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一種油泥資源化處理系統的製作方法

2023-08-08 04:31:06 2


本公開涉及油泥處理技術領域,具體地,涉及一種油泥資源化處理系統。



背景技術:

油泥是含油汙泥,屬於HW08類危險廢物,具有易燃性和毒性,而且油泥中的有毒物質難以降解,對生態和人類健康造成嚴重危害。

油泥處理難度大,目前沒有得到有效地處理,石油煉化等行業每年產生數百萬噸含油汙泥,且存量巨大。



技術實現要素:

本公開的目的是提供一種油泥資源化處理系統,該系統能夠對油泥進行熱解處理後回收利用。

為了實現上述目的,本公開提供一種油泥資源化處理系統,所述系統包括:熱解裝置,設置有油泥入口、熱解廢渣出口和熱解蒸汽出口;熱解蒸汽冷卻裝置,設置有熱解蒸汽入口、冷卻液體出口和冷卻氣體出口;尾氣處理裝置,設置有冷卻氣體入口和排氣口;所述熱解裝置的熱解蒸汽出口與所述熱解蒸汽冷卻裝置的熱解蒸汽入口連通,所述熱解蒸汽冷卻裝置的冷卻氣體出口與所述尾氣處理裝置的冷卻氣體入口連通。

可選的,所述系統還包括設置有熱解廢渣入口和輸送廢渣出口的熱解廢渣輸出裝置,所述熱解廢渣輸出裝置的熱解廢渣入口與所述熱解裝置的熱解廢渣出口連通。

可選的,所述熱解廢渣輸出裝置包括螺旋輸送機和迴轉閥,所述螺旋輸送機包括殼體和殼體中的螺杆;所述螺旋輸送機的進料口為所述熱解廢渣輸出裝置的熱解廢渣入口,所述螺旋輸送機的出料口為所述熱解廢渣輸出裝置的輸送廢渣出口;所述迴轉閥位於所述螺旋輸送機的出料口處;所述螺旋輸送機內形成有冷卻水通道;

優選地,所述螺杆、所述殼體和/或設置在所述殼體外部的夾套為能夠通入冷卻水的中空結構,所述中空結構形成為所述冷卻水通道。

可選的,所述系統還包括真空發生器,所述熱解蒸汽冷卻裝置的冷卻氣體出口通過所述真空發生器與所述尾氣處理裝置的冷卻氣體入口連通以使所述熱解裝置內形成為負壓環境。

可選的,所述熱解裝置包括圓筒形殼體、攪拌軸、固定在所述攪拌軸上的攪拌葉片和位於所述圓筒形殼體外部並用於驅動所述攪拌軸轉動的驅動電機,所述圓筒形殼體包括形狀相適應的內殼體和外殼體,所述內殼體內形成有內腔體,所述內殼體與外殼體之間形成有外腔體,所述攪拌軸位於所述內腔體中,所述外腔體內、攪拌軸和/或攪拌葉片上布置有加熱裝置;

優選地,所述熱解裝置的油泥入口、熱解廢渣出口和熱解蒸汽出口形成在所述圓筒形殼體的側壁上;

優選地,所述外腔體包括填充其中的矽酸鹽層,矽酸鹽層包覆在外腔體內的加熱裝置上。

可選的,所述熱解蒸汽冷卻裝置包括通入冷卻水進行熱交換的一個熱交換器或多個串聯和/或並聯的熱交換器,所述熱交換器的頂部設有熱解蒸汽入口,底部設有冷卻液體出口和冷卻氣體出口;優選地,熱交換器的冷卻液體出口還與一儲液罐流體連通,優選地,儲液罐中還可以設置有油水分離器。

可選的,所述系統還包括用於給熱交換器和/或螺旋輸送機的冷卻水通道通入冷卻水的儲水罐和冷卻塔。

可選的,所述尾氣處理裝置包括依次流體連通的逆流式鹼液洗滌塔、逆流式霧化水洗塔、三相多介質催化氧化塔、引風機和排氣筒;所述逆流式鹼液洗滌塔的底部與所述熱解蒸汽冷卻裝置的冷卻氣體出口流體連通,所述排氣筒設置有所述排氣口。

可選的,所述系統還包括蒸汽過濾裝置,所述熱解裝置的熱解蒸汽出口通過所述蒸汽過濾裝置與所述熱解蒸汽冷卻裝置的熱解蒸汽入口連通。

可選的,所述系統還包括油泥進料裝置,設置有油泥入口和油泥出口;所述油泥進料裝置的油泥出口與所述熱解裝置的油泥入口連通;優選地,所述油泥進料裝置包括連通的進料鬥和輸送機;所述進料鬥位於所述輸送機上方,且頂部設置有油泥入口,所述輸送機設置有油泥出口;優選地,所述輸送機的側面或底部設置有油泥出口;優選地,所述輸送機為管狀鏈式輸送機。

