申请日2011.11.04
公开(公告)日2012.06.20
IPC分类号C02F11/18; C02F11/00
摘要
本发明提供一种含油污泥的处理方法，包括：将过热蒸汽导入高温处理槽中烘焙含油污泥，使得含油污泥中包括油和水在内的液体被蒸发成气体;将气体中包含的来自含油污泥的固体颗粒在气固分离器中分离出来，然后送入干燥机中进行干燥和燃烧后排出;将从气固分离器分离出来的气体在冷凝器中冷凝生成液态的油和水，该液态的油和水在油水分离器中被分离后分别回收，其中，含油污泥以泵送方式导入高温处理槽中，过热蒸汽以超音速喷射流导入高温处理槽中并与含油污泥垂直相撞。还提供一种用于该方法的含油污泥处理设备，使得原油回收率高，以及最后产生的干渣含水率和含油量小。
权利要求书
1.一种含油污泥的处理方法，其特征在于，包括：
将过热蒸汽导入高温处理槽(2)中烘焙含油污泥，使得含油污泥中包 括油和水在内的液体被蒸发成气体;
将气体中包含的来自含油污泥的固体颗粒在气固分离器(3)中分离出 来，然后送入干燥机(7)中进行干燥和燃烧后排出;
将从气固分离器(3)分离出来的气体在冷凝器(4)中冷凝生成液态 的油和水，该液态的油和水在油水分离器(5)中被分离后分别回收，
其中，所述含油污泥以泵送方式导入所述高温处理槽(2)中，所述过 热蒸汽以超音速喷射流导入所述高温处理槽(2)中并与所述含油污泥垂直 相撞。
2.根据权利要求1所述的含油污泥的处理方法，其特征在于，
还包括过热蒸汽产生步骤：将0.3Mpa以下的饱和蒸汽送入蒸汽发生装 置(12)的换热管中，利用换热管下方的燃料机加热所述换热管中的饱和 蒸汽，直至所述饱和蒸汽变成温度达到500℃以上且压力保持在0.2Mpa的 所述过热蒸汽。
3.根据权利要求1或2所述的含油污泥的处理方法，其特征在于，
将所述过热蒸汽通入所述干燥机(7)中对所述固体颗粒进行干燥，将 干燥后的固体颗粒与通入所述干燥机(7)中的热空气燃烧生成干渣和烟气， 其中所述烟气经除尘后排出，所述干渣导入螺旋输送器(8)中。
4.根据权利要求1所述的含油污泥的处理方法，其特征在于，
将所述的从油水分离器中分离出来的水在热交换器(6)中进行冷却， 然后利用冷却后的水对油水分离器(5)进行冷却。
5.根据权利要求1所述的含油污泥的处理方法，其特征在于，
所述的从气固分离器(3)中分离出来的固体颗粒，在送入干燥机(7) 之前被收集在回收仓内直至达到预定料位时才被送入所述干燥机(7)中。
6.根据权利要求5所述的含油污泥的处理方法，其特征在于，
当从所述回收仓向所述干燥机输送所述固体颗粒时，同时在所述干燥 机(7)中对所述固体颗粒进行搅拌。
7.一种用于前述任一权利要求所述方法的含油污泥处理设备，其特征 在于，包括：
具有供过热蒸汽与含油污泥发生气化反应的腔体的高温处理槽(2)， 所述腔体上开设有接收过热蒸汽的第一入口(26)、接收含油污泥的第二 入口(25)、以及排气口(28);
与所述高温处理槽的排气口(28)连通的气固分离器(3)，具有排放 分离后气体的顶部出气口(32)、排放分离后固体的底部出渣口(34);
与所述气固分离器的底部出渣口(34)连通的、供所述分离后固体干 燥和燃烧的干燥机(7)，具有供用以干燥所述固体的过热蒸汽通入的蒸汽 通入口(71)、以及供与干燥后的固体燃烧的热空气通入的热空气入口(73); 以及
冷凝器(4)，其入口与所述气固分离器的顶部出气口(32)连通，其 出口连通有油水分离器(5)，
其中，所述高温处理槽的第一入口(26)的中心线，垂直于所述高温 处理槽的第二入口(25)的中心线。
8.根据权利要求7所述的含油污泥处理设备，其特征在于，
还包括产生过热蒸汽的蒸汽发生装置(12)，具有箱体、容纳在所述 箱体中的换热管(1204)、安装于所述箱体上的用以加热所述换热管(1204) 的燃料机(1203)，
