CN220970340U - 一种含油污泥固体残渣制备纤维棉的改性系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含油污泥固体残渣制备纤维棉的改性系统。本实用新型涉及固废、环保领域，为含油污泥资源化利用提供了一种新的处理办法和解决方案。本实用新型：先对含油污泥进行预处理，将含油污泥中的水、油和固三相进行分离，获得三相组分；将得到的固相通过压球机进行压球，压球干燥后的固体产物送入高温熔融炉进行高温熔融；对高温熔融液直接进行高速离心甩丝提纤，再通过干湿排渣、长纤维分离、改性以及粗细纤维分离，最后分别通过粗细纤维脱水和干燥后得到可用于中高端制品和建材的粗纤维棉和细纤维棉；本实用新型较传统含油污泥焚烧工艺有效抑制了二噁英的产生，减少危废的产生，同时获得混合油、粗细纤维棉等高附件价值产品。

Description

一种含油污泥固体残渣制备纤维棉的改性系统

技术领域

本实用新型涉及固废、环保领域，具体涉及一种含油污泥固体残渣制备纤维棉的改性系统。

背景技术

含油污泥的来源主要包括油田污泥、贮油罐污泥和原油精炼过程的残留物。绝大多数来自石油储罐清理的污泥被排放到垃圾填埋场及排水渠，从而对地下水造成污染。存放含油污泥不仅会占用大量的土地，而且污泥所含有的化学成分会降低土壤通透性，破坏微生物的生长环境，导致植物根部腐烂，破环生态。含油污泥中的烃类和沥青质等一旦扩散到大气中，会严重影响人类呼吸道健康，尤其是芳香烃类，有致癌作用。

高温热解气化是将含油污泥通过热化学转化(如碳化、热解、气化)可产生固态、液态和气态产物，这些产物按需求制成可回收、易利用、易运输及易储存的能源形态，可供热发电或用作化工及其它产业的原料。根据原料不同和热处理目的的差异，可采用碳化、气化、热解、液化或者其他相关的热化学反应和工艺。热解气化在工业生产以移动床、固定床、回转窑和流化床为主。例如，公开号为：CN214791135U的专利文献公开了一种回转窑焚烧系统。所述回转窑本体包括顶部具有倾斜安装面的底座、沿安装面倾斜方向间隔布置的轴承座、通过轴承座转动安装在底座上与齿环相啮合的齿条，回转窑焚烧系统将回转窑本体调节至往复摆动，减缓含油污泥在窑内的移动速度，延长燃烧时间，从而达到充分燃烧的目的，保障含油污泥的焚烧处理效果。公开号为：CN110375310A的专利文献公开了一种加压流化床含油污泥焚烧系统及其焚烧处理方法。所述流化床焚烧炉加入含油污泥在流化状态下加压燃烧，分离出的飞灰用于制砖；产生的烟气通过余热回收系统将其显热回收利用。本实用新型将含油污泥实现减量化、无害化和资源化利用以及节能减排。

但是，存在以下缺点：一是回转窑焚烧产生的残渣无法满足相关的排放标准，依然是危险废物时，还需对冷却后残渣进一步处置，才能达到相关的标准要求。流化床焚烧消耗能源高，无法回收含油污泥中油品资源化产品，同时分离出的飞灰和固渣通过高温熔融获得玻璃体替代部分建材用于铺路，熔融玻璃体产品附加价值低难以满足远距离运输使用。另外因大多油泥均因其粘度大，含油含水较高，采用流化床焚烧法处理，流化效果差，同时焚烧易产生二噁英类剧毒气体，增加尾气净化投资成本。

由于现有技术的上述种种缺点，实用新型一种连续、高效、产品附加价值高的热解和获得高附件价值产品系统是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有处理工艺中所存在的残渣无法满足排放标准、熔融玻璃体产品附加值低等问题。

本实用新型的一种含油污泥固体残渣制备纤维棉的改性系统，其特征在于，所述改性系统包括依次连接的预处理单元、高温熔融提纤单元、排渣单元、纤维改性单元；

所述预处理单元包括彼此连接的存储装置和离心分离装置，所述存储装置用于存储含油污泥，所述离心分离装置与所述存储装置的出口相连；

所述高温熔融提纤单元包括彼此连接的高温熔融炉和高速离心装置，所述高温熔融炉与所述离心分离装置的固体产物出口相连，所述高速离心装置与所述高温熔融炉的出料口相连，所述高速离心装置被设置成能够使由所述高温熔融炉来的熔融液形成纤维棉；