本公開的油泥資源化處理系統一方面能夠回收油泥中的油類產物進行資源再利用,另一方面能夠對油泥進行處理,防止後續排放對環境的汙染。

本公開的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本公開的進一步理解,並且構成說明書的一部分,與下面的具體實施方式一起用於解釋本公開,但並不構成對本公開的限制。在附圖中:

圖1是本公開油泥資源化處理系統一種具體實施方式的結構示意圖;

圖2是本公開油泥資源化處理系統另一種具體實施方式的結構示意圖;

圖3是本公開尾氣處理裝置一種具體實施方式的結構示意圖。

圖4是本公開熱解裝置一種具體實施方式的結構示意圖。

附圖標記說明

A油泥進料裝置 B熱解裝置 C熱解廢渣輸出裝置

D熱解蒸汽冷卻裝置 E尾氣處理裝置

1圓筒形殼體 2攪拌葉片 3投料倉

4第一電動閥 5驅動電機 6第二電動閥

7螺旋輸送機 8迴轉閥 9第一熱交換器

10第二熱交換器 11第三熱交換器 12儲液罐

13油水分離器 14真空發生器 15水泵

16冷卻塔 17電熱絲 18第三電動閥

19第四電動閥 20儲水罐 41蒸汽電動閥

100攪拌軸 101矽酸鹽層

500逆流式鹼液洗滌塔 501逆流式霧化水洗塔 502三相多介質催化氧化塔

503引風機 504排氣筒 505噴淋器

506霧化噴嘴 507催化劑層 508循環泵

509管線 510氣體分布板 511填料層

701螺杆 702夾套

900進料鬥 901輸送機

具體實施方式

以下結合附圖對本公開的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本公開,並不用於限制本公開。

如圖1所示,本公開提供一種油泥資源化處理系統,所述系統包括:熱解裝置B,設置有油泥入口、熱解廢渣出口和熱解蒸汽出口;熱解蒸汽冷卻裝置D,設置有熱解蒸汽入口、冷卻液體出口和冷卻氣體出口;尾氣處理裝置E,設置有冷卻氣體入口和排氣口;所述熱解裝置B的熱解蒸汽出口與所述熱解蒸汽冷卻裝置D的熱解蒸汽入口連通,所述熱解蒸汽冷卻裝置D的冷卻氣體出口與所述尾氣處理裝置E的冷卻氣體入口連通。本公開提供的系統能夠將油泥通過進料裝置A送入熱解裝置中,並在真空負壓條件下使油泥中的油類進行高溫熱解,得到熱解蒸汽經過熱解蒸汽冷卻裝置D冷卻後回收其中的液體油類,尾氣經尾氣處理裝置E進行處理後能夠直接排放入大氣中。本公開提供的系統一方面能夠熱解油泥中的油類,降低油泥對環境的汙染,另一方面還能回收油泥中的油類,提高資源利用效率,而且所產生的尾氣經過處理後能夠達到《惡臭汙染物排放標準》(GB14554-93)、《大氣汙染物綜合排放標準》(GB16297-96)及《危險廢物焚燒汙染控制標準》(GB18484-2001)中規定的排放標準。

根據本公開,油泥是本領域技術人員所熟知的,主要由有機成分、油類、(菌體)及無機成分組成,常見的油泥有落地油泥、大罐油泥、油基鑽屑、作業油泥、水處理泥和液態油泥等,落地油泥是油田地面生產或儲運過程中產生的一種含油固體廢物,大罐油泥或稱為罐底油泥為油罐底部沉積的油泥,油基鑽屑是鑽井過程中所產生的含油鑽屑,作業油泥是工程作業時由於機油落地所產生的油泥,水處理泥是含油汙水進行處理時所產生的淤泥,液態油泥是水含量較高的呈現液態的油泥。油泥的固含量可以為30~50重量%,碳含量可以在35重量%以上。

根據本公開,油泥熱解所得廢渣由於溫度較高,無法直接裝車運輸或者直接排放,因此,如圖1所示,本公開系統還可以包括設置有熱解廢渣入口和輸送廢渣出口的熱解廢渣輸出裝置C,所述熱解廢渣輸出裝置C的熱解廢渣入口與所述熱解裝置B的熱解廢渣出口連通。熱解廢渣輸出裝置的作用在於一方面將溫度較高的熱解廢渣從熱解裝置B中輸出,另一方面還可以在廢渣輸出過程中,降低廢渣的溫度,使廢渣可以排放或運輸。油泥經過熱解所得廢渣(通常是純度>99%的礦物或含有部分焦炭的礦物)可以進行進一步固化,以方便運輸或者回填油泥採集區域。如果需要,後續可以添加額外的混合器用於再溼潤或凝固處理。

一種具體實施方式,如圖2所示,所述熱解廢渣輸出裝置C包括螺旋輸送機7和迴轉閥8,所述螺旋輸送機7包括殼體和殼體中的螺杆701;所述螺旋輸送機7的進料口為所述熱解廢渣輸出裝置C的熱解廢渣入口,所述螺旋輸送機7的出料口為所述熱解廢渣輸出裝置C的輸送廢渣出口;所述迴轉閥8位於所述螺旋輸送機7的出料口處。本公開所述的螺旋輸送機的作用在於將熱解廢渣進行輸送,一方面可以在輸出過程中降低熱解廢渣的溫度,另一方面可以在螺旋輸送機的出口處設置迴轉閥,以批量化輸出或排放。

