含油汙泥分步熱解處理系統的製作方法

2024-01-25 17:18:15 1

本實用新型涉及一種含油汙泥分步熱解處理系統。

背景技術：

含油汙泥是油田及煉化企業的主要固體廢物之一。我國石油企業每年產生落地油泥(含油汙泥)約120萬噸，其外觀一般為黑色粘稠狀，乳化嚴重、流動性差、有臭味及原油味，還含有大量的原油、乳化油等有害物質；每年約1/10的落地油泥會流入環境，如果不對其進行有效處理，不僅會造成二次汙染，還會對人類健康產生巨大的危害。我國已將含油汙泥列入《國家危險廢物目錄》中，《清潔生產促進法》和《固體廢物環境汙染防治法》也要求必須對其進行無害化處理。

當前，國內外處理含油汙泥的傳統方法有焚燒法、生物處理法、熱洗滌法、溶劑萃取法、化學破乳法、固液分離法等，但均有不同程度的缺點：焚燒法能耗大、易產生二次汙染，油資源未得到回收利用；生物處理法需將含油汙泥混以鬆散劑、肥料和培菌液，經常顫動並自然通風，歷時41天才能將97％的石油烴生物降解，同樣油資源也沒有得到回收利用；溶劑萃取法流程長、工藝複雜、處理周期長、後處理費用高，只對含大量難以降解的有機物的含油汙泥適用；化學破乳法對乳化嚴重的含油汙泥需另加破乳劑和加熱；固液分離法對於含油量高、汙染嚴重的含油汙泥的油回收率較低。可見，上述傳統方法由於處理效果及生產成本等原因，難以在國內普及應用，導致目前我國含油汙泥處理問題一直沒有得到有效解決。

開展含油汙泥處理與資源化是含油汙泥處理的根本出路。熱解法是一種能量回收型的處理技術，其特點是處理徹底、可回收燃油燃氣資源，是能量淨輸出過程。含油汙泥在絕氧條件下加熱到一定溫度使烴類及有機物解聚、烴熱解後，剩餘泥渣、烴類即其他有用資源即可回收利用。然而，傳統熱解法產生的油泥熱解殘餘物其含油率最低仍達到2％，熱解殘餘物中以分子狀態和離子狀態存在的重金屬不發生變化，這些熱解殘餘物若填埋到土壤中會造成二次汙染，給動植物造成極大的危害。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術中含油汙泥經熱解處理後所得的熱解殘餘物其含油率降低程度有限、內含的重金屬元素易造成二次汙染的缺陷，提供了一種含油汙泥分步熱解處理系統。

本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本實用新型提供了一種含油汙泥分步熱解處理系統，其包括第一熱解反應器、第二熱解反應器、熱交換器、供熱燃燒爐、汽水分離器、油氣冷凝器和氣液分離器；所述第一熱解反應器的固相出料口與所述第二熱解反應器的固相進料口連接，所述第一熱解反應器的氣相出料口與所述汽水分離器連接，所述第一熱解反應器的煙氣出口與所述熱交換器的熱流體入口連接，所述第二熱解反應器的氣相出料口與所述油氣冷凝器和所述氣液分離器依次連接，所述汽水分離器的氣相出口與所述油氣冷凝器連接，所述氣液分離器的氣相出口和所述熱交換器的冷流體出口均與所述供熱燃燒爐的進料口連接，且所述供熱燃燒爐的出料口與所述第二熱解反應器的氣相進料口連接。

本實用新型中，所述第一熱解反應器和所述第二熱解反應器均為本領域常規的可連續處理的熱解反應器，至少包括一進料口和一出料口，根據結構不同分為固定床熱解反應器、移動床熱解反應器、流化床熱解反應器和旋轉爐熱解反應器等，可根據實際情況選擇所需的熱解反應器形式。