所述排渣单元包括彼此连接的干湿排渣装置和长纤分流装置，所述排渣装置与所述高速离心装置的纤维棉出料口相连，所述干湿排渣装置用于分离由所述高速离心装置来的纤维棉中的杂质，所述长纤分流装置与所述排渣装置的纤维棉出料口相连，所述长纤分流装置用于分离由所述排渣装置来的纤维棉中的长纤维和短纤维；

所述纤维改性单元包括彼此连接的改性池以及脱水干燥模块，所述改性池与所述长纤分流装置的长纤维出料口相连，所述改性池被设置成能够改性所述长纤维，所述脱水干燥模块被设置成能够将经所述改性池改性后的长纤维脱水、干燥。

优选地，所述改性池内设置有搅拌装置和加药装置，所述搅拌装置被设置成能够搅拌所述改性池内的长纤维和水的混合物，所述加药装置被设置成能够向所述改性池内添加改性剂。

优选地，所述搅拌装置的搅拌速度为100～500r/min。

优选地，所述改性剂包括硅油。

优选地，所述干湿排渣装置包括依次连接的气流干法排渣装置和湿法排渣装置，所述气流干法排渣装置与所述高速离心装置的纤维棉出料口相连，所述湿法排渣装置与所述气流干法排渣装置的纤维棉出料口相连。

优选地，所述长纤分流装置分离出来的长纤维的长度大于20mm、短纤维的长度小于或等于20mm。

优选地，所述纤维改性单元还包括粗细纤维分离池，所述粗细纤维分离池与所述改性池的上悬液出料口相连，所述粗细纤维分离池被设置成能够将由所述改性池来的上悬液分离成粗纤维和细纤维。

优选地，所述脱水干燥模块包括第一脱水装置、第二脱水装置、第一干燥装置和第二干燥装置，所述第一脱水装置与所述第一干燥装置依次连接，所述第二脱水装置与所述第二干燥装置依次连接，所述第一脱水装置与所述粗细纤维分离池的粗纤维出料口相连，所述第二脱水装置与所述粗细纤维分离池的细纤维出料口相连。

优选地，所述脱水干燥模块还包括依次连接的斜脱水装置和浓缩机，所述斜脱水装置与所述粗细纤维分离池的细纤维出料口相连，所述浓缩机与所述斜脱水装置的出料口相连，所述第二脱水装置与所述浓缩机的出料口相连。

优选地，所述第一干燥装置和/或所述第二干燥装置的温度为200～300℃。

本实用新型的优点：

采用预处理对含油污泥进行处理后，可获得油品能源，同时可避免含油污泥直接焚烧产生大量二噁英。

高温熔融炉只对部分含有少量难分离有机物的无机物进行进一步燃烧，大大减少因直接焚烧原生含油污泥产生大量废气问题，同时高温熔融炉内不含或是只有极少量的有机物，可有效抑制二噁英的产生，另外可杜绝了属于危废飞灰的产生。降低了高温熔融过程中无机物的进料量，大大减少了整个高温熔融系统的能耗问题。

含油污泥等废弃物质能够以较低的价格获得，生产的无机纤维棉板的成本相对较低，因此其经济性可能更高。

通过高温熔融提纤系统可实现热解产生的固体物高温熔融，无机物转化为无毒性、高附加值的纤维产品，可用于建材、工业耐高温高强度要求产品中，促进循环经济的发展。

将废弃物转化为高品质的建材，可以减少比如采石、物流环节的能源消耗，从而降低碳排放，有利于低碳发展。

将含油污泥转化为绿色环保建材，可以提供多元化的应用场景，进一步推动环保建材的发展。

整个工艺有机结合到一起，一方面通过分级处理工艺可有效避免因直接焚烧含油污泥导致无机物和水带走大量热，导致整个系统能源利用率低；另一方面既解决含油污泥因直接焚烧的污染问题，另一方面油泥残渣代替其他原材料，可以减少矿产资源的消耗，达到资源节约的目的，从而有助于提高可持续性。