另外,為了加速熱解廢渣的降溫,儘快達到合適的輸出溫度,例如80℃以下,所述螺旋輸送機內可以形成有冷卻水通道。該冷卻水通道可以在螺杆701中、在螺杆外部的殼體中以及殼體外部的夾套702中,螺杆、殼體和夾套均可以為能夠通入冷卻水的中空結構。另外,為了提高冷卻水的利用效率,優選將螺旋輸送機傾斜放置,使熱解廢渣入口位於輸送廢渣出口的下方,冷卻水從熱解廢渣入口沿著螺旋輸送機流向輸送廢渣出口,一方面可以將剛開始溫度較低的冷卻水先與溫度較高的熱解廢渣接觸,提高冷卻效率,另一方面可以降低冷卻水在冷卻水通道中的流速,延長冷卻時間。

根據本公開,為了減少熱解裝置的熱量損失,如圖1所示,所述系統還可以包括真空發生器14,所述熱解蒸汽冷卻裝置D的冷卻氣體出口通過所述真空發生器14與所述尾氣處理裝置E的冷卻氣體入口連通以使所述熱解裝置B內形成為負壓環境,即低於大氣壓的環境,或稱為真空環境。在真空環境下,熱量不需要浪費在加熱額外的空氣上,所有的能量都直接傳遞到油泥上,將能量損失降到最低。所述真空發生器可以根據真空度的需要進行合理選擇,例如是真空泵或者抽風機等,優選為真空泵。

根據本公開,熱解裝置B的作用在於將油泥在高溫下進行熱解,使其中的油類在高溫下或蒸發或熱解,以與廢渣分離,從而使廢渣適合排放。前已述及為了提高熱量利用率,熱解優選在真空下進行,在真空環境下,油的沸點要比大氣壓下的沸點低,因此在真空環境下,熱量不需要浪費在加熱額外的空氣上,所有的能量都直接傳遞到物料上,將能量損失降到最低。另一方面,為了防止空氣中的氧氣在高溫下與油類進行氧化反應,降低油類的回收率,熱解也優選在真空下進行。

根據本公開,油泥熱解可以批量進行,將一批油泥送入熱解裝置B中,然後在高溫真空下對油泥進行熱解,所述油泥熱解的條件可以包括:溫度為95~350℃,絕對壓力小於900毫巴,時間為4-8小時。另外,本公開的發明人發現,油泥熱解的時候,主要分為兩個階段,第一階段是油泥中的水和揮發性物質蒸發的過程,該過程對真空度要求不高;第二階段是油泥中的碳氫化合物蒸發的過程(一般在450℃以下),該過程由於既有油類的蒸發過程,也伴隨著油類的熱解或者裂解過程,從而使熱解蒸汽的體積快速增加,而且,熱解蒸汽中油類容易在輸送過程中在管道中凝結,為了降低碳氫化合物的沸點、加快輸送速度,第二階段熱解的真空度要高於第一階段,例如,所述油泥熱解可以包括第一熱解和第二熱解;所述第一熱解的絕對壓力為700~900毫巴,溫度為95~150℃,優選為100~120℃,時間為1~3小時;所述第二熱解的絕對壓力小於50毫巴,溫度為150~350℃,優選為200~300℃,時間為3~7小時。需要說明的是,第一熱解和第二熱解可以在同一個熱解裝置中進行,也可以在不同的熱解裝置中進行,可以同時進行也可以依次進行,本領域技術人員可以根據需要進行選擇。

一種具體實施方式,如圖2所示,所述熱解裝置B可以包括圓筒形殼體1、攪拌軸100、固定在所述攪拌軸100上的攪拌葉片2和位於所述圓筒形殼體1外部並用於驅動所述攪拌軸轉動的驅動電機5,所述圓筒形殼體1可以包括形狀相適應的內殼體和外殼體,所述內殼體內形成有內腔體,所述內殼體與外殼體之間形成有外腔體,所述攪拌軸位於所述內腔體中,所述外腔體內、攪拌軸和/或攪拌葉片上可以布置有加熱裝置,所述熱解裝置B的油泥入口、熱解廢渣出口和熱解蒸汽出口可以形成在所述圓筒形殼體1的側壁上。採用上述熱解裝置,油泥可以在攪拌軸和攪拌葉片的攪拌下進行熱解,一方面能夠加快熱傳遞速率,使油泥受熱均勻且溫度快速提高,另一方面還可以使蒸發或熱解產生的蒸汽快速被帶走,從而縮短熱解的時間。

