申请日2017.07.07
公开(公告)日2017.09.01
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12; C02F11/14; C02F11/10; C10B53/00; C10B53/02
摘要
一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，属于含油污泥资源化处置技术领域。包括以下步骤：1)含油污泥初步脱水，将含水率降至20%~40%;2)将含油污泥与微藻生物质以一定质量比在搅拌釜中混合均匀;3)将混合后的含油污泥送入干燥器中经6小时初步干燥去水;4)将干燥后的含油污泥送入热解反应器中进行热解反应，产物为热解气，热解油和热解焦;5)热解气经保温管道送入冷凝装置，收集油品以及可燃气。与现有工艺相比，本发明将含油污泥与微藻生物质协同热解，改善了含油污泥颗粒形态，基于协同作用提高了资源回收率，降低了热解反应阻力，实现了减量化、资源化和无害化的处置目标。
权利要求书
1.一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将含油污泥脱水至含水率在20%~40%;将含油污泥与微藻生物质按质量比10：1~3混合均匀;
2)将混合后的物料在105℃~115℃的干燥温度下干燥去水;
3)将干燥后的物料送入热解反应器中进行热解反应，产生热解气、热解焦;热解气送入冷凝装置冷凝分离为油品以及可燃气。
2.根据权利要求1所述的一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，其特征在于：步骤1)中所述的含油污泥与微藻生物质质量比为10：1.5。
3.根据权利要求1所述的一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，其特征在于：步骤1)中所述的含油污泥脱水过程中添加破乳剂、絮凝剂。
4.根据权利要求1所述的一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，其特征在于：步骤3)中所述的可燃气返回热解反应器作为燃料提供热能。
5.根据权利要求1所述的一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，其特征在于：步骤2)中所述的干燥温度为110℃~112℃。
6.根据权利要求1所述的一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，其特征在于：步骤3)中所述的热解反应器为续批式或连续式进料，热解反应的气氛为无氧或贫氧，热解反应的温度为500℃~700℃。
7.根据权利要求6所述的一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，其特征在于：步骤3)中所述的热解反应的温度为550℃~600℃。
8.根据权利要求1所述的一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，其特征在于：步骤3)中所述的热解反应器为立式管式热解炉。
9.根据权利要求1所述的一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，其特征在于：步骤3)中所述的热解焦中残油所占的质量百分比为0~0.001%。
说明书
一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法
技术领域
一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，属于含油污泥资源化处置技术领域。
背景技术
含油污泥是石油生产过程中伴随产物，在石油勘探开发、运输、储存、炼制过程中均有产生。随着世界经济的日益发展，石油资源的需求日益增加，伴随石油工业而来的油泥的产量也日益增加。据统计信息，我国每年产生的含油污泥总量达500余万吨，并且随着进一步的深度开采的进行，含油污泥的产量还将继续增加。由于含油污泥固有的危险性以及产量的递增，有效的处理处置方式突显得尤为重要。油泥是一个复杂的乳化体系，包括各种石油碳氢化合物、水、重金属和矿物质颗粒等。油泥的处理处置不仅要关注有机物的去除，还要注意重金属的安全处置。
我国对含油污泥的研究开始较晚，含油污泥处理技术与国外差距较大，目前还没有一套成熟、有效的处理含油污泥的技术，大部分采取机械脱水，危废填埋处置，这样不仅浪费了资源，并且对当地环境造成了较大污染。国内外处置含油污泥的方法一般有：填埋处理技术、生物处理技术、溶剂萃取技术、低温处理技术、调质-机械脱水技术、热水洗处理技术、焚烧处理技术、热解处理技术、超声波脱油技术等。
热解法作为新型处理工艺，不仅有大幅度减容减量的优点，还能有效回收油泥中的油气资源，相比直接焚烧，热解法在降低污染物排放的同时，还能稳定重金属化学状态。当油泥的含水率过高时，使用热解技术容易产生结焦现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种降低热解反应阻力，提高能源回收效率的含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将含油污泥脱水至含水率在20%~40%;将含油污泥与微藻生物质按质量比10：1~3混合均匀;
2)将混合后的物料在105℃~115℃的干燥温度下干燥去水;
3)将干燥后的物料送入热解反应器中进行热解反应，产生热解气、热解焦;热解气经保温管道送入冷凝装置冷凝分离为油品以及可燃气。
本专利提出了一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，将油泥与微藻生物质进行掺混协同热解，有助于改善油泥的颗粒形态，降低热解反应阻力，提高能源回收效率，实现了减量化、资源化和无害化的处置目标。
步骤1)中所述的含油污泥与微藻生物质按质量比为10：1.5。将含油污泥与微藻生物质的配比进一步优化，能够时协同热解的效果更好，热解反应阻力更小，热解焦中残油更低。
步骤1)中所述的含油污泥脱水过程中添加破乳剂、絮凝剂。在脱水过程中加入破乳剂和絮凝剂，能够时残油与微藻生物质的接触更充分，能够在更短的时间内达到热解反应彻底。
