一種節能型油基鑽屑熱解吸爐系統的製作方法

2023-09-18 15:18:55 1

本發明涉及油田含油固體廢棄物處理技術領域，具體是一種節能型油基鑽屑熱解吸爐系統。

背景技術：

在油氣勘探開發生產中，廢棄油基泥漿和含油鑽屑處置不當將造成水資源、土壤等的嚴重汙染，並制約開發進度，因此油基泥漿和含油鑽屑的無害化處理普遍受到重視。

熱解吸方法是近年國際上用於油田汙泥處理的新技術。即通過對油田汙泥加熱，使汙泥升溫到足夠溫度，揮發性的烴類物（油份）從泥中揮發、分離出來，泥土因而得以淨化。分離出來的揮發性烴類物經再處理，進行回用或燃燒排放。與其他技術相比，熱解吸氣法具有高效、快速、無二次汙染、安全及保證達到無害化指標的優勢。

國內專利cn104496136a《含油固廢間接加熱熱解吸處理裝置及方法》、cn104402185a《一種油田廢棄物熱分解裝置》均分別公開了一種含油固廢的熱脫附工藝技術及裝置。然而這些技術均未考慮熱解吸過程中所產生的高溫煙氣和高溫幹渣餘熱的回收與利用，不可避免的造成熱解吸過程能耗過高，生產成本居高不下的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服上述不足，提供一種節能型油基鑽屑熱解吸爐系統及方法，用於油基泥漿和含油鑽屑的熱解吸處理。

為實現上述技術目的，本發明提供的方案是：一種節能型油基鑽屑熱解吸爐系統，包括依次首尾密封相接的上料裝置、進料鎖氣室、預熱乾燥裝置和間接熱解吸爐管，間接熱解吸爐管的主體部分置於加熱爐裝置中，間接熱解吸爐管輸出端的幹渣出口經過卸料鎖氣室後連接幹渣冷卻裝置，間接熱解吸爐管輸出端的熱解吸氣出口連接熱解吸氣淨化處理組件，熱解吸氣淨化處理組件包括依次連接的旋風除塵裝置、冷凝裝置和引風機，冷凝裝置的冷凝口連接油水分離裝置，引風機通過風管連接間接熱解吸爐管的未凝氣體入口。

而且，所述預熱乾燥裝置與幹渣冷卻裝置之間通過設有循環水泵驅動的餘熱回收管構成介質餘熱循環系統，採用脫鹽水為循環介質。

而且，所述餘熱回收管包括將循環介質由預熱乾燥裝置導向幹渣冷卻裝置的低溫管，和將循環介質由幹渣冷卻裝置導向預熱乾燥裝置的高溫管，循環水泵設置於低溫管上，高溫管上設置餘熱鍋爐。

而且，所述加熱爐裝置設有高溫煙氣出口和低溫煙氣入口，高溫煙氣出口和低溫煙氣入口之間通過依次設有餘熱鍋爐和循環風機的煙道構成煙氣餘熱循環系統，循環風機下遊的煙道開設支管連接煙囪。

而且，所述間接熱解吸爐管為耐熱鋼板加工而成的密閉腔體，其一端設有油基泥漿入口，另一端設有熱解吸氣出口和幹渣出口，間接熱解吸爐管內設有由動力源驅動的油基泥漿輸送裝置，間接熱解吸爐管外部設置煙氣折流板和翅片。

而且，所述油基泥漿輸送裝置包括兩條平行設置的具有螺旋式或槳葉式葉片的輸送軸，第一輸送軸由動力源通過減速機直接驅動，第二輸送軸通過開齒輪由減速機間接驅動，使得兩輸送軸旋向相反。

而且，所述加熱爐裝置為鋼板加工而成的矩形箱體，內部敷設耐火材料，加熱爐裝置內部通過輻射屏隔成上下兩個腔體，上腔體設有間接熱解吸爐管安裝孔、高溫煙氣出口，下腔體設有加熱裝置安裝孔、低溫煙氣入口、未凝氣體入口。