一種優選具體實施方式,如圖2所示,所述圓筒形殼體1沿軸向水平放置,所述油泥熱解裝置的油泥入口和熱解蒸汽出口位於所述圓筒形殼體1的頂部,熱解廢渣出口位於所述圓筒形殼體1的底部;所述攪拌軸100一端伸出所述圓筒形殼體的一端端面並與所述驅動電機5傳動連接,所述攪拌軸的另一端可轉動地安裝在所述圓筒形殼體的另一端端面上。在該實施方式中,由於攪拌軸沿圓筒形殼體的軸向設置,在攪拌軸和攪拌葉片的帶動下,油泥可以沿圓筒形殼體的圓周運動,有效防止油泥沉積。

一種優選具體實施方式,所述攪拌軸的所述另一端沿所述圓筒形殼體1的軸向穿透所述圓筒形殼體1的所述另一端端面,並且與所述另一端端面之間設置有真空密封條,或與兩端面之間均設置有真空密封條,真空密封條的材料可以是矽橡膠、耐高溫橡膠、盤根或者矽膠等。由於熱解反應可以在真空條件下進行,真空密封條可以提高真空效果。

一種優選具體實施方式,所述攪拌葉片2為單向攪拌葉片,所述油泥熱解裝置的油泥入口和熱解蒸汽出口分別位於所述圓筒形殼體1軸向兩端的頂部,所述熱解裝置的熱解廢渣出口位於所述圓筒形殼體1靠近所述熱解蒸汽出口的一端的底部。在該實施方式中,油泥在單向攪拌葉片的作用下,從內腔體的一端運動到另一端,可以使油泥熱解產生的廢渣和蒸汽被送出熱解裝置,布置更加合理,而且油泥在內腔體中停留的時間更長。

一種優選具體實施方式,所述攪拌葉片2為雙向攪拌葉片,所述油泥熱解裝置的油泥入口為兩個且分別位於所述圓筒形殼體1軸向兩端的頂部,所述油泥熱解裝置的熱解蒸汽出口位於所述圓筒形殼體1軸向中心的頂部,所述熱解裝置的熱解廢渣出口位於所述圓筒形殼體1軸向中心的底部。在該實施方式中,油泥從圓筒形殼體兩端的頂部送入內腔體中,並在雙向攪拌葉片的帶動下,油泥一邊發生熱解,一邊向圓筒形殼體中部運動,從而可以提高油泥的處理速度。

一種優選具體實施方式,所述外腔體包括填充其中的矽酸鹽層101,矽酸鹽層包覆在外腔體內的加熱裝置上,所述加熱裝置形成為包裹在所述內殼體外表面的電熱絲17。矽酸鹽層一方面可以保證圓筒形殼體的強度,同時減少電熱絲熱量向圓筒形殼體外部散失,還可以隔絕空氣,防止電熱絲被空氣氧化。另外,為了使油泥的加熱全方位進行,所述攪拌軸100的外部可以包裹有電熱絲,該電熱絲與內殼體外表面的電熱絲同時使用,可以使油泥內外同時加熱,加快熱解速度。

為了方便油泥的大批量送入熱解裝置中,如圖2所示,所述油泥熱解裝置的油泥入口的上方可以設置有投料倉3,所述投料倉3可以通過第一電動閥4與所述油泥熱解裝置的油泥入口連通,所述油泥熱解裝置的熱解廢渣出口可以設置有第二電動閥6。第一電動閥和第二電動閥的作用一方面可以提高熱解裝置的密封性,減少熱量的散失,另一方面還可以保持熱解裝置內的真空度。具體操作方式可以為:當油泥通過投料倉加入到內腔體中時,打開第一電動閥,保持第二電動閥關閉;當投料完畢,關閉第一電動閥,進行油泥熱解;當熱解結束後,打開第二電動閥進行出料。

一種具體實施方式,如圖4所示,所述油泥熱解裝置設置有形成在所述圓筒形殼體1的側壁上的油泥入口和熱解廢渣出口,所述熱解蒸汽出口設置在油泥入口的側面,並由蒸汽電動閥41控制開閉,所述熱解蒸汽冷卻裝置D通過所述熱解蒸汽出口和蒸汽電動閥與所述內腔體流體連通。由於油泥熱解批次進行,將所述油泥通過第一電動閥4送入內腔體中以後,第一電動閥4關閉;油泥熱解開始後,保持第一電動閥關閉,開啟蒸汽電動閥,從而將油泥熱解蒸汽從油泥入口送出。採用該具體實施方式,大大簡化了裝置,節約了製造成本。

根據本公開,熱解蒸汽中一般含有水、氫氣、低碳烷烴(C1-C4)、鏈烷烴、環烷烴、芳香烴、有機硫化物、有機氮化物和無機氮化物等產物,其中部分產物的沸點在室溫以上,例如水和高沸點油類,可以經過熱解蒸汽冷卻裝置進行冷卻後回收,而另一部分沸點在室溫下的產物需要通過尾氣處理裝置進行處理後排放。