本實用新型中，所述第一熱解反應器和所述第二熱解反應器之間較佳地設有一液壓式密閉給料機，用於將經所述第一熱解反應器初步處理後的含油汙泥送入所述第二熱解反應器中；所述液壓式密閉給料機為本領域常規的液壓式密閉給料機。

本實用新型中，所述熱交換器為本領域常規的以冷、熱流體之間熱量交換為原理的熱交換器，包括冷流體入口、冷流體出口、熱流體入口和熱流體出口；所述熱交換器根據作用原理不同分為間壁式換熱器、蓄熱式換熱器和混合式換熱器，可根據實際情況選擇所需的熱交換器形式。

本實用新型中，所述熱交換器的熱流體出口較佳地與一煙氣淨化塔連接；所述煙氣淨化塔為本領域常規，用於實現煙氣的回收。

本實用新型中，所述供熱燃燒爐為本領域常規的燃燒裝置，用於為熱解處理系統提供部分熱能。

本實用新型中，所述油氣冷凝器為本領域常規的油氣冷凝器，用於分離回收熱解產生的燃油和燃氣。

本實用新型中，所述油氣冷凝器較佳地包括一級油氣冷凝器和二級油氣冷凝器，所述一級油氣冷凝器用於高溫油氣的初步冷凝回收。

本實用新型中，所述汽水分離器為本領域常規的汽水分離器，用於將第一熱解反應器所產熱解油氣中所夾帶的水分除去；所述汽水分離器的氣相出口較佳地與所述一級油氣冷凝器連接，所述汽水分離器的排水口與汙水處理系統連接。

本實用新型中，所述氣液分離器為本領域常規的氣液分離器，所述氣液分離器的氣相出口較佳地與一可燃氣洗滌淨化器連接，所述氣液分離器的液相出口較佳地與一燃料油儲存裝置連接；所述可燃氣洗滌淨化器為本領域常規的淨化器。

在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本實用新型各較佳實例。

本實用新型的積極進步效果在於：本實用新型的含油汙泥分步熱解處理設備能夠在不同的熱解溫度與氣氛下實現含油汙泥的清潔化、無害化、資源化處理，與常規熱解技術比較，本實用新型產生的熱解殘餘物其含油率＜0.3％，且重金屬元素固化到其中難以浸出，熱解殘餘物本身達到普通固體廢物的標準，可直接填埋處理而不會產生二次汙染；此外，本實用新型既可以回收含油汙泥中的熱解油作為商品燃料油，也可以將熱解油與回收的可燃氣一起優先用於系統內部供熱使用以避免額外的能耗，實現資源和能量的循環利用；本實用新型兼具社會效益和經濟效益，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1中含油汙泥分步熱解處理系統的流程示意圖。

附圖標記說明：

10-第一熱解反應器，

20-第二熱解反應器，

30-熱交換器，31-煙氣淨化塔，

40-供熱燃燒爐，

50-汽水分離器，

61-一級油氣冷凝器，62-二級油氣冷凝器，

70-氣液分離器，71-可燃氣洗滌淨化器，72-燃料油儲存裝置。

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本實用新型，但並不因此將本實用新型限制在所述的實施例範圍之中。

本實用新型各實施例中，對於含油汙泥及其熱解處理後固化熱解碳中含油率和催化劑含量的檢測均按照領域常規方法進行，對於固化熱解碳中含油率和重金屬含量是否超標的判斷標準根據中國國家標準GB4284-1984《農用汙泥中汙染物控制標準》進行。