随着环保要求的不断加强，推广绿色环保建材已成为当前的趋势，利用含油污泥残渣制备绿色建材，可以满足环保要求。

附图说明

下面参照附图来描述本实用新型的一种含油污泥固体残渣制备纤维棉生产及改性系统的简图。

附图中：

图1是本实用新型一种实施例的含油污泥固体残渣制备纤维棉的改性系统的示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

本实用新型的一种含油污泥固体残渣制备纤维棉的改性系统，包括含油污泥预处理单元10，根据含油污泥来源不同及物料差异，预处理单元通常采用热水洗、热解、溶剂萃取以及其他处理方式，有时会采用其中某一种处理方式或是多种处理方式组合进行处理，如石油开采获得的并送入联合站污水池沉淀得到的含油污泥，其预处理单元10主要包括泵送装置、存储装置、搅拌装置、离心分离装置、以及有机物绝氧热解装置；

泵送装置用于将联合站污水池底部的含油污泥泵送到存储装置中，为含油污泥预处理单元提供所需物料。

存储装置用于暂存含油污泥，为后续预处理系统供应连续的物料。显然，联合站污水池底部的含油污泥也可以通过其他的方式运送至存储装置中进行存储。

搅拌装置对应的搅拌罐与存储装置相连，用于对含油污泥加药搅拌处理，向含油污泥中通入1:2～4体积比的水，同时加入总质量不超过5％的药剂，控制整个混合体系温度在65～75℃，搅拌时间控制在30～60min，在搅拌罐中进行充分的搅拌混合。

搅拌罐与离心分离装置相连，离心分离装置用于对充分混合后的混合液进一步离心分选，获得水、油和以无机物为主固体组分。优选地，离心分离装置为三相离心机。显然，存储装置与离心分离装置之间也可以不设置搅拌装置，意即存储装置中存储的含油污泥也可以不经搅拌装置搅拌混合，而是直接进入到离心装置内。

有机物绝氧热解装置包括绝氧热解炉、油气冷却净化组、热解气循环回用系统，绝氧热解炉与离心分离装置的固体产物出口相连，油气冷却净化组与绝氧热解炉的油气混合物出口相连，热解气循环回用系统的一端与油气冷却净化组的不凝气出口相连、另一端与绝氧热解炉和高温熔融炉相连。离心分离装置中得到的以无机物为主固体组分在绝氧热解炉中在300～700℃受热分解，产生的油气混合物通过引风机送入油气冷却净化组进行冷却。油气冷却净化组包括冷凝塔、存储冷凝得到的液态混合物的油贮罐以及对冷凝处理后的不凝气进行脱硫的气体净化装置，油气混合物在冷凝塔类冷凝，得到液态混合物和不凝气。液态混合物以混合燃料油为主，送入油贮罐贮存外售。不凝气经气体净化装置脱硫处理后进入到热解气循环回用系统，经由热解气循环回用系统将不凝气送返至绝氧热解炉和高温熔融炉，用作燃气。显然，有机物绝氧热解装置也可以不包括热解气循环回用系统，绝氧热解炉和高温熔融炉用天然气、液化气等作为燃气。

需要说明的是，预处理系统也可以不包括有机物绝氧热解装置，经离心分离装置得到的以无机物为主固体组分直接进入到高温熔融炉内进行高温加热、得到熔融液。

本实用新型的一种含油污泥固体残渣制备纤维棉的改性系统，还包括高温熔融提纤单元20，高温熔融提纤单元20包括依次连接的成型干燥装置、高温熔融炉、以及高速离心装置。

其中，成型干燥装置主要用于接收由预处理后得到的固体组分，将固体组分与添加剂进行混合成型，成型粒径为5～50mm椭圆形颗粒料，固体组分与添加剂按照质量比1：0.05～0.5进行混合，添加剂成分优选适量的石英砂、粉煤灰和矿渣中一种或是多种进行组合，最终确保混合后混合物中二氧化硅质量含量在30～60％，三氧化二铝的质量含量在5～20％。成型后固体物料经过160～350℃的烘干装置进行烘干处理，获得干燥后的块状物料。

高温熔融炉主要接收由成型干燥装置得到的固体粒料，在燃气和富氧的作用下进行高温熔融加热，固体物料加热温度1600℃以上，例如1600～2500℃，满足物料充分熔融。