其中，所述换热管的一个端口(1202)构成供饱和蒸汽通入的入口， 另一端口(1201)构成排出所述过热蒸汽的出口，所述换热管(1204)的 所述出口与所述高温处理槽的第一入口(26)连通。
9.根据权利要求7所述的含油污泥处理设备，其特征在于，还包括：
与所述干燥机(7)连通的、用以将所述干燥机中热空气与固体燃烧后 产生的烟气排出的烟气排出装置;
与所述干燥机(7)连通的、用以将所述干燥机中热空气与固体燃烧后 产生的干渣排出的螺旋输送器(8);以及
连接在所述干燥机的热空气入口(73)的、用于鼓入所述热空气的送 风机(10)。
10.根据权利要求7所述的含油污泥处理设备，其特征在于，
还包括用以冷却来自所述油水分离器(5)的回收水的热交换器(6)， 其中，所述热交换器(6)具有接收所述回收水的入水口(61)、以及将经 所述热交换器(6)冷却后的回收水通入所述油水分离器(5)中的出水口 (62)。
说明书
含油污泥的处理方法和处理设备
技术领域
本发明涉及一种含油污泥的处理方法和处理设备。
背景技术
油田和炼油厂的污水处理系统以及原油生产储运系统会产生大量含油 污泥。目前我国每年产生的含油污泥总量达500余万吨。随着大多数油田 进入中后期开采阶段，采出油中含水率越来越高，含油污泥量还会继续增 加。含油污泥成分极其复杂，主要由乳化油、水、固体悬浮物等混合组成， 含有重金属和其它有害杂质;炼油厂污泥还含有大量苯系物、酚类、芘、 蒽等有毒物质。
含油污泥直接外排会占用大量土地，其含有的有毒物质会污染水、土 壤和空气，恶化生态环境;直接用于回注和在污水处理系统循环时，会造 成注水水质下降和污水处理系统的运行条件恶化，对生产造成不可预计的 损失，同时大量石油资源被浪费。含油污泥已被列入《国家危险废物目录》 中的含油废物类，《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》 也要求必须对含油污泥进行无害化处理。因此，无论是从环境保护、维护 正常生产还是从回收能源的角度出发，都必须对含油污泥进行无害化、资 源化处理。人们对含油污泥的处理进行了大量的研究，但至今没有一种成 熟有效的处理方法。目前各油田含油污泥的处理大多采用露天堆放和填埋 等处理方法，直接污染了土壤和地下水资源，同时还造成了资源的浪费。
为实现含油污泥的彻底处理和资源利用，国内外进行了大量研究并取 得一定进展。含油污泥主要处理技术有：含油污泥调质-机械分离技术、 生物处理技术、含油污泥固化技术、焚烧处理技术、热洗涤法、溶剂萃取 等。由于在处理工艺、处理成本、环境保护等方面存在诸多的问题，目前 尚没有一种合理的、成本低、技术成熟的使含油污泥净化的处理设备得到 推广应用。
油泥是指在油田生产活动中主要来源于石油开采、修井作业、原油集 输、炼制及含油污水处理过程中被原油及其它有机物污染了的泥、砂、水 的含油固体混合物，油泥中一般含油率在10-50%，含水率在40-90%。 现在全国各大油田在勘探开采生产过程中都有大量的井场作业落地油泥产 生，并且在石油的炼制及集输过程中，还会产生大量污水处理所产生的含 油污泥、罐底清除的油泥、作业管线内的油泥等。
含油污泥中含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质， 由于含油污泥体积庞大，若不加以处理直接排放，不但占用大量耕地，造 成对紧张的土地资源的浪费，还将会对生产区域和周边土壤、水体、空气 造成污染，并且伴有恶臭气体产生。由于污泥含有大量的病原菌、寄生虫 (卵)、铜、锌、铬、汞等重金属、盐类以及多氯联苯、二恶英等难降解 的有毒有害物质，因而对周边环境造成较大的影响，一是含油污泥中的油 气挥发，对周围土壤、水体、空气都造成污染，伴有恶臭气体产生，使生 产区域内空气质量存在总烃浓度超标的现象;二是散落和堆放的含油污泥 污染地表水甚至地下水，使水中COD、BOD和石油类严重超标;三是含油 污泥含有大量的原油，造成土壤中石油类超标，土壤板结，使区域内的植 被遭到破坏，草根退化，生态环境受到影响。由于油泥中所含的烃类物质 对周边环境危害较大，被列入《国家危险废物名录》中的危险废物，因而 含油污泥的处理一直是困扰油田可持续发展的一大难题，并且油泥的排放 已成为危害当地环境质量的重要因素。