實施例1

如圖1所示，本實施例提供了一種含油汙泥分步熱解處理系統，其包括第一熱解反應器10、第二熱解反應器20、熱交換器30、供熱燃燒爐40、汽水分離器50、一級油氣冷凝器61、二級油氣冷凝器62和氣液分離器70；所述第一熱解反應器10的氣相出料口與所述汽水分離器50連接，所述第一熱解反應器10的固相出料口與所述第二熱解反應器20的固相進料口連接，所述第一熱解反應器10的煙氣出口與所述熱交換器30的熱流體入口連接，所述第二熱解反應器20的氣相出料口與所述一級油氣冷凝器61、所述二級油氣冷凝器62和所述氣液分離器70依次連接，所述汽水分離器50的氣相出口與所述一級油氣冷凝器61連接，所述氣液分離器70的氣相出口和所述熱交換器30的冷流體出口均與所述供熱燃燒爐40的進料口連接，且所述供熱燃燒爐40的出料口與所述第二熱解反應器20的氣相進料口連接；所述熱交換器30的熱流體出口與煙氣淨化塔31連接，所述汽水分離器50的氣相出口與所述一級油氣冷凝器61連接，所述汽水分離器50的排水口與汙水處理系統連接，所述氣液分離器70的氣相出口與可燃氣洗滌淨化器71連接，所述氣液分離器70的液相出口與燃料油儲存裝置72連接。

應用本實施例含油汙泥分步熱解處理系統的處理工藝包括下述步驟：

(1)將幹化後的含油汙泥送入第一熱解反應器中進行初步熱解反應，得到高溫煙氣、一級熱解油氣和初步處理後的含油汙泥，所述高溫煙氣通入熱交換器與空氣換熱後分別得低溫煙氣和加熱空氣，所述低溫煙氣經煙氣淨化塔處理吸收，所述一級熱解油氣通入汽水分離器以除去所夾帶的水分；

(2)將所述初步處理後的含油汙泥通過液壓式密閉給料機送入第二熱解反應器中，並通入反應氣體進行二次熱解反應，得到固化熱解碳和二級熱解油氣，所述二級熱解油氣和經所述汽水分離器處理後的所述一級熱解油氣在油氣冷凝器中混合後經氣液分離器得熱解油和可燃氣，所述可燃氣與所述加熱空氣混合併於供熱燃燒爐中燃燒後通入所述第二熱解反應器；

(3)回收所述固化熱解碳和所述熱解油，即可；

其中，步驟(1)中，所述含油汙泥為井場油泥、轉油站罐內油泥、鑽井油泥和含油泥砂等的混合含油汙泥，其含油率為15％，含水率為50％；所述幹化後的含油汙泥的含水率為35％，所述初步熱解反應在絕氧或貧氧條件下進行，所述初步熱解反應的反應溫度為480℃，反應時間為25min；經檢測，所述步驟(1)的油回收率為57.1％，產氣量為20L/kg-1，所得初步處理後的含油汙泥的含油率為0.76％。

步驟(2)中，所述二次熱解反應的反應溫度為580℃，反應時間為30min，所述反應氣體為H2O；所述步驟(2)的油回收率為0.4％，產氣量為16L/kg-1，所得固化熱解碳的的含油率為0.07％，可直接填埋處理。

實施例2

本實施例與實施例1基本相同，區別在於：

步驟(1)中，所述初步熱解反應的反應溫度為420℃，反應時間為28min；經檢測，所述步驟(1)的油回收率為58.3％，產氣量為22L/kg-1，所得初步處理後的含油汙泥的含油率為0.53％。

步驟(2)中，所述二次熱解反應的反應溫度為550℃，反應時間為30min，所述反應氣體為H2O和O2；所述步驟(2)的油回收率為0.6％，產氣量為15L/kg-1，所得固化熱解碳的的含油率為0.14％，可直接填埋處理。

實施例3

本實施例與實施例1基本相同，區別在於：

步驟(1)中，所述初步熱解反應的反應溫度為550℃，反應時間為30min經檢測，所述步驟(1)的油回收率為61.3％，產氣量為28L/kg-1，所得初步處理後的含油汙泥的含油率為0.41％。

步驟(2)中，所述二次熱解反應的反應溫度為600℃，反應時間為30min，所述反應氣體為H2O和N2；所述步驟(2)的油回收率為0.47％，產氣量為25L/kg-1，所得固化熱解碳的的含油率為0.08％，可直接填埋處理。

雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護範圍。