CN214781397U - 一种含油污泥处理的系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种含油污泥处理的系统装置，所述系统装置包括降粘破乳单元和流态化氧化单元，能够实现含油污泥中重质油和原油等组分的回收利用，保障固体矿物和水资源达标，实现资源化利用，相较于现有的热解装置，能耗低且系统装置可操作性强，适用于各种含油污泥的处理，尤其针对含重质油的污泥油回收处理效果好，应用前景广阔。

Description

一种含油污泥处理的系统装置

技术领域

本实用新型涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种含油污泥处理的系统装置。

背景技术

油泥的数量庞大且逐年增加，比如炼厂每生产1吨原油将会产生约0.5～1kg的含油污泥。这些含油污泥含有大量老化的原油、沥青质、蜡质、固体泥沙、细菌、酸性气体、还含有苯系物、酚类、蒽等有毒物质，具有成分复杂、粘度高、毒性大等特点，若未经有效处理而直接排放，不但占用大量耕地，还会严重污染土壤、水体和大气环境，甚至威胁人类生命健康。

同时含油污泥的排放给油田企业也带来了沉重的经济负担，且油泥作为一种二次资源，不进行油泥资源回收是一种严重的浪费。

但含油污泥组成结构复杂，性质差异较大，从而导致其处理方法差异较大。目前主要的处理方法有减量化、资源化、无害化三级处理工艺。常规资源化利用技术主要包括萃取分离、调质-离心和油泥热解，而无害化技术包括焚烧、稳定/固化、氧化和生物降解等方法，比如：

CN1526797A公开了一种用溶剂萃取法从含油污泥中回收燃料油的方法，选用萃取剂为轻质煤焦油(常压下沸点45～90℃)，石油醚、轻质油或C5烃类。萃取的工艺条件：萃取温度为45～55℃，油泥与萃取溶剂比为1:3～5，两种萃取方法均在密闭系统中运行。对在萃取塔内含油污泥分层较慢时，可加入1～3％的稀酸进行破乳。

CN109608017A公开了一种利用物理方法结合化学方法的方式来对含油污泥中的油分进行回收净化处理的方法。对含油污泥进行加水搅拌稀释，然后向稀释后的含油污泥中加入破乳剂、破乳剂溶剂和破乳助剂进行破乳搅拌处理，最后对破乳处理后的含油进行离心分离处理，回收分离后的燃油和废渣、废液。

CN109626782A公开了一种含油污泥催化热解系统，该含油污泥催化热解系统包括载气装置、第一反应装置、第二反应装置和冷凝装置。第一反应装置用于对含油污泥进行热解以生成油蒸汽。第二反应装置用于接收油蒸汽并使油蒸汽进行催化反应，以促使重质组分回流以及轻质组分被回收。冷凝装置用于冷凝轻质组分。

上述常规处理方法各有优劣，但也存在很多问题。溶剂萃取简单快速，油回收彻底，但溶剂用量大，溶剂挥发也会带来二次污染，调质-离心工艺清洁成熟，适用于规模化处理，但需要降粘破乳预处理，成本高，热解法处理量大，可回收烃类，但是设备复杂能耗高，对于高含水油泥需要进行脱水预处理。

因此，开发一种低能耗且操作简单、可适用性强的含油污泥处理的装置是对含油污泥中的油资源回收利用，并进行污泥无害化处理是亟待解决解决的问题。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种含油污泥处理的系统装置，集降粘破乳、分相与流态化氧化于一体，能够实现含油污泥中油的回收以及固相的无害化处理，能耗更低且油、固和水三相分离效率更高，应用前景广阔。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种含油污泥处理的系统装置，所述系统装置包括依次连接的降粘破乳单元和流态化氧化单元；所述降粘破乳单元包括依次连接的降粘破乳装置和分相装置组；所述流态化氧化单元包括与分相装置组相连的流态化氧化反应器。

