CN103134054A - 车撬式含油污泥智能模块处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明是针对含油污泥产生的分散性、复杂性以及炼制过程中引起的药剂毒性而依靠含油污泥自身热值进行无害化处理的一种可移动处理的方法和装置。采用热化学提炼和热解焚烧结合处理方法，针对含油污泥的地域特性和产生机理进行智能化组合。总工艺流程：含油污泥前期处理→热解燃烧→解吸→净滤→循环利用→排放。其中各个模块既有独立功能，又能功能组合，可以实现热解焚烧、分解吸收、原油回收、污泥清洗、污泥干化和泥渣固化等功能。经本发明处理过的油泥不再含有石油类及其他有害成分，符合环保排放要求，系统可二十四小时连续运行，对高含油污泥进行原油回收，实现了危险废物处理处置的减量化、无害化、资源化的目的。

Description

车撬式含油污泥智能模块处理系统

技术领域

本发明是针对含油污泥产生的分散性、复杂性以及炼制过程中引起的药剂毒性而依靠含油污泥自身热值进行无害化处理的一种可移动处理的方法和装置。

背景技术

含油污泥是石油开采和炼制过程中原油中所携带的泥、砂沉淀，采油污水浮渣与底泥，以及钻井、采油过程中产生的落地原油与泥土、杂物混合等形成的污染物。含油污泥是油田生产过程中的必然产物，在一定时期内无法根除，其中油的阻隔特性和矿物毒性必然对环境造成污染，在《国家危险废物名录》中列为危险废物，含油超过千分之三的油泥必需进行无害化处理。目前，能源生产被视为社会发展的生命线，节能减排和循环经济作为世界各国的发展的重点，含油污泥的资源化、减量化、无害化处理(简称“三化”)变得势在必行，上个世纪国内外普遍采用的处理方法是分离法，固化法和生物降解法和焚烧处理。分离法：含油污泥→稀释沉降→加温调质→分离，通过回收一部分原油，但需要添加入药剂和增加能耗，处理不彻底，分离出的泥砂仍含有一定的石油类物质，达不到环保要求，仍需要进一步处理；固化法：含油污泥→加入添加剂→压滤→垃圾场堆放，需要添加剂，增加成本，干泥中含油率高，浪费大，固化后需要很大的占地面积，后处理不及时容易造成二次污染；生物降解法是利用微生物将油泥中所含油类物质分解，对土壤性质、温度、湿度等环境因素要求较高，周期长，投入大，适用范围窄，国内还处于技术摸索阶段；焚烧处理：预处理→焚烧→尾气净化→排放，设备成本高，减容率高，一次性完成无害化处理，但工艺控制和技术管理不完善，需亟待提高。

发明内容

本发明是一种热化学提炼和热解焚烧进行综合处理处置的方法和模块化装置，针对含油污泥的地域特性和产生机理进行智能化功能组合，实现对含油污泥减量处理和资源化利用的同时满足无害化安全环保要求，其系统组成如下：

预处理撬车，热解撬车，解吸撬车，净滤撬车，系统撬车。

预处理撬车：由分选机、干化窑、调质罐和原油提取机构成；

热解撬车：由除渣机、炉体、塔式炉排、布料器和辅助测控系统构成；

解吸撬车：由解吸室、换热器、加药补水系统和助燃系统构成；

净滤撬车：由急冷系统、脱酸系统、除尘器、活性炭吸附塔等构成；

系统撬车：由空压站、控制站、碱液站、软化水站等构成；

本发明的特点是以撬车为功能模块，对不同特性和不同处理需求的含油污泥，撬车进行功能组合和无缝对接，总工艺流程：含油污泥前期处理→热解燃烧→解吸→净滤→循环利用→排放。其中各个模块既有独立功能，又能按需求进行功能组合，可以实现热解焚烧、分解吸收、原油回收、油泥清洗、污泥干化和泥渣固化等功能。

经本发明处理过的油泥不再含有石油类及其他有害成分，符合环保要求，残渣可固化卫生填埋，系统可24小时连续运行为生产系统供热，对高含油污泥进行原油回收，实现了危险废物处理处置的减量化、无害化、资源化的目的。

具体实施方式

油泥预处理撬车。包含两部分：原油回收的含油污泥预处理和热解含油污泥预处理。对高含油量油泥进行分拣，化验，测定其各组分的含量，对其中原油进行回收。高含油量油泥用回转隔栅粗滤进行物理筛分和重力沉降，实现含油污泥的分选和清洗；对滤过的油泥预热均化，调质处理后固液离心两分离，用泵将上层的油水混合液抽出，进入油水分离罐分离，完成原油回收的预处理；脱水后含油污泥螺旋输送到干化器进一步干化脱水后与厂区其他未进行分选的含油污泥混料搅拌，经检测合格后由提升机将其运送到加料仓，完成了热解焚烧的预处理。离心分离的废液进入废液储罐，浓缩液通过浆液泵喷淋焚烧处理，上清液用来调质清洗循环使用。

