一種用於油泥熱解處理的水浴式冷凝除塵器的製作方法

2023-10-21 06:29:17 1

本實用新型屬於油泥熱解處理技術領域，涉及一種油泥熱解處理冷凝除塵設備，特別是指一種用於油泥熱解處理的水浴式冷凝除塵器。

背景技術：

在油田生產、煉化集輸處理過程產生的罐底泥、浮渣、廢白土和落地原油等含油汙泥的石油類物質含量高(原油含量一般在10％以上，多數可達20％～30％)，因此具有非常重要的油氣回收再生資源化利用價值。而熱解技術越來越受到人們重視，含油汙泥資源化利用是今後處置的根本方式。熱解技術是基於含油汙泥中有機物的熱不穩定性，在負壓隔氧條件下，利用熱能將原油中的重組分通過熱分解作用轉化為輕組分，再以氣態形式從含油汙泥中蒸發出來，從而實現原油與泥砂的分離。這一過程產生的熱解氣體經冷卻後形成三種相態物質：氣相以甲烷和二氧化碳為主；液相以常溫燃油和水為主；固相為無機礦物與殘炭。熱解氣產生的甲烷為不凝烴類氣體，甲烷淨化後回注燃氣系統經二次燃燒，能量再利用，常溫燃油脫水後可以作為燃料油或商品油，無機礦物與殘炭經過熱解殘渣含炭量高，經乾燥有較好灼燒脫碳回收能源利用價值。

處置油泥熱解工藝產生的熱解氣有「三高」特點：一是溫度高，在450℃左右；二是烴組分含量高，烴類組分高達90％，甲烷含量為30％～50％；三是集塵濃度高，因含油汙泥成分不同，一般在15 000～100 000mg/m3。

處置油泥熱解工藝產生的熱解氣通常採用旋風除塵器除塵，實際應用中除塵效率為40％～60％，剩餘的細微顆粒，隨熱解氣進入到冷凝器，造成冷凝常常堵塞。改用採用布袋除塵器，布袋的材質最高只能耐280℃～320℃的溫度，也容易堵塞，而且極不安全。目前，在工礦企業溫度高、溼度大的作業環境中除塵，普遍採用衝激式除塵器，該方法淨化效果較好，但仍存在如下問題：由於含塵氣團內部壓力的作用，使得部分含塵氣團內部的粉塵在未與水接觸的情況下就直接逃逸，還有由於水封液體粉塵濃度高形成高密度泥漿，堵塞汙水排出口，造成設備真空度下降而停工停產，在當今環保指標要求越來越高的情況下，常規的除塵器的淨化指標已達不到淨化熱解氣的要求，必需改進。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了提供一種自動化程度高、淨化效果好，具有冷凝作用的水浴式冷凝除塵器系統和方法，從根本上解決除塵器對細微顆粒粉塵除塵效果差以及解除粉塵堵塞，保證在負壓、高溫、隔氧條件下熱解處理含油汙泥生產安全。

本實用新型的技術方案是：

一種用於油泥熱解處理的水浴式冷凝除塵器，由四個單元組成，包括衝激式除塵單元、噴淋除塵除霧單元、解堵機構單元和PLC控制系統單元，所述衝激式除塵單元是水浴式冷凝除塵器的主體，衝激式除塵單元包括除塵器殼體、進氣管、上蓋殼體、淨化氣出口、外管、下蓋殼體，所述除塵器殼體上部與上蓋殼體法蘭連接，上蓋殼體的上部與淨化氣出口法蘭連接，所述除塵器殼體下部與下蓋殼體法蘭連接，在除塵器殼體中下部進氣管由外向內水平伸入其內部，進氣管設有沿著除塵器殼體軸向，口朝下的喇叭口，喇叭口出口伸進衝激式除塵單元設有的水封液面下20mm～30mm，噴淋除塵除霧單元位於水浴式冷凝除塵器的主體內腔進氣管上部，解堵機構單元位於水浴式冷凝除塵器的主體內腔進氣管下部，PLC控制系統來控制解堵機構單元。

噴淋除塵除霧單元包括除塵過濾盤、花灑冷凝器總成，除塵過濾盤位於水浴式冷凝除塵器的主體內腔進氣管上部，除塵過濾盤上呈篩孔結構，設有若干孔眼，花灑冷凝器總成位於除塵過濾網上部300～400mm，花灑冷凝器總成與除塵器殼體插入式法蘭連接，可以定期抽出檢修。