本实用新型提供的系统装置通过在降粘破乳装置中实现具有乳液体系的含油污泥的降粘和破乳，并通过分相装置实现油相、水相和固相的分离，再将固相置于流态化氧化单元中进一步进行氧化处理，能够实现固相中残余油相的氧化分解，得到油含量达标的可排放矿物，其中油相和水相可分别作为含油资源和含水资源回收，含油污泥中油、水和固三相分离效率高，可操作性强。

本实用新型对所述流态化氧化反应器的结构设计没有特殊限定，采用常规的气固或液固流态化氧化反应器结构即可。

优选地，所述含油污泥为具有乳液体系的含油污泥。

所述含油污泥中含有细小颗粒，同时含有水和油，其中细小颗粒可起到稳定油水乳液的作用，难以分离和回收。

优选地，所述降粘破乳装置中设置有搅拌部件。

优选地，所述降粘破乳装置中设置有加热部件。

优选地，所述降粘破乳装置中设置有温控部件。

优选地，所述分相装置组包括油相出口、水相出口和固相出口。

本实用新型所述分相装置组能够实现油相、水相和固相三相的高效分离，分别设置三个对应的出口。

优选地，所述分相装置组包括依次连接的第一固液分离装置和第二固液分离装置。

本实用新型优选采用两级固液分离装置，能够更好地将含有重质油的固相中油相脱除和回收，更加降低后续流态化氧化单元的负荷并提高油资源的回收率。

优选地，所述第一固液分离装置包括两相或三相卧螺式离心装置。

优选地，所述第二固液分离装置包括两相或三相卧螺式离心装置。

本实用新型采用三相卧螺式离心装置时，无需再连接液液分相装置，可直接实现油、水和固的三相分离。

优选地，所述三相卧螺式离心装置的水相出口与降粘破乳装置相连。

优选地，在所述第一固液分离装置和第二固液分离装置之间设置有调浆装置。

本实用新型通过将第一固液分离装置得到的固相送入调浆装置中进行进一步调浆，更有利于固相表面和内部附带的油、水等与固体颗粒的分离。

优选地，所述三相卧螺式离心装置的水相出口与调浆装置相连。

优选地，所述分相装置组还包括分别与第一固液分离装置和第二固液分离装置相连的液液分相装置。

本实用新型所述第一固液分离装置和第二固液分离装置为普通离心分离装置或固液分离装置时，需再设置液液分相装置。

本实用新型通过将第一固液分离装置和第二固液分离装置的液相出口与液液分相装置相连，所述液相出口用于输送含油和水的混合物，所述混合物经液液分相装置分离后可回收油相资源和水相资源。

优选地，所述液液分相装置包括碟片式离心分离装置。

优选地，所述碟片式离心分离装置的水相出口与调浆装置和/或降粘破乳装置相连。

优选地，所述分相装置组的油相出口连接有降粘剂回收装置。

本实用新型所述分相装置的油相出口包括第一固液分离装置和第二固液分离装置的油相出口，或者是液液分离装置的油相出口，两种分相装置组产生的油相均可通过降粘剂回收装置回收降粘剂。

优选地，所述降粘剂回收装置包括精馏和/或蒸馏装置。

优选地，所述降粘剂回收装置的降粘剂出口与所述降粘破乳单元相连。

通过将回收的降粘剂循环至降粘破乳过程中，实现降粘剂的充分回收利用，降低成本。

优选地，所述流态化氧化单元包括与流态化氧化反应器相连的沉降装置。

本实用新型所述流态化氧化反应器中固体颗粒将与液相反应进行流态化氧化，后续设置沉降装置利于将净化后的固相回收利用。

优选地，所述沉降装置包括絮凝沉降装置。

优选地，在所述降粘破乳装置与分相装置组之间设置有粗滤筛分装置。

本实用新型所述系统装置适用于油粘度较大且含油量较高的含油污泥时，在降粘破乳之后由于油相粘度降低，将使较多的颗粒暴露出来，此时在分相之前通过粗滤筛分装置将其中的大颗粒分离出来，更有利于提高后续分相装置组的分相效率。