热解撬车。全智能运行体系，主体是一台自循环保温热解炉，辅助设有变频给料系统、湿式除渣系统和安全防护系统，整个撬车采用先进的热解气化原理，对含油污泥进行热解燃烧过程是从炉膛的底部布风燃烧到顶部缺氧分解，实现了物料底部充分氧化到顶部还原反应，使得含油污泥由上到下完成干化、轻质组分反应、重质组分裂解、半焦化反应、矿物质反应五个阶段，通过自动布料和燃尽后自动排渣将热解系统形成一个智能运行体系。通过双辊疏散进料装置和布料器的旋转进料连续加入炉体内，布料器转动使物料均匀地洒开，保证物料在焚烧炉内充分热分解。由热解段上升的烟气对表层物料干燥；焦化反应所产生的热量为轻质组分和重油裂解提供保证，含油污泥热解气化为一氧化碳、气态烃类等可燃物并形成混合烟气，混合烟气被吸入换热撬车燃烧换热；焦化反应温度在1100℃左右，通过渣层将炉底的一次风预热，为焦化反应供氧。燃烧段产生的残渣经过矿物质反应继续燃烧后一次风冷却，经炉排的机械挤压、破碎排出至炉底的水封槽内，经湿式出渣系统排出。一次风穿过残渣层给燃烧段提供了充足的助燃氧。空气在燃烧段消耗掉大量氧后上行至热解段，并形成了热解气化反应发生的欠氧或缺氧条件。因此，含油污泥中可燃成分在一燃室内经热解后实现了能量的两级分配：裂解成分进入解吸撬焚烧，裂解后残留物留在一燃室内焚烧，油泥的热分解、气化、燃烧形成了沿向下运动方向的动态平衡。在投料和排渣系统连续稳定运行时，炉内各反应段的物理化学过程也持续进行，从而保证了热解炉运转的连续性。

解吸撬车。其包括两个部分，上部主要燃烧可燃气体，下部用来燃尽和换热。热解炉产生的混合烟气进入解吸撬车，经二次风供氧，进行过氧燃烧，炉内温度控制在1000℃±50℃，采用温度、压力自动控制系统，进行实时监测，使得整个热解系统处于微负压态。烟气采用切向进入，增加燃烧气体在燃烧段的湍动程度；解吸撬入口进行二次补风，补充烟气中的氧气，使热解过程产生的可燃物在二燃室的富氧、高温条件下充分燃烧。烟气在二燃室的停留时间超过2秒，焚烧温度达到900℃左右。通过底部换热，控制燃尽停留时间和温度，使得油泥中有机组份彻底焚化的同时，在焚烧机理、湍流、烟尘产生量和燃烧温度和燃烧时间上等重要技术特征上避免和破坏了污染物的生成条件，采取了针对二恶英等污染物生成机理的控制措施，极大地减少了二恶英、氮氧化物、硫氧化物和氯化氢等污染物的生成量，实现了油泥的清洁燃烧。下部换热器进行合理布置换热面，换热管束采用SiC喷涂技术，防止酸腐蚀，并提高换热效率。根据设计产汽量、用户需求等条件，将蒸汽送到分汽缸进行分配，可多方面利用。1、将蒸汽引入含油污泥预处理撬车，供含油污泥原油回收和焚烧干化脱水；2、蒸汽可用于其他生产、生活采暖、洗浴，节能降耗。解吸撬车同时也是一个独立的功能模块，在油区含油污泥燃料不足或热解撬车停用是可以做应急供热撬车，确保产生过程中不断热源。该功能是通过解吸撬顶部燃烧器助燃供热，控制燃料量和烟气量，达到供热要求。

净滤撬车。系统包括调温脱酸、滤料除尘和活性炭吸附三大功能模块，其主体工艺是：采用半干法处理方式脱酸+层叠式过滤除尘+活性炭吸附，在烟气连续监测系统的监控下整个净化过程进行适时调整以满足烟气净化工艺，最终环保达标排放。换热降温后的烟气通过旋流进入调温脱酸塔体内，增加烟气停留时间和湍流度，由计量泵把20％浓度的石灰乳溶液提升到反应塔顶，通过雾化器把碱液雾化成70～200um的雾滴与烟气形成逆流，烟气入塔温度为200℃，由于雾化碱液的冷却作用，出塔时降到150℃左右，同时碱液中的水蒸发。雾滴受向上的热烟气作用，在喷嘴附近形成一个碱性雾滴悬浮的高密度区域，增加接触面积和反应时间，烟气中的酸性物质氮氧化物、硫氧化物和氯化氢等穿过此区域时发生中和反应，塔内反应后的烟气夹带着反应生成盐类物质的干燥粉末随烟气上升到调温脱酸塔顶，起到了预受尘的作用，经过除雾器的滤过作用进入烟气净化撬车的滤料除尘模块，滤料采用覆膜PPS，采用层叠式过滤，定期高压冲洗滤料尘面，提高透气性，烟气中残余二噁英和重金属汞、镉、铅等有害物质通过活性炭吸附层净化使得烟气环保达标排放。除尘系统排出的飞灰采用水泥固化处理，填埋。