花灑冷凝器總成包括除霧通氣管、花灑殼體、花灑法蘭、進水管、花灑內腔、花灑噴水嘴。

PLC控制系統單元包括浮球液位計、在線負壓計、在線密度溫度計、PLC控制器，浮球液位計位於除塵器殼體內下部水封之上的指定高度，在線負壓計設在除塵器殼體外部進氣管上，在線密度溫度計位於上蓋殼體內部。

解堵機構單元包括外管、衝洗氣動開關、衝洗噴頭、水封溢流管、氣動行程機構、手動控制機構、排漿管，解堵機構單元與衝激式除塵單元下部法蘭連接，解堵機構單元外管上部呈圓錐型封閉，下部設有通孔，水封溢流管上部開通，下部設有二組活塞，位於外管內腔且同軸，排漿管水平設置垂直於外管，水封溢流管的二組活塞位於排漿管進口上下，在水封溢流管下端設有氣動行程機構和手動控制機構，衝洗氣動開關、衝洗噴頭分別設置在進水管和下蓋殼體內側，衝洗噴頭朝向外管下通孔方向。

一種油泥熱解處理的水浴式冷凝除塵方法，負壓熱解氣經淨化氣出口處真空泵抽吸，形成進氣管進氣，途經衝激式除塵單元從淨化氣出口排出，形成熱解氣氣道；水浴式冷凝除塵器通過冷凝水進入經過對熱解氣的除塵淨化、吸熱冷凝使冷凝水變成汙水的水道；並通過雙重安全監測警戒信號控制氣動行程機構起到解堵作用，保證水封溢流始終暢通和全系統內的真空度。

浮球液位計和在線負壓計發出雙重安全監測警戒信號，一旦超過安全警戒參數，立即聯動氣動行程機構水封溢流管下行，實現洩壓、衝洗、解除堵塞。

本實用新型的有益效果是：

1、經過三道除塵形式，除塵率更高；第一道含塵氣體經過喇叭口與外管頂部圓錐體形成微縮通道時經歷了第一道衝激式水浴淨化；第二道再經過由於花灑噴淋下來的水、落在除塵過濾盤上，而在此過程中又濺起大量的水花和泡沫與含塵氣體相接觸；第三道再經過由於花灑噴淋下來的水，如同下雨一樣與上升的氣體再一次碰撞、吸收微弱顆粒的粉塵，從而實現三次吸收99.99％粉塵的目的；

2、花灑冷凝器起到了噴淋、除霧、脫水、冷凝作用；噴淋除塵除霧單元所用噴淋用水是經過冷凝處理後的，而且花灑冷凝器總成是一個小型的冷凝器當熱解氣通過花灑冷凝器總成時經過熱交換，由於溫度的降低，其中的水蒸汽、形成水滴，冷卻水隨噴淋下落，也起到降低熱解氣溫度，雙重作用實現了冷凝淨化熱解氣的作用；

3、排漿管道自動解堵，大大提高上遊熱解機運行的安全性；本實用新型是含油汙泥熱解處理工藝的配套裝置，是利用汙泥中有機物的熱不穩定性，在負壓、隔氧、高溫條件下，有機物根據其碳氫比例被裂解，形成固相(固體殘渣)和利用價值較高的氣相(熱解氣)，氣相中含有甲烷易燃易爆成分，一旦熱解氣體來氣的喇叭口因沉降的粉塵使水封含泥量濃度增加或有含塵氣團內部的粉塵堆積出口處，促使熱解機內真空的降低，有形成正壓趨勢，存在嚴重的生產安全隱患。本實用新型設計在除塵器殼體內浮球液位計和設置在除塵器殼體外部進氣管上在線負壓計設置雙重安全監測警戒信號，一旦越界，立即啟動氣動行程機構，水封溢流管下行堵塞物直接排空，衝洗噴頭啟動射流衝洗，直至恢復安全狀態。

4、利用冷凝除塵一體化形式，結構簡單，佔用空間小，檢修方便，實現操作自動控制，解決了傳統除塵器除塵效果差的問題，工作可靠穩定效率高。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是花灑冷凝器總成的結構示意圖。

圖3是解堵機構單元的結構示意圖。

1除塵過濾盤、2除塵器殼體、3上蓋殼體、4在線密度溫度計、5淨化氣出口、6花灑冷凝器總成、7衝洗氣動開關、8外管、9衝洗噴頭、10水封溢流管、11排漿管、12氣動行程機構、13手動控制機構、14PLC控制器、15下蓋殼體、16浮球液位計、17在線負壓計、18進氣管、A熱解氣、B淨化氣、C冷凝水、D汙水，601除霧通氣管、602花灑殼體、603花灑法蘭、604進水管、605花灑內腔、606花灑噴水嘴。

