旋转反应器(2)固体停留时间为0.002-20 分钟。
煅烧流化床(9)操作温度为600-1050℃，流化气速0.02-18米/秒。
本装置不仅可以处理含油污泥、还可以处理其他固体有机固废，如废塑料、农林废弃物、工业有机固废等。
固体热载体旋转内混式快速热解装置的优点是通过循环热灰分级分离、大中颗粒热灰用作循环热载体、细小颗粒热灰作为残渣外排以及塔底油返回作为原料循环热解，解决了固体热解液体含灰高、油品质量差和残渣含油量高的难题，液收达到含油量的85％，残渣无油、含碳量小于1％。
Claims (2)
1.固体热载体旋转内混式快速热解装置，其特征是旋转反应器前端顶板设置固体载体入口、顶部设置固体有机物入口，末端顶部设置油气出口、底部设置热解渣出口，旋转内混式中间段设置内混合导向板，前端、旋转内混式中间段和末端内部均设置耐磨隔热衬里并通过密封件连接；煅烧流化床顶部一级分离器的固体出口通过热载体循环管与旋转反应器前端顶板的固体载体入口相连，气体出口与二级分离器的入口相连；旋转反应器末端上部的油气出口通过气固分离器与分馏塔相连通，下部的热解渣出口通过返料控制器与煅烧流化床底部连通；二级分离器的气相出口通过空气预热器管程与外排口相连，固体出口与冷却外排器相连；分馏塔从顶部到底部分别设置热解干气出口、汽油馏分出口、柴油馏分出口、塔底油出口，塔底油出口通过泵与含油污泥粉碎机相连；风机通过空气预热器壳程接入煅烧流化床底部，含油污泥粉碎机通过固体有机物入口接入旋转反应器前端。
2.根据权利要求1所述的固体热载体旋转内混式快速热解装置，其特征在于旋转反应器内设置的混合导向板为连续的螺旋板、断续的螺旋板、径向分布的竖板或径向分布的倾斜板，板高为10-300mm。
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|---|---|---|---|---|
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| CN113604244A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-05 | 青岛理工大学 | 一种用于废塑料原位催化热解的系统及方法 |
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2018
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| CN113604244B (zh) * | 2021-08-16 | 2022-08-16 | 青岛理工大学 | 一种用于废塑料原位催化热解的系统及方法 |
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