优选地，所述粗滤筛分装置包括大颗粒出口和液固混合相出口。

优选地，在所述粗滤筛分装置与分相装置组之间设置有降粘破乳混合物储存装置。

优选地，所述粗滤筛分装置的液固混合相出口与降粘破乳混合物储存装置相连。

优选地，在所述降粘破乳装置之前设置有含油污泥存储装置。

本实用新型所述系统装置可收集各个工厂产生的含油污泥进行处理，因此通过在降粘破乳装置之前设置含油污泥存储装置收集不同厂和/或车间的含油污泥，提高规模经济效应。

优选地，所述含油污泥存储装置与降粘破乳装置之间设置有预处理装置。

由于不同厂的含油污泥成分和组成相差较大，为了进一步避免含油污泥中的大石块、木棍等杂质对后续降粘破乳等的影响，在所述含油污泥存储装置后设置预处理装置去除其中的大石块和木棍等大物件，提高后续含油污泥的回收处理效率。

优选地，所述预处理装置依次包括分拣装置和过滤装置。

优选地，所述系统装置还包括挥发性有机物回收装置。

本实用新型由于含油污泥在处理过程中存在部分有机物的挥发可能，因此设置挥发性有机物回收装置，避免VOCs对空气的污染，减少VOCs对工厂工人身体健康的影响。

所述挥发性有机物回收装置分别与降粘破乳单元和/或流态化氧化单元相连。

优选地，所述挥发性有机物回收装置分别与含油污泥存储装置、预处理装置、降粘破乳装置、第一固液分离装置、调浆装置、第二固液分离装置或液液分相装置中至少一个装置相连。

本实用新型所述含油污泥处理的系统装置用于含油污泥处理的方法包括如下步骤：

(1)含油污泥进入预处理装置经分拣和过滤，再经泵送入降粘破乳装置中，加入有机降粘剂作为降粘剂和破乳剂，进行降粘破乳；

(2)所述降粘破乳后的混合相送入分相装置组中进行分相，分别得到油相、水相和固相；

(3)水相循环至降粘破乳装置和/或分相装置组中进行循环利用；

油相送入降粘剂回收装置中回收油产品和有机降粘剂，所述有机降粘剂循环至降粘破乳中作为降粘剂；

固相与水降粘剂混合送入流态化氧化反应器中，与氧化剂一起进行流态化氧化，去除残油，再送入沉降装置中进行沉降，得到净化后固体。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的含油污泥处理的系统装置可处理重质油污泥，适用面更广；

(2)本实用新型提供的含油污泥处理的系统装置的可操作性强，工业应用的经济效应和环保效益均高；

(3)本实用新型提供的含油污泥处理的系统装置对含油污泥的分离效率高，可实现固相、水相和油相三相的分离回收，油相回收率高达80～99wt％，固相中油残留率仅为0.1～2wt％。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的含油污泥处理的系统装置。

图2是本实用新型实施例2提供的含油污泥处理的系统装置。

图3是本实用新型实施例3提供的含油污泥处理的系统装置。

图4是本实用新型实施例4提供的含油污泥处理的系统装置。

图5是本实用新型实施例5提供的含油污泥处理的系统装置。

图6是本实用新型对比例1提供的含油污泥处理的系统装置。

图中：111-含油污泥存储装置；211-预处理装置；311-降粘破乳装置；321-粗滤筛分装置；331-降粘破乳混合物储存装置；341-第一固液分离装置；342-调浆装置；3443-第二固液分离装置；344-液液分相装置；411-流态化氧化反应器；421-沉降装置；511-降粘剂回收装置；611-挥发性有机物回收装置。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

实施例1

本实施例提供一种含油污泥处理的系统装置，如图1所示，所述系统装置包括依次连接的降粘破乳单元和流态化氧化单元。

所述降粘破乳单元包括依次连接的降粘破乳装置311和分相装置组，所述降粘破乳装置311中设置有搅拌部件，所述降粘破乳装置311中设置有加热部件，所述降粘破乳装置311中设置有温控部件。所述分相装置组包括油相出口、水相出口和固相出口，所述分相装置组包括依次连接的第一固液分离装置341和第二固液分离装置3443，在所述第一固液分离装置341和第二固液分离装置3443之间设置有调浆装置342，所述分相装置组还包括分别与第一固液分离装置341和第二固液分离装置3443相连的液液分相装置344，所述液液分相装置344包括碟片式离心分离装置，所述碟片式离心分离装置的水相出口与调浆装置342和降粘破乳装置311相连。