具體實施方式

一種水浴式冷凝除塵器，所屬水浴式冷凝除塵器由四個單元組成，包括衝激式除塵單元、噴淋除塵除霧單元、解堵機構單元和PLC控制系統單元組成。

衝激式除塵單元包括除塵器殼體2、進氣管18、上蓋殼體3、淨化氣出口5、外管8、下蓋殼體15等，所述除塵器殼體2上部與上蓋殼體3法蘭連接，上蓋殼體3的上部與淨化氣出口5法蘭連接，所述除塵器殼體2下部與下蓋殼體15法蘭連接，所述進氣管18設有沿著除塵器殼體2軸向，口朝下的喇叭口，喇叭口出口伸進衝激式除塵單元設有的水封液面下20mm～30mm。

噴淋除塵除霧單元包括除塵過濾盤1、花灑冷凝器總成6等，除塵過濾盤1位於水浴式冷凝除塵器的主體內腔進氣管上部，花灑冷凝器總成6位於除塵過濾盤1上部300～400mm，花灑冷凝器總成6與除塵器殼體2插入式法蘭連接；

花灑冷凝器總成6包括除霧通氣管601、花灑殼體602、花灑法蘭603、進水管604、花灑內腔605、花灑噴水嘴606。

PLC控制系統單元包括浮球液位計16、在線負壓計17、在線密度溫度計4、PLC控制器14等，浮球液位計16位於除塵器殼體2內下部水封之上的指定高度，在線負壓計17設在除塵器殼體2外部18進氣管上，在線密度溫度計4位於上蓋殼體3內部。

解堵機構單元包括外管8、衝洗氣動開關7、衝洗噴頭9、水封溢流管10、氣動行程機構12、手動控制機構13、排漿管11等，解堵機構單元與衝激式除塵單元下部法蘭連接，解堵機構單元外管上部呈圓錐型封閉，下部設有通孔，水封溢流管10上部開通，下部設有二組活塞，排漿管11水平設置垂直於外管8，水封溢流管10的二組活塞位於排漿管11進口上下，在水封溢流管10下端設有氣動行程機構12和手動控制機構13，衝洗氣動開關7、衝洗噴頭9分別設置在進水管604和下蓋殼體15內側，衝洗噴頭9朝向外管下通孔方向。

所述氣道為：熱解氣從進氣管進入經喇叭口與外管頂部圓錐體環形空間直衝水封液面內，形成對熱解氣衝激式水浴除塵淨化，熱解氣向上進入除塵過濾盤，與又濺起大量的水花和泡沫相接觸，進行二次除塵淨化；熱解氣再經過由於花灑噴淋下來的水，再一次碰撞接觸、吸收微弱顆粒的粉塵，從而三次除塵淨化，淨化後的熱解氣成為淨化氣排出淨化氣出口。

所述水道為：冷凝水通過花灑冷凝器總成的進水管，進入花灑內腔，再經花灑噴水嘴流出、流出下落的過程與熱解氣的粉塵接觸，起到除塵作用，再經除塵過濾盤除塵淨化，落入下蓋殼體內，形成水封，由於水封液體增加並與淨化的粉塵形成泥漿，經外管底孔通道，向上經水封溢流管上口進入水封溢流管內，形成汙水經排漿管排出。

上面所述的解堵功能是：在除塵器殼體內浮球液位計和設置在除塵器殼體外部進氣管上在線負壓計設置雙重安全監測警戒信號，一旦超過安全警戒參數，立即聯動氣動行程機構水封溢流管下行，實現洩壓、衝洗、解除堵塞。

上述的水浴式冷凝除塵器，所述進氣管喇叭口與外管頂部圓錐體相對應形成環形通道縮小過流截面積，以增加熱解氣體的衝擊力。

上述的水浴式冷凝除塵器，所述外管內水封溢流管呈直筒狀，可通過手動控制機構微調封溢流管高度即水封的適用水面高度。

上述的水浴式冷凝除塵器，所述密度表用於監測冷凝除塵效果；

上述的水浴式冷凝除塵器，所述熱解氣是由熱解主機處理油泥產生的；

上述的水浴式冷凝除塵器，所述花灑冷凝器總成所用冷凝水是由冷凝製冷設備提供的。

上述的水浴式冷凝除塵器，為了更好的淨化熱解氣中的硫化物，可以在冷凝水中添加相應的藥劑，起到中和反應。