而且，所述輻射屏為耐熱鋼板或陶瓷片加工而成；加熱裝置優選地為柴油燃燒機，安裝在加熱裝置安裝孔上，向下腔體供熱。

而且，所述預熱乾燥裝置為空心槳葉式乾燥機或空心螺旋乾燥機；所述幹渣冷卻裝置為空心槳葉式冷卻機或空心螺旋冷卻機；所述進料鎖氣室和出料鎖氣室為雙插板閥、星形卸灰閥和電動鎖風翻板閥中的一種或兩種。

本發明還提供一種用於油基鑽屑熱解吸處理方法，包括如下步驟。

步驟一，將需要處理的油基泥漿或含油鑽屑送至預熱乾燥裝置內，加熱至100~150℃範圍內。

步驟二，將預熱後的油基泥漿或含油鑽屑送至間接熱解吸爐管內加熱至350~550℃範圍內，將揮發性的油分從泥中揮發、分離出來。

步驟三，揮發出來的油分及水分，通過熱解吸氣淨化處理組件依次完成除塵、冷凝、油水分離工序，使之轉換為液態油、液態水和未凝氣等三部分。

步驟四，將液態油收集起來或作為加熱爐裝置的燃料，將液態水收集起來，將未凝氣送入加熱爐裝置內焚燒處理，將淨化的泥通過幹渣冷卻裝置進行排放。

其中，預熱乾燥裝置內的熱源來自幹渣冷卻裝置和加熱爐裝置的餘熱。

本發明的有益效果在於：採用介質餘熱循環系統回收高溫煙氣、高溫幹渣的餘熱，並回收的熱量送至預熱乾燥裝置內對待處理汙泥的預熱，使高溫煙氣、外排乾渣的排放溫度處於較低水平，較通常手段節能30%；採用煙氣餘熱循環系統使加熱裝置內的高溫煙氣快速循環，強化了高溫煙氣與熱解吸爐管之間的換熱，進而提高整個熱解吸裝置的反應速率，加熱效率提高20~30%。

附圖說明

圖1是本發明的結構原理圖。

圖2是間接熱解吸爐管和加熱爐裝置的結構示意圖。

圖3是圖2中a-a面剖視圖。

其中，00、上料裝置，10、進料鎖氣室，20、預熱乾燥裝置，31、間接熱解吸爐管，32、油基泥漿入口，33、熱解吸氣出口，34、油基泥漿輸送裝置，341、第一輸送軸，342、第二輸送軸，343、減速機，344、開齒輪，35、幹渣出口，36、煙氣折流板，37、翅片，40、加熱爐裝置，41、上腔體，411、間接熱解吸爐管安裝孔，412、高溫煙氣出口，42、下腔體，421、加熱裝置安裝孔，422、低溫煙氣入口，423、未凝氣體入口，43、加熱裝置，44、輻射屏，51、旋風除塵裝置，52、冷凝裝置，53、油水分離裝置，54、引風機，61、循環風機，62、煙囪，71、餘熱鍋爐，72、循環水泵，73、集水槽，80、卸料鎖氣室，90、幹渣冷卻裝置。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。

本實施例提供一種節能型油基鑽屑熱解吸爐系統，如圖1所示，包括依次首尾密封相接的上料裝置00、進料鎖氣室10、預熱乾燥裝置20和間接熱解吸爐管31，間接熱解吸爐管31的主體部分置於加熱爐裝置40中，間接熱解吸爐管31輸出端的幹渣出口35經過卸料鎖氣室80後連接幹渣冷卻裝置90，間接熱解吸爐管31輸出端的熱解吸氣出口33連接熱解吸氣淨化處理組件，保證含油汙泥被順利輸送並完成預熱、熱解吸、冷卻等過程。

熱解吸氣淨化處理組件包括依次連接的旋風除塵裝置51、冷凝裝置52和引風機54，冷凝裝置52的冷凝口連接油水分離裝置53，引風機54通過風管連接間接熱解吸爐管31的未凝氣體入口423。在引風機54的帶動下，將接熱解吸爐管中的熱解吸氣抽出，並完成除塵、冷凝、油水分離過程，熱解吸氣最終轉換為回收油、回收水、未凝氣三種狀態，分別進行回收和處理，未凝氣體最終送入加熱爐裝置40內焚燒處理。