根據本公開,所述熱解蒸汽冷卻裝置D可以包括通入冷卻水進行熱交換的一個熱交換器或多個串聯和/或並聯的熱交換器,所述熱交換器的頂部設有熱解蒸汽入口,底部設有冷卻液體出口和冷卻氣體出口。多個串聯和/或並聯的熱交換器是指熱解蒸汽可以以串聯的方式依次經過各個熱交換器進行熱交換冷卻,也可以以並聯的方式同時進入多個熱交換器中進行熱交換,還可以先以並聯的方式進入多個熱交換器進行熱交換,然後再進入一個熱交換器中進行熱交換,反之亦可。

一種優選具體實施方式,如圖2所示,所述熱交換器設置為第一熱交換器9、第二熱交換器10和第三熱交換器11,所述第一熱交換器9和第二熱交換器10的熱解蒸汽入口與所述熱解裝置B的熱解蒸汽出口連通,所述第一熱交換器9和第二熱交換器10的冷卻氣體出口與所述第三熱交換器11的熱解蒸汽入口連通;所述第三熱交換器11的冷卻氣體出口通過真空發生器與所述尾氣處理裝置E的冷卻氣體入口連通。採用並串聯的方式進行設置熱交換器,一方面可以使溫度較高的熱解蒸汽分散進入兩個熱交換器中進行熱交換,提高熱交換效率,同時也可以防止一個熱交換器失效造成系統的停工,另外,經過一次熱交換的熱解蒸汽(或稱為冷卻氣體)溫度已經大大降低,此時再經過一個熱交換器進行冷卻後即可達到30℃以下或者是室溫。因此,採用該具體實施方式進行布置熱交換器既提高了熱交換效率,還可以提高系統全性,防止系統的停工。

熱解蒸汽引入熱解蒸汽冷卻裝置後收集為冷卻液體,該冷卻液體必須定期清空,例如可以停止真空發生器後使熱解蒸汽冷卻裝置內恢復常壓,排空冷卻液體後再恢復真空,從熱解蒸汽冷卻裝置中冷卻的冷卻液體可以送入儲液罐中進行收集,例如,如圖2所示,所述第一熱交換器9、第二熱交換器10和第三熱交換器11的冷卻液體出口與所述儲液罐12流體連通。儲液罐12可以是封閉式的,也可以是敞開式的。儲液罐中12中還可以設置有油水分離器13,例如旋液分離器,通過油水分離器可以將油類進行分離,從而實現資源的高效利用。

本公開的熱解廢渣輸出裝置和熱解蒸汽冷卻裝置均可以採用冷卻水進行降溫,因此,本申請的系統還可以設置冷卻水循環裝置,如圖2所示,例如包括冷卻塔16、儲水罐20和水泵15,冷卻塔可以是常規的利用水輪機做功進行冷卻的冷卻塔,可以將從熱解廢渣輸出裝置和熱解蒸汽冷卻裝置輸出的熱水輸入冷卻塔中進行降溫後,送入儲水罐20中進行儲存,如有需要可以通過水泵15送入熱解廢渣輸出裝置和熱解蒸汽冷卻裝置作為冷卻水進行使用。採用集中冷卻的方式,使用一個冷卻塔即可滿足整套系統的冷卻,節省了投資成本。

根據本公開,經過冷卻的熱解蒸汽所得到的油泥尾氣中含有大氣汙染物,大氣汙染物質包括無機汙染物和有機汙染物,無機汙染物如粉塵、SO2、NOx、H2S等,有機汙染物包括低沸點的有機物如短鏈醛、醇、酸、酚類(4-羥基3-甲基-正丁醛、乙酸、丁酸、苯乙烯、4-甲基-己醛、苯甲醛、3-甲基苯酚)和沸點較高的物質如雜環類物質、長鏈烴、酸、酯等。因此,需要通過尾氣處理裝置對油泥尾氣進行處理,以達到排放標準。

一種具體實施方式,如圖3所示,所述油泥尾氣處理裝置包括:逆流式鹼液洗滌塔500,設置有位於底部的油泥尾氣入口和鹼洗液出口、以及位於頂部的鹼洗尾氣出口;逆流式霧化水洗塔501,設置有位於側面的鹼洗尾氣入口、位於底部的水出口、以及位於頂部的水洗尾氣出口;三相多介質催化氧化塔502,設置有水洗尾氣入口、催化後尾氣出口和霧化液體出口;所述逆流式鹼液洗滌塔500的鹼洗尾氣出口與所述逆流式霧化水洗塔501的鹼洗尾氣入口流體連通,所述逆流式霧化水洗塔501的水洗尾氣出口與所述三相多介質催化氧化塔502的水洗尾氣入口流體連通。可以將油泥熱解所產生的油泥尾氣依次在逆流式鹼液洗滌塔500、逆流式霧化水洗塔501和三相多介質催化氧化塔502中進行逆流鹼洗、逆流霧化水洗和多介質催化氧化處理,得到處理後尾氣進行排放。經過處理後的油泥尾氣能夠達到《惡臭汙染物排放標準》(GB14554-93)、《大氣汙染物綜合排放標準》(GB16297-96)及《危險廢物焚燒汙染控制標準》(GB18484-2001)中規定的排放標準。