所述流态化氧化单元包括与分相装置组相连的流态化氧化反应器411；所述流态化氧化单元包括与流态化氧化反应器411相连的沉降装置421，所述沉降装置421为絮凝沉降装置421，所述沉降装置421的液相出口与所述流态化氧化反应器411相连。

在所述降粘破乳装置311与分相装置组之间设置有粗滤筛分装置321和降粘破乳混合物储存装置331，所述粗滤筛分装置321包括大颗粒出口和液固混合相出口，所述粗滤筛分装置321的液固混合相出口与降粘破乳混合物储存装置331相连，在所述降粘破乳装置311之前设置有含油污泥存储装置111，所述含油污泥存储装置111与降粘破乳装置之间设置有预处理装置211，所述预处理装置211依次包括分拣装置和过滤装置。

所述分相装置组中液液分相装置344的油相出口连接有降粘剂回收装置511，所述降粘剂回收装置511为间歇蒸馏装置，所述降粘剂回收装置511的降粘剂出口与所述降粘破乳装置相连。

所述系统装置还包括挥发性有机物回收装置611；所述挥发性有机物回收装置611分别与含油污泥存储装置111、预处理装置211、降粘破乳装置311、第一固液分离装置341、调浆装置342、第二固液分离装置3443和液液分相装置344相连。

本实施例所述含油污泥处理的系统装置用于含油污泥处理的方法包括如下步骤：

(1)含油污泥从含油污泥存储装置111进入预处理装置211经分拣和过滤，再经泵送入降粘破乳装置中，加入有机降粘剂作为降粘剂和破乳剂，进行降粘破乳；所述有机降粘剂与含油污泥的质量比为0.1～1:2，有机降粘剂包括石脑油、烷烃、烯烃类、苯类、聚醇、聚醚或聚酯中的任意一种或至少两种的组合；

(2)所述降粘破乳后的混合相送入粗滤筛分装置321中去除大颗粒后送入第一固液分离装置341中进行固液分离，得到一级固相和一级油水混合相，所述一级油水混合相送入液液分相装置344中；

所述一级固相送入调浆装置342中加入水和pH调节剂进行调浆，调节pH至7，水的加入量为一级固相质量的1～2倍，所述调浆后的混合相送入第二固液分离装置3443中进行固液分离，得到固相和二级油水混合相；所述pH调节剂包括酸和/或碱；

所述一级油水混合相与二级油水混合相送入液液分相装置344中进行分相，得到油相和水相；

(3)水相循环至降粘破乳装置311和/或调浆装置342中进行循环利用；

油相送入降粘剂回收装置511中回收油产品和有机降粘剂，所述有机降粘剂循环至降粘破乳中作为降粘剂；

固相与水混合送入流态化氧化反应器411中，与氧化剂一起进行流态化氧化，水与固相的质量比为2～4:1，氧化剂为芬顿试剂溶液，加入量与固相中有机物残留量化学计量数的0.5～1.5倍，去除残油，再送入沉降装置421中进行沉降，得到净化后固体；

在步骤(1)～(3)中产生的挥发性有机物经挥发性有机物回收装置611回收利用。

本实用新型主要保护装置，针对具体工艺参数不做特殊限定，可根据实际工艺进行调整。

本实施例提供的含油污泥处理的系统装置可实现含油污泥中油相的充分回收，针对含沥青、减压渣油等重质油含量较高的含油污泥仍然具有较佳的回收效率，在不同操作参数下，油的回收率在80～99wt％范围内，回收的固相中油的残留率为0.1～2wt％范围，水相中有机物残留率为0.03wt％以内，且回收过程中将挥发性有机物充分回收，不产生二次污染，资源化利用效率高。