系统撬车。系统的智能中枢，其主要功能是对各个功能模块进行控制与调节、辅助模块功能的实现和系统安全的报警与防护，由空压站、控制站、碱液站、软化水站等构成；控制站主要对整个焚烧过程进行集中控制，从含油污泥的干燥、热解、换热到尾气处理以及烟气控制监测等各个环节都进行实时监控，它的具体功能为数据的采集、系统控制、净化调节、系统监测化过程中碱液的雾化和系统安全报警与防护控制。碱液站由一开一备两个系统组成，其中包括清水罐、自动加药箱、搅拌器、计量泵和缓冲器等组件，负责对烟气的脱酸和调温功能。软化水站采用离子交换法自动生成供给水，通过除氧加药对余热锅炉进行自动补水，对蒸汽品质进行实时采样，采样分析后反馈到加药系统进行调整。软化水站设有高位和低位水箱，完成自动冷却和断电应急防护功能。空压站通过控制系统为脱酸雾化和消防安全提供气源。控制站是整个无害化处理系统的中枢，主要由以下几个子系统构成：

1、数据采集系统。采集的数据主要有热解炉膛温度；炉膛压力；炉底压力；换热撬进出口温度；换热器进出口压差；换热器蒸汽压力、温度、流量、集相水位；给水温度、流量；净化撬进出口压差；排烟温度；烟气流量；烟气中一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等含量(在线检测)；烟尘含量；引风机、鼓风机等电机的转速、电流等。将这些数据上传智能模块，通过应用程序实时传送到监控机，为控制和调节系统进一步数据连接。

2、控制系统。主要进行的控制有加料料位控制；热解炉温度控制；换热器安全和吹灰控制；尾气脱酸控制等。通过该系统，可以对焚烧炉、换热器等实时信息进行监控。

3、调节系统。包括焚烧调节和尾气净化调节。焚烧调节系统根据换热器的蒸汽温度和蒸汽压力参数，自动调节进料系统的进料量和旋转炉排的排渣速度及燃烧空气量，控制焚烧炉的热负荷，保持主蒸汽的稳定。为了防止因油泥热值的变化造成焚烧炉过载，设置了超限自动保护和报警功能。净滤撬根据脱酸调温塔进出口烟气的温度和尾气中的酸性有害物质的含量调节碱液添加量，以保证尾气排放达标，当排放有害物质超标时，系统将自动记录、打印和报警，为将来尾气处理提供数据。

Claims (3)

1.一种车撬式含油污泥智能模块处理系统，其组成如下：

预处理撬车，热解撬车，解吸撬车，净滤撬车，系统撬车；

预处理撬车：由分选机、干化窑、调质罐和原油提取机构成；

热解撬车：由除渣机、炉体、塔式炉排、布料器和辅助测控系统构成；

解吸撬车：由解吸室、换热器、加药补水系统和助燃系统构成；

净滤撬车：由急冷系统、脱酸系统、除尘器、活性炭吸附塔等构成；

系统撬车：由空压站、控制站、碱液站、软化水站构成；

2.根据权利要求1所述的车撬式含油污泥智能模块处理系统的工艺流程，其特征是：含油污泥在预处理撬车里经过脱油前期处理和热解前期处理，回收部分原油，把前期处理后的含油污泥提升到热解撬车的料斗内，含油污泥分散旋转布料，加入炉膛后热解燃烧，产生的高温烟气进入解吸撬车燃尽和余热利用，产生的饱和蒸汽进入分汽缸，一部分返送预处理撬车供热，其余蒸汽用于周围生产、生活用热，燃尽烟气进入净滤撬车脱酸、除尘和消毒处理后最终环保排放。系统撬车具有系统监测和控制以及安全防控，实现智能化操作。

3.根据权利要求2所述的车撬式含油污泥智能模块处理系统的工艺流程，其特征是：以单一撬车为独立功能模块，按需求进行功能组合，实现热解焚烧、分解吸收、原油回收、油泥清洗、污泥干化和泥渣固化等功能，通过功能模块组合，实现了含油污泥完全靠自身能量进行可移动的无害化处理。