由於尾氣的排放需要一定的高度,防止對地面層大氣造成汙染,因此,所述油泥尾氣處理裝置還可以包括引風機503和排氣筒504,所述引風機503的氣體入口與所述三相多介質催化氧化塔502的催化後尾氣出口流體連通,所述排氣筒504的氣體入口與所述引風機503的氣體出口流體連通,排氣筒504一般距地面的距離大於25米。通過設置引風機和排氣筒,一方面可以通過引風機503將處理後尾氣從所述三相多介質催化氧化塔502中引出,另一方面可以將引風機503引出的處理後尾氣通過距地面的距離大於25米的排氣筒504進行排放,從而達到排放標準。

根據本公開,逆流式鹼液洗滌塔的作用是將油泥尾氣在逆流狀態下與鹼液進行接觸,以除去鹼液中SO2、NOx、H2S等酸性物質,通過逆流式鹼噴淋,利用氫氧化鈉將含油汙的廢氣進行破乳後吸收。例如,如圖3所示,所述逆流式鹼液洗滌塔500內可以設置有位於頂部的噴淋器505和位於所述噴淋器505下方的填料層511,所述噴淋器用於噴出鹼液,例如可以為多孔盤式噴淋器,噴出的鹼液與經過填料層中的填料例如塑料空心球分散後的油泥尾氣接觸進行鹼洗。逆流式鹼液洗滌塔內部氣液逆流接觸方式促進氣液間的傳質過程,提高吸收效率。填料層內部填充塑料空心球填料,增大氣液接觸面積,提高氣體的停留時間,促進了對物質的吸收效果。噴淋液分層適量均勻噴淋有效避免塔內部氣體短流現象的發生。具體操作方式可以為:將油泥尾氣從所述逆流式鹼液洗滌塔500底部的油泥尾氣入口送入所述逆流式鹼液洗滌塔500中並與填料層511和由填料層511上方噴淋器505所噴淋的鹼洗液接觸並進行所述逆流鹼洗,所得鹼洗尾氣從所述逆流式鹼液洗滌塔500的頂部送出,所得鹼洗液從所述逆流式鹼液洗滌塔500底部的鹼洗液出口送出。所述逆流鹼洗的條件可以包括:鹼洗液為濃度為1~30重量%的氫氧化鈉溶液,優選為2~8重量%的氫氧化鈉溶液,鹼洗液與冷卻廢氣的接觸時間為5~15秒,液氣體積比為(3~15):1。

鹼洗後的尾氣中酸性物質被除去,但是會夾帶部分鹼液和水分,為了將逆流式鹼液洗滌塔中的鹼性滴狀水和因溫度差冷凝產生的滴裝水、霧狀水進行去除,為三相多介質催化氧化塔高效運行提供良好的環境,並防止鹼性霧狀水進入三相多介質催化氧化塔造成pH的無功消耗,可以將鹼洗後的尾氣送入逆流式霧化水洗塔501中進行水洗。

根據本公開,三相多介質催化氧化塔用於增加分子碎片與氧化基團的反應時間,促進汙染物質的降解,保證在內部催化劑層的作用下,氧化劑對少量未反應的汙染物質進行徹底氧化,從而保證出口氣體異味的達標排放。例如,如圖3所示,所述三相多介質催化氧化塔502內設置有位於頂部的霧化噴嘴506、位於所述霧化噴嘴506下方的催化劑層507,所述水洗尾氣入口和所述霧化液體出口位於三相多介質催化氧化塔502的所述催化劑層507下方,優選位於側面或底面,所述三相多介質催化氧化塔502的外部設置有循環泵508和管線509,所述循環泵508和管線509流體連通所述霧化噴嘴506和霧化液體出口,所述管線509上設置有送入酸液、氧化劑和亞鐵鹽的入口,所述催化劑層507包括竹炭基質層和負載在所述竹炭基質層上的三氧化二鎳層,即鎳基催化劑。多介質催化氧化處理的具體步驟可以包括:將經過逆流霧化水洗的尾氣與酸液、氧化劑和亞鐵離子在鎳基催化劑的作用下進行催化氧化反應。所述催化氧化的條件可以包括:所述催化氧化反應的時間為15~45秒,液氣體積比為(3~15):1,溫度為室溫至60℃,所述酸液為選自鹽酸、硫酸和草酸中的至少一種,所述氧化劑優選為雙氧水,所述氧化劑和亞鐵離子的摩爾比為1:(2~10)。所述鎳基催化劑包括竹炭和負載在所述竹炭上的三氧化二鎳,所述鎳基催化劑的比表面積為100~300米2/克,孔隙率為85~95%。

為了使進入三相多介質催化氧化塔的尾氣充分分散以與催化劑層中的鎳基催化劑接觸,所述催化劑層507的下方可以設置有氣體分布板510,將經過逆流霧化水洗的尾氣經過氣體分布板510進行分布後再進行所述催化氧化反應。