实施例2

本实施例提供一种含油污泥处理的系统装置，如图2所示，所述系统装置包括依次连接的降粘破乳单元和流态化氧化单元。

所述降粘破乳单元包括依次连接的降粘破乳装置311和分相装置组，所述降粘破乳装置311中设置有搅拌部件，所述降粘破乳装置311中设置有加热部件，所述降粘破乳装置311中设置有温控部件。所述分相装置组包括油相出口、水相出口和固相出口，所述分相装置组包括依次连接的第一固液分离装置341和第二固液分离装置3443，所述第一固液分离装置341包括三相卧螺式离心装置，所述第二固液分离装置3443包括三相卧螺式离心装置；在所述第一固液分离装置341和第二固液分离装置3443之间设置有调浆装置342，所述三相卧螺式离心装置的水相出口与调浆装置342和降粘破乳装置311相连。

所述流态化氧化单元包括与分相装置组相连的流态化氧化反应器411；所述流态化氧化单元包括与流态化氧化反应器411相连的沉降装置421，所述沉降装置421为絮凝沉降装置421，所述沉降装置421的液相出口与所述流态化氧化反应器411相连。

在所述降粘破乳装置311与分相装置组之间设置有粗滤筛分装置321和降粘破乳混合物储存装置331，所述粗滤筛分装置321包括大颗粒出口和液固混合相出口，所述粗滤筛分装置321的液固混合相出口与降粘破乳混合物储存装置331相连，在所述降粘破乳装置311之前设置有含油污泥存储装置111，所述含油污泥存储装置111与降粘破乳装置之间设置有预处理装置211，所述预处理装置211依次包括分拣装置和过滤装置。

所述分相装置组中三相卧螺式离心装置的油相出口连接有降粘剂回收装置511，所述降粘剂回收装置511为精馏装置，所述降粘剂回收装置511的降粘剂出口与所述降粘破乳装置相连。

所述系统装置还包括挥发性有机物回收装置611；所述挥发性有机物回收装置611分别与含油污泥存储装置111、预处理装置211、降粘破乳装置311、第一固液分离装置341、调浆装置342和第二固液分离装置3443相连。

本实施例所述含油污泥处理的系统装置用于含油污泥处理的方法包括如下步骤：

(1)含油污泥进入预处理装置211经分拣和过滤，再经泵送入降粘破乳装置中，加入有机降粘剂作为降粘剂和破乳剂，进行降粘破乳；

(2)所述降粘破乳后的混合相送入粗滤筛分装置321中去除大颗粒后送入第一固液分离装置341中进行三相分离，得到一级固相、一级水相和一级油相；

所述一级固相送入调浆装置342中加入水和pH调节剂进行调浆，所述调浆后的混合相送入第二固液分离装置3443中进行三相分离，得到固相、二级水相和二级油相；

所述一级水相和二级水相为所述分相装置组分离得到的水相，所述一级油相和二级油相为所述分相装置组分离得到的油相；

(3)水相循环至降粘破乳装置311和/或调浆装置342中进行循环利用；

油相送入降粘剂回收装置511中回收油产品和有机降粘剂，所述有机降粘剂循环至降粘破乳中作为降粘剂；

固相与水降粘剂混合送入流态化氧化反应器411中，与氧化剂一起进行流态化氧化，去除残油，再送入沉降装置421中进行沉降，得到净化后固体；

在步骤(1)～(3)中产生的挥发性有机物经挥发性有机物回收装置611回收利用；

其中具体工艺参数与实施例1中类似。

本实施例中直接采用三相分离装置作为分相装置，不再设置液液分相装置，流程更短，分离后油的回收率在80～99wt％范围内，回收的固相中油的残留率为2wt％以内，水相中有机物残留率为0.1wt％以内。