将存放在油泥沙贮存场的油泥经过筛选，通过几次步骤把油泥中的杂 质驱除掉。筛选后的油泥沙运输至油泥沙原料池，通过螺旋送料机至切碎 机(带有蒸汽加热装置)，将原料油泥充分的粉碎(通过粉碎过程，把油 泥颗粒粉碎到0.1cm以下，使油泥在下一步的分离过程中油泥颗粒和油泥 洗脱剂接触充分彻底，以达到油和泥充分分离)。经粉碎后的原料通过螺 旋送料机送至离心机进行离心分离(经过离心分离主要使油泥均质化和含 油最小化，通过此过程使即将进入分离过程的油泥尽量含油均匀一致，并 且使其含油量达到最低点，使油泥在分离过程中和油泥洗脱剂接触更充分 均匀，同时也可减少用药量)，经离心分离后的物料通过螺旋送料机输送 至油泥搅拌机(带有蒸汽加热装置)，同时加入适当量的水和分离化学药 剂在搅拌机内进行充分的搅拌混合以形成混合油泥浆。
配制好的油泥浆通过螺旋送料机进入油泥分离机，在分离机内依据原 料的情况加入不定量的油泥洗脱剂，经过充分搅拌混合，并在导入的微气 泡的作用下，使得油和泥彻底分离。同时在底部通过水泵向分离机内泵入 清水以将油气泡的液面托高，油份以油气泡的形式浮到上层，通过油气泡 刮除器把油气泡导入油气泡收集器。
从油泥分离机收集的油气泡仍然含有水分和泥砂，仍需要进行进一步 的油水分离。油气泡通过集中的管线及清水离心泵输送至油水净化器中， 油气泡在药物和机械搅拌力的作用下，经过一定量时间的沉淀，使油和水 及泥砂充分分离，以达到净化油的目的。
油泥在油泥分离机中经过充分分离后，油以油气泡的形式和泥砂已经 彻底分离，通过油水分离器中上部的阀门、管线、输送泵及原油回收装置 将原油输送至储油罐或油罐车，从而达到回收原油的目的。同时油泥分离 机中的泥水和油水分离器当中的水通过共通的管线、阀门及清水离心泵输 送至污水净化池，经沉淀后的水可再次用于油泥搅拌的过程。同时油泥分 离机中分离出来的较大的泥砂通过分离机下部的阀门放出。
油泥经过以上的过程的处理，原油可以达到能源回收再利用;分离出 来的泥砂达到国家环保部颁发的《农用污泥中污染物控制标准》中规定的 污泥排放标准;油泥分离过程中的用水是循环的，排放出来的水也达到了 污水排放标准。
现有技术至少存在以下缺陷：1、用药量大;2、针对新鲜油泥处理 效果理想，老化的油泥处理效果不理想;3、针对碱性油泥不能处理。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种含油污泥的 处理方法和处理设备，使得原油回收率高，以及最后产生的干渣含水率和 含油量小。
为实现上述目的，本发明提供了一种含油污泥的处理方法，包括：将 过热蒸汽导入高温处理槽中烘焙含油污泥，使得含油污泥中包括油和水在 内的液体被蒸发成气体;将气体中包含的来自含油污泥的固体颗粒在气固 分离器中分离出来，然后送入干燥机中进行干燥和燃烧后排出;将从气固 分离器分离出来的气体在冷凝器中冷凝生成液态的油和水，该液态的油和 水在油水分离器中被分离后分别回收，其中，含油污泥以泵送方式导入高 温处理槽中，过热蒸汽以超音速喷射流导入高温处理槽中并与含油污泥垂 直相撞。
优选地，含油污泥的处理方法还包括过热蒸汽产生步骤：将0.3Mpa 以下的饱和蒸汽送入蒸汽发生装置的换热管中，利用换热管下方的燃料机 加热换热管中的饱和蒸汽，直至