根據本公開,熱解蒸汽中會夾帶部分粉塵,從而可能會堵塞管道,影響後續熱交換步驟,因此,所述系統還可以包括蒸汽過濾裝置,所述熱解裝置B的熱解蒸汽出口通過所述蒸汽過濾裝置與所述熱解蒸汽冷卻裝置D的熱解蒸汽入口連通。蒸汽過濾裝置可以為常規的金屬過濾器,還可以帶有自動反吹功能,當壓力過高時,金屬過濾器會自動噴射氮氣進行反吹。

根據本公開,油泥由於粘性較大,若直接送入熱解裝置中,容易造成堵塞,因此可以要通過油泥送料裝置對油泥進行粉碎,如圖1-2所示,所述系統還可以包括油泥進料裝置A,設置有油泥入口和油泥出口;所述油泥進料裝置A的油泥出口與所述熱解裝置B的油泥入口連通;所述油泥進料裝置可以包括連通的進料鬥900和輸送機901;所述進料鬥900位於所述輸送機901上方,且頂部設置有油泥入口,所述輸送機901的側面或底部設置有油泥出口。通過輸送機901可以預先對油泥進行粉碎後輸送入熱解裝置中,所述輸送機優選為管狀鏈式輸送機。

下面通過實施例來進一步說明本公開,但是本公開並不因此而受到任何限制。

本公開實施例所用油泥來自某煉油廠原油儲罐罐底油泥,含碳量為58.7重量%,含氫量為7.21重量%,含氮量為0.55重量%,含硫量為0.31重量%,餘量為重金屬和礦物質。

本公開實施例中油類產物碳收率=所得油類產物中碳元素重量/油泥中碳元素重量。油類產物中輕油、柴油和重油選擇性採用液相色譜進行測定,輕油的餾程小於210℃,柴油的餾程為210~370℃,重油沸點在370℃以上。熱解廢渣、油泥和油類產物含碳量採用碳含量分析儀進行測定。

實施例1

如圖2所示,將罐底油泥通過進料鬥900和管狀鏈式輸送機901輸送至熱解裝置的投料倉3中,並在第一電動閥4的控制下進入圓筒形殼體1中,待進料結束,通過電熱絲17和真空泵14控制圓筒形殼體1中的溫度為280℃,絕對壓力小於900毫巴,同時通過攪拌葉片2對油泥進行緩慢攪拌,以使油泥熱解反應均勻進行。油泥熱解蒸汽依次經過第二熱交換器10和第三熱交換器11進行冷卻,得到冷卻液體送入儲液罐12,得到冷卻氣體送入尾氣處理裝置E進行處理。

如圖3所示,尾氣處理裝置包括逆流式鹼液洗滌塔500、逆流式霧化水洗塔501和三相多介質催化氧化塔502。逆流式鹼液洗滌塔500中鹼洗液為5重量%的氫氧化鈉溶液,控制鹼洗液與尾氣的接觸時間為7秒,液氣體積比為5:1;逆流式霧化水洗塔501中水與經過鹼洗後尾氣的接觸時間為6秒,液氣體積比為1:1;水洗後尾氣在三相多介質催化氧化塔502中停留時間為30秒,液氣體積比為6:1,液相包括5重量%稀硫酸、3重量%雙氧水和10重量%氯化亞鐵溶液,雙氧水和亞鐵離子的摩爾比為1:4,稀硫酸與雙氧水重量比為1:4,鎳基催化劑的比表面積為287米2/克,以竹炭為載體,排氣筒高度為25米。

採用上述條件,持續熱解5小時後,將熱解廢渣送入螺旋輸送機7中進行降溫後送出。將冷卻液體進行油水分離後對油類產物進行分析,對熱解廢渣進行碳含量分析,具體結果見表1,所得尾氣中硫化氫含量為0.03mg/m3,硫化氫排放量為0.20Kg/h,臭氣濃度50,排放尾氣符合國家標準GB14554-93、GB16297-96和GB18484-2001。

實施例2

實施例2的步驟與實施例1基本相同,不同之處在於油泥熱解分為第一熱解和第二熱解,第一熱解的溫度為105℃,時間為2小時,壓力為800毫巴,第二熱解的溫度為260℃,時間為3小時,壓力小於50毫巴。油類產物分析和熱解廢渣碳含量分析結果見表1,所得尾氣中硫化氫含量為0.01mg/m3,硫化氫排放量為0.06Kg/h,臭氣濃度35,排放尾氣符合國家標準GB14554-93、GB16297-96和GB18484-2001。