实施例3

本实施例提供一种含油污泥处理的系统装置，如图3所示，所述系统装置除不包括挥发性有机物回收装置611及其连接关系外，其余均与实施例1相同。

本实施例针对主要受分子量较大有机油污染的含油污泥，由于挥发性有机物较少，可不设置挥发性有机物回收装置。

实施例4

本实施例提供一种含油污泥处理的系统装置，如图4所示，所述系统装置除不包括调浆装置342和第二固液分离装置3443及其连接关系外，其余均与实施例1相同。

本实施例针对含油量较低且油品黏度较低的含油污泥，如含油量为10％以内，粘度为100mPa.s以内，可仅进行一次分相，即可达到较高的分离效率，如分离后油的回收率在80～99wt％范围内，回收的固相中油的残留率为0.1～3wt％范围，水相中有机物残留率为0.05wt％以内。

实施例5

本实施例提供一种含油污泥处理的系统装置，如图5所示，所述系统装置除不设置降粘剂回收装置外，其余均与实施例1相同。

本实施例针对采用石脑油、减压采出的油等原油为降粘剂的含油污泥处理情况，此时由于降粘剂原本即为油类，与含油污泥中回收的油混合后无需再另设降粘剂回收装置，可直接与原厂中常减压设备相连进行油类的回收，降低了设备成本。

对比例1

本对比例提供一种含油污泥处理的系统装置，如图6所示，所述系统装置除不包括流态化氧化单元及其连接关系外，其余均与实施例1相同。

本对比例由于未设置流态化氧化单元，最终回收的固相中油的残留率最低仅能达到4～7wt％，一般情况下油的残留率为5～7wt％，针对含沥青、减压渣油等重质油含量较高的含油污泥最终的固相中油的残留率为10～13wt％，远高于实施例1中的油残留量，油的回收率仅为60～66wt％，无法实现固相的再利用和直接排放。

对比例2

本对比例提供一种含油污泥处理的系统装置，所述系统装置为常规热裂解装置。

本对比例设置热裂解装置，存在能耗高，经济成本高的问题，且热裂解过程中有机物碳化，对最终固相的结构和组成影响，将最终影响固相的再利用。

综上所述，本实用新型提供的含油污泥处理的系统装置可实现含油污泥中各组分的充分利用回收，其中针对含重质油的含油污泥，净化后固体中含油率≤2wt％，达到直接排放或用作建筑材料的标准，且油的回收率在较优条件下高达99wt％，一般可达到80wt％以上，回收率高，水相中有机物残留率为0.1wt％以内，水相可循环利用，无需高温裂解，能耗低，可回收挥发性有机物，经济效益优，应用前景广阔。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种含油污泥处理的系统装置，其特征在于，所述系统装置包括依次连接的降粘破乳单元和流态化氧化单元；

所述降粘破乳单元包括依次连接的降粘破乳装置和分相装置组；

所述流态化氧化单元包括与分相装置组相连的流态化氧化反应器。

2.根据权利要求1所述含油污泥处理的系统装置，其特征在于，所述分相装置组包括依次连接的第一固液分离装置和第二固液分离装置。

3.根据权利要求2所述含油污泥处理的系统装置，其特征在于，在所述第一固液分离装置和第二固液分离装置之间设置有调浆装置。

4.根据权利要求2所述含油污泥处理的系统装置，其特征在于，所述分相装置组还包括分别与第一固液分离装置和第二固液分离装置相连的液液分相装置。

5.根据权利要求4所述含油污泥处理的系统装置，其特征在于，所述分相装置组的油相出口连接有降粘剂回收装置。

6.根据权利要求1～5任一项所述含油污泥处理的系统装置，其特征在于，所述流态化氧化单元包括与流态化氧化反应器相连的沉降装置。

7.根据权利要求1～5任一项所述含油污泥处理的系统装置，其特征在于，在所述降粘破乳装置与分相装置组之间设置有粗滤筛分装置。

8.根据权利要求1～5任一项所述含油污泥处理的系统装置，其特征在于，在所述降粘破乳装置之前设置有含油污泥存储装置。

9.根据权利要求8所述含油污泥处理的系统装置，其特征在于，所述含油污泥存储装置与降粘破乳装置之间设置有预处理装置。

10.根据权利要求1～5任一项所述含油污泥处理的系统装置，其特征在于，所述系统装置还包括挥发性有机物回收装置；

所述挥发性有机物回收装置分别与降粘破乳单元和/或流态化氧化单元相连。

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