步骤3)中所述的可燃气返回热解反应器作为燃料提供热能。冷凝所获可燃气可直接用于燃烧为热解反应提供热量供应，所获油品可进一步加工成汽油、柴油。
步骤2)中所述的干燥温度为110℃~112℃。优选的干燥温度达到的干燥效果能加快热解反应的速率。
步骤3)中所述的热解反应器为续批式或连续式进料，热解反应的气氛为无氧或贫氧，热解反应的温度为500℃~700℃。在本发明的优选的热解反应的条件下，热解反应更加彻底，热解焦中残油更低。
步骤3)中所述的热解反应的温度为550℃~600℃。在本发明的优选的热解反应的温度下，能使热解焦中残油达到零含量。
步骤3)中所述的热解反应器为立式管式热解炉。立式管式热解炉对本发明的热解条件最适应，热价效果最好。
步骤3)中所述的热解焦中残油所占的质量百分比为0~0.001%。产生的热解焦可以直接排放，或用于建筑材料。
与现有技术相比，本发明一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法所具有的有益效果是：改善了含油污泥颗粒形态，基于协同作用提高了资源回收率，降低了热解反应阻力，降低了能耗，提高了资源回收率，实现了减量化、资源化和无害化的处置目标。与现有工艺相比，本发明将含油污泥与微藻生物质协同热解，有效降低了热解反应阻力，降低了能耗，提高了资源回收率，具有含油污泥原料适用范围广、热解效率高、热解气产率高的优点。实现了减量化、资源化和无害化的处置目的。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，其中实施例1为最佳实施例。
实施例1
1)含油污泥加入破乳剂、絮凝剂，使用卧螺离心机进行固液分离，初步脱水后含油污泥含水26.55%;
2)将含油污泥与微藻生物质以质量比10:2.5在搅拌釜中混合均匀;
3)将混合后的含油污泥送入温度为111℃干燥器中经6小时初步干燥去水;
4)将干燥后的含油污泥送入立式管式热解炉中在600℃进行热解反应，氮气作为保护气氛，流量为500ml/min，产生热解气、热解焦，热解焦产率为61.38%，热解焦中残油所占的质量百分比为零;
5)热解气经保温管道送入冷凝装置，收集油品以及可燃气，最终含油污泥中矿物油回收率为90.97%，热解油转化率为16.11%，可燃气转化率为74.86%。
实施例2
1)含油污泥加入破乳剂、絮凝剂，使用卧螺离心机进行固液分离，初步脱水后含油污泥含水30.12%;
2)将含油污泥与微藻生物质以质量比10:1.5在搅拌釜中混合均匀;
3)将混合后的含油污泥送入温度为110℃干燥器中经6小时初步干燥去水;
4)将干燥后的含油污泥送入立式管式热解炉中在585℃进行热解反应，氮气作为保护气氛，流量为500ml/min，产生热解气、热解焦，热解焦产率为63.12%，热解焦中残油所占的质量百分比为0.0001%;
5)热解气经保温管道送入冷凝装置，收集油品以及可燃气，最终含油污泥中矿物油回收率为86.88%，热解油转化率为20.42%，可燃气转化率为66.45%。
实施例3
1)含油污泥加入破乳剂、絮凝剂，使用卧螺离心机进行固液分离，初步脱水后含油污泥含水33.32%;
2)将含油污泥与微藻生物质以质量比10:1.3在搅拌釜中混合均匀;
3)将混合后的含油污泥送入温度为112℃干燥器中经6小时初步干燥去水;
4)将干燥后的含油污泥送入立式管式热解炉中在600℃进行热解反应，氮气作为保护气氛，流量为500ml/min，产生热解气、热解焦，热解焦产率为62.28%，热解焦中残油所占的质量百分比为0.0001%;
5)热解气经保温管道送入冷凝装置，收集油品以及可燃气，最终含油污泥中矿物油回收率为85.07%，热解油转化率为19.00%，可燃气转化率为66.07%。
实施例4
1)含油污泥加入破乳剂、絮凝剂，使用卧螺离心机进行固液分离，初步脱水后含油污泥含水20.02%;
2)将含油污泥与微藻生物质以质量比10:3在搅拌釜中混合均匀;
3)将混合后的含油污泥送入温度为105℃干燥器中经6小时初步干燥去水;
4)将干燥后的含油污泥送入立式管式热解炉中在550℃进行热解反应，氮气作为保护气氛，流量为500ml/min，产生热解气、热解焦，热解焦产率为63.50%，热解焦中残油所占的质量百分比为0.0006%;
5)热解气经保温管道送入冷凝装置，收集油品以及可燃气，最终含油污泥中矿物油回收率为85.96%，热解油转化率为21.11%，可燃气转化率为64.85%。
实施例5
1)含油污泥加入破乳剂、絮凝剂，使用卧螺离心机进行固液分离，初步脱水后含油污泥含水40.0%;
2)将含油污泥与微藻生物质以质量比10:1在搅拌釜中混合均匀;
3)将混合后的含油污泥送入温度为115℃干燥器中经6小时初步干燥去水;
4)将干燥后的含油污泥送入立式管式热解炉中在500℃进行热解反应，氮气作为保护气氛，流量为500ml/min，产生热解气、热解焦，热解焦产率为66.16%，热解焦中残油所占的质量百分比为0.001%;
5)热解气经保温管道送入冷凝装置，收集油品以及可燃气，最终含油污泥中矿物油回收率为79.72%，热解油转化率为14.96%，可燃气转化率为64.76%。
对比例1
1)含油污泥加入破乳剂、絮凝剂，使用卧螺离心机进行固液分离，初步脱水后含油污泥含水26.55%;
2)直接将脱水后的含油污泥送入温度为115℃干燥器中经6小时初步干燥去水;
3)将干燥后的含油污泥送入立式管式热解炉中在700℃进行热解反应，氮气作为保护气氛，流量为500ml/min，产生热解气、热解焦，热解焦产率为34.43%;
4)热解气经保温管道送入冷凝装置，收集油品以及可燃气，最终含油污泥中矿物油回收率为63.8%，热解油转化率为9.4%，可燃气转化率为54.4%。
通过上述实施例可见，本发明一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，具有改善含油污泥颗粒形态，基于协同作用提高了热解产率，有效降低了热解反应阻力，降低了能耗，提高了资源回收率，具有含油污泥原料适用范围广、热解效率高、热解过程中热解焦和矿物油损失少、热解气产率高的优点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