進一步的，所述預熱乾燥裝置20與幹渣冷卻裝置90之間通過設有循環水泵72驅動的餘熱回收管構成介質餘熱循環系統，採用脫鹽水為循環介質。

進一步的，所述餘熱回收管包括將循環介質由預熱乾燥裝置20導向幹渣冷卻裝置90的低溫管，和將循環介質由幹渣冷卻裝置90導向預熱乾燥裝置20的高溫管，循環水泵72設置於低溫管上，高溫管上設置餘熱鍋爐71。

進一步的，如圖2所示，所述加熱爐裝置40設有高溫煙氣出口412和低溫煙氣入口422，高溫煙氣出口412和低溫煙氣入口422之間通過依次設有餘熱鍋爐71和循環風機61的煙道構成煙氣餘熱循環系統，循環風機61下遊的煙道開設支管連接煙囪62。

在循環水泵72的帶動下，餘熱回收管內的液態脫鹽水，首先送至幹渣冷卻裝置90內，間接冷卻幹渣，並自身獲得預熱，然後進入餘熱鍋爐71內，經過高溫煙氣的進一步加熱轉換為高溫蒸汽，高溫蒸汽再進入預熱乾燥裝置20內，對待處理汙泥進行間接預熱後，轉換為液體脫鹽水，周而復始，將高溫幹渣餘熱和高溫煙氣餘熱回收，並用於待處理汙泥的預熱。餘熱回收管的低溫管上可設置集水箱73，一方面可進一步冷卻脫鹽水，另一方面也可以方便觀察介質餘熱循環系統的工作情況。

進一步的，所述間接熱解吸爐管31為耐熱鋼板加工而成的密閉腔體，其一端設有油基泥漿入口32，另一端設有熱解吸氣出口33和幹渣出口35，間接熱解吸爐管31內設有由動力源驅動的油基泥漿輸送裝置34，間接熱解吸爐管31外部設置煙氣折流板36和翅片37，高溫煙氣在煙氣折流板36和翅片37的擾流作用下，煙氣被多次折流，強化了熱交換效率。

進一步的，如圖3所示，所述油基泥漿輸送裝置34包括兩條平行設置的具有螺旋式或槳葉式葉片的輸送軸，第一輸送軸由動力源通過減速機直接驅動，第二輸送軸通過開齒輪由減速機間接驅動，使得兩輸送軸旋向相反，這樣兩軸可以相互清理，防止汙泥黏連。

進一步的，所述加熱爐裝置40為鋼板加工而成的矩形箱體，內部敷設耐火材料，加熱爐裝置40內部通過輻射屏44隔成上下兩個腔體，上腔體41設有間接熱解吸爐管安裝孔、高溫煙氣出口412，下腔體42設有加熱裝置安裝孔421、低溫煙氣入口422、未凝氣體入口423。

進一步的，所述輻射屏44為耐熱鋼板或陶瓷片加工而成；加熱裝置43優選地為柴油燃燒機，安裝在加熱裝置安裝孔421上，向下腔體42供熱。

進一步的，所述預熱乾燥裝置20為空心槳葉式乾燥機或空心螺旋乾燥機；所述幹渣冷卻裝置90為空心槳葉式冷卻機或空心螺旋冷卻機；所述進料鎖氣室10和出料鎖氣室為雙插板閥、星形卸灰閥和電動鎖風翻板閥中的一種或兩種。

本實施例還提供一種用於油基鑽屑熱解吸處理方法，包括如下步驟。

步驟一，將需要處理的油基泥漿或含油鑽屑送至預熱乾燥裝置20內，加熱至100~150℃範圍內。

步驟二，將預熱後的油基泥漿或含油鑽屑送至間接熱解吸爐管31內加熱至350~550℃範圍內，將揮發性的油分從泥中揮發、分離出來。

步驟三，揮發出來的油分及水分，通過熱解吸氣淨化處理組件依次完成除塵、冷凝、油水分離工序，使之轉換為液態油、液態水和未凝氣等三部分。

步驟四，將液態油收集起來或作為加熱爐裝置40的燃料，將液態水收集起來，將未凝氣送入加熱爐裝置40內焚燒處理，將淨化的泥通過幹渣冷卻裝置90進行排放。

其中，預熱乾燥裝置20內的熱源來自幹渣冷卻裝置90和加熱爐裝置40的餘熱。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進或變形，這些改進或變形也應視為本發明的保護範圍。