實施例3

實施例3的步驟與實施例1基本相同,不同之處在於:逆流式鹼液洗滌塔500中鹼洗液為1重量%的氫氧化鈉溶液,控制鹼洗液與尾氣的接觸時間為15秒,液氣體積比為3:1;逆流式霧化水洗塔501中水與經過鹼洗後尾氣的接觸時間為6秒,液氣體積比為1:1;水洗後尾氣在三相多介質催化氧化塔502中停留時間為30秒,液氣體積比為6:1,液相包括5重量%稀硫酸、3重量%雙氧水和10重量%氯化亞鐵溶液,雙氧水和亞鐵離子的摩爾比為1:4,稀硫酸與雙氧水重量比為1:4,鎳基催化劑的比表面積為287米2/克,以竹炭為載體。所得尾氣中硫化氫含量為0.03mg/m3,硫化氫排放量為0.30Kg/h,臭氣濃度103。排放尾氣符合國家標準GB14554-93、GB16297-96和GB18484-2001。

實施例4

實施例4的步驟與實施例1基本相同,不同之處在於:逆流式鹼液洗滌塔500中鹼洗液為10重量%的氫氧化鈉溶液,控制鹼洗液與尾氣的接觸時間為5秒,液氣體積比為15:1;逆流式霧化水洗塔501中水與經過鹼洗後尾氣的接觸時間為6秒,液氣體積比為1:1;水洗後尾氣在三相多介質催化氧化塔502中停留時間為30秒,液氣體積比為6:1,液相包括5重量%稀硫酸、3重量%雙氧水和10重量%氯化亞鐵溶液,雙氧水和亞鐵離子的摩爾比為1:4,稀硫酸與雙氧水重量比為1:4,鎳基催化劑的比表面積為287米2/克,以竹炭為載體。所得尾氣中硫化氫含量小於0.01mg/m3,硫化氫排放量小於0.01Kg/h,臭氣濃度為200。排放尾氣符合國家標準GB14554-93、GB16297-96和GB18484-2001。

實施例5

實施例5的步驟與實施例1基本相同,不同之處在於:逆流式鹼液洗滌塔500中鹼洗液為20重量%的氫氧化鈉溶液,控制鹼洗液與尾氣的接觸時間為5秒,液氣體積比為15:1;逆流式霧化水洗塔501中水與經過鹼洗後尾氣的接觸時間為6秒,液氣體積比為1:1;水洗後尾氣在三相多介質催化氧化塔502中停留時間為30秒,液氣體積比為6:1,液相包括5重量%稀硫酸、3重量%雙氧水和10重量%氯化亞鐵溶液,雙氧水和亞鐵離子的摩爾比為1:4,稀硫酸與雙氧水重量比為1:4,鎳基催化劑的比表面積為287米2/克,以竹炭為載體,所得尾氣中硫化氫含量小於0.01mg/m3,硫化氫排放量小於0.01Kg/h,臭氣濃度為1500。排放尾氣符合國家標準GB14554-93、GB16297-96和GB18484-2001。

實施例6

實施例6的步驟與實施例2基本相同,不同之處在於第一熱解的溫度為135℃,時間為2小時,壓力為900毫巴,第二熱解的溫度為340℃,時間為3小時,壓力小於50毫巴。油類產物分析和熱解廢渣碳含量分析結果見表1,所得尾氣中硫化氫含量為0.02mg/m3,硫化氫排放量為0.08Kg/h,臭氣濃度45,排放尾氣符合國家標準GB14554-93、GB16297-96和GB18484-2001。

實施例7

實施例7的步驟與實施例2基本相同,不同之處在於第一熱解的溫度為95℃,時間為2小時,壓力為900毫巴,第二熱解的溫度為170℃,時間為7小時,壓力小於50毫巴。油類產物分析和熱解廢渣碳含量分析結果見表1,所得尾氣中硫化氫含量小於0.01mg/m3,硫化氫排放量為0.02Kg/h,臭氣濃度10,排放尾氣符合國家標準GB14554-93、GB16297-96和GB18484-2001。

對比例1

對比例1與實施例1的區別在於不設置逆流式鹼液洗滌塔500和逆流式霧化水洗塔501,將尾氣直接送入三相多介質催化氧化塔502進行催化氧化處理,所得尾氣中硫化氫含量為0.73mg/m3,硫化氫排放量為1.75Kg/h,臭氣濃度2300,不符合國家標準GB14554-93。

表1

從表1和對比例1中可以看出,本公開方法能夠回收油泥中大部分油類產物實現資源的再利用,同時採用兩步熱解的方法,油類產物回收效率更高,輕油產率也更高,碳原子利用效率高。

另外,從實施例和對比例還可以看出,採用本公開的尾氣處理工藝能夠排放符合國家標準的尾氣,但是若逆流鹼洗中氫氧化鈉濃度過高,會對後續催化氧化反應造成影響,若不進行逆流鹼洗,則催化氧化無法除去大部分硫化氫。

以上結合附圖詳細描述了本公開的優選實施方式,但是,本公開並不限於上述實施方式中的具體細節,在本公開的技術構思範圍內,可以對本公開的技術方案進行多種簡單變型,這些簡單變型均屬於本公開的保護範圍。

另外需要說明的是,在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進行組合,為了避免不必要的重複,本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外,本公開的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合,只要其不違背本公開的思想,其同樣應當視為本公開所公開的內容。

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