高速离心装置用于接收高温熔融炉熔融液，通过上下交错布置的四级高速旋转圆盘高速旋转，实现熔融液快速成纤维棉。

本实用新型的一种含油污泥固体残渣制备纤维棉的改性系统，还包括排渣单元30，排渣单元30包括依次连接的干湿排渣装置、长纤分流装置、以及成品打包装置。

其中，干湿排渣装置用于接收高速离心装置高速甩丝获得的纤维棉，干湿排渣装置包括气流干法排渣装置和湿法排渣装置，其中，气流干法排渣装置与高速离心装置的纤维棉出料口相连，其利用高速气流将较大颗粒的杂质从纤维棉中分离。湿法排渣装置与气流干法排渣装置的纤维棉出料口相连，其利用水、硅油类溶剂等液体进一步将经气流干法排渣装置初步分离后的纤维棉中残留的细小颗粒进行分离。通过干湿排渣装置能够将纤维棉中90％以上的杂质都分离出去，得到较为纯净的混合纤维。

需要说明的是，干湿排渣装置也可以仅包括气流干法排渣装置或湿法排渣装置。

长纤分流装置用于接收湿法排渣装置处理后得到的纤维棉，通过长纤分流将纤维分为长纤维和短纤维，其中长度大于20mm的长纤维送入改性池进入下一工序，长度小于20mm的短纤维通过打包机打包装袋。

本实用新型的一种含油污泥固体残渣制备纤维棉的改性系统，还包括纤维改性单元40，纤维改性单元40包括改性池、粗细纤维分离池、细纤维斜脱水装置、浓缩机、以及脱水干燥模块。

改性池内设置有搅拌装置和加药装置，先向改性池中加入改性池溶剂的二分之一至三分之二的水分，经长纤分流装置得到的纤维棉以水分四分之一体积量送入改性池中，改性剂添加量为纤维量的0.5～5％，改性剂的主要成分为硅油。长纤维送入改性池后，在转速为100～500r/min的搅拌装置作用下，长纤维与改性液进行充分的混合，长纤维在得到改性的同时且表面附着的小粒径杂质与纤维棉分离，沉降至改性池底部，通过螺旋输送装置将其刮出改性池，长纤维在改性池中停留时间为10～50min。沉降至底部的杂质中包含有部分纤维棉，将经由螺旋输送装置刮出改性池的纤维棉和杂质的混合物脱水、干燥后打包。

粗细纤维分离池对改性池送入的上悬液进行处理，粗细纤维分离池采用离心分离方式，实现粗细纤维有效的分离，分离得到的粗纤维和细纤维分别送入后续脱水和干燥段。

需要说明的是，也可以使改性池中得到的上悬液直接进行脱水和干燥。

脱水干燥模块包括第一脱水装置、第二脱水装置、第一干燥装置和第二干燥装置，第一脱水装置与第一干燥装置依次连接，第二脱水装置与第二干燥装置依次连接，第一脱水装置与粗细纤维分离池的粗纤维出料口相连，斜脱水装置与粗细纤维分离池的细纤维出料口相连，浓缩机与斜脱水装置的出料口相连，第二脱水装置与浓缩机的出料口相连。

粗纤维先经过第一脱水装置进行一次脱水，第一脱水装置为真空脱水装置，其采用双泵排水结构。利用第一脱水装置能够脱水充分，脱水后的纤维呈散装，便于烘干，保证了纤维成品的品质。脱水过程无需停机，连续运行稳定，脱水后纤维含水率降至10～30％。

第一干燥装置与第一脱水装置相连接，用于对脱水后的纤维进一步烘干，烘干温度控制在200～300℃，采用热风对流和辐射相结合的加热方式，提高烘干效率，缩短烘干时间，烘干时间控制在10～20min，含水率从10～30％降至2％以下，得到粗纤维制品。

细纤维先进入斜脱水装置中，细纤维主要长度在20～50mm之间，60％的长度集中在20～35mm，因此无法直接采用真空脱水机进行脱水，需要先通过斜脱水，让大量的水与细纤维进行初步的固液分离，获得含水率80～95％的细纤维。再送入至浓缩机内，通过浓缩机进行浓缩处理，经浓缩处理后，细纤维含水率降至50％以下。

经浓缩机处理后的细纤维再送入至第二脱水装置进行脱水，该第二脱水装置为真空脱水装置，其采用双泵排水结构。利用第二脱水装置能够脱水充分，脱水后的纤维呈散装，便于烘干，保证了纤维成品的品质。脱水过程无需停机，连续运行稳定，脱水后纤维含水率降至10～35％。

第二干燥装置与第二脱水装置相连接，用于对脱水后的细纤维进一步烘干，烘干温度控制在200～300℃，采用热风对流和辐射相结合的加热方式，提高烘干效率，缩短烘干时间，烘干时间控制在10～30min，含水率从10～35％降至4％以下，得到细纤维成品。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含油污泥固体残渣制备纤维棉的改性系统，其特征在于，所述改性系统包括依次连接的预处理单元、高温熔融提纤单元、排渣单元、纤维改性单元，

所述预处理单元包括彼此连接的存储装置和离心分离装置，所述存储装置用于存储含油污泥，所述离心分离装置与所述存储装置的出口相连；

所述高温熔融提纤单元包括彼此连接的高温熔融炉和高速离心装置，所述高温熔融炉与所述离心分离装置的固体产物出口相连，所述高速离心装置与所述高温熔融炉的出料口相连，所述高速离心装置被设置成能够使由所述高温熔融炉来的熔融液形成纤维棉；

所述排渣单元包括彼此连接的干湿排渣装置和长纤分流装置，所述排渣装置与所述高速离心装置的纤维棉出料口相连，所述干湿排渣装置用于分离由所述高速离心装置来的纤维棉中的杂质，所述长纤分流装置与所述干湿排渣装置的纤维棉出料口相连，所述长纤分流装置用于分离由所述干湿排渣装置来的纤维棉中的长纤维和短纤维；

所述纤维改性单元包括彼此连接的改性池以及脱水干燥模块，所述改性池与所述长纤分流装置的长纤维出料口相连，所述改性池被设置成能够改性所述长纤维，所述脱水干燥模块被设置成能够将经所述改性池改性后的长纤维脱水、干燥。

2.根据权利要求1所述的改性系统，其特征在于，所述改性池内设置有搅拌装置和加药装置，所述搅拌装置被设置成能够搅拌所述改性池内的长纤维和水的混合物，所述加药装置被设置成能够向所述改性池内添加改性剂。

3.根据权利要求2所述的改性系统，其特征在于，所述搅拌装置的搅拌速度为100～500r/min。

4.根据权利要求2所述的改性系统，其特征在于，所述改性剂包括硅油。

5.根据权利要求1所述的改性系统，其特征在于，所述干湿排渣装置包括依次连接的气流干法排渣装置和湿法排渣装置，所述气流干法排渣装置与所述高速离心装置的纤维棉出料口相连，所述湿法排渣装置与所述气流干法排渣装置的纤维棉出料口相连。

6.根据权利要求1所述的改性系统，其特征在于，所述长纤分流装置分离出来的长纤维的长度大于20mm、短纤维的长度小于或等于20mm。

7.根据权利要求1所述的改性系统，其特征在于，所述纤维改性单元还包括粗细纤维分离池，所述粗细纤维分离池与所述改性池的上悬液出料口相连，所述粗细纤维分离池被设置成能够将由所述改性池来的上悬液分离成粗纤维和细纤维。

8.根据权利要求7所述的改性系统，其特征在于，所述脱水干燥模块包括第一脱水装置、第二脱水装置、第一干燥装置和第二干燥装置，所述第一脱水装置与所述第一干燥装置依次连接，所述第二脱水装置与所述第二干燥装置依次连接，所述第一脱水装置与所述粗细纤维分离池的粗纤维出料口相连，所述第二脱水装置与所述粗细纤维分离池的细纤维出料口相连。

9.根据权利要求8所述的改性系统，其特征在于，所述脱水干燥模块还包括依次连接的斜脱水装置和浓缩机，所述斜脱水装置与所述粗细纤维分离池的细纤维出料口相连，所述浓缩机与所述斜脱水装置的出料口相连，所述第二脱水装置与所述浓缩机的出料口相连。

10.根据权利要求8所述的改性系统，其特征在于，所述第一干燥装置和/或所述第二干燥装置的温度为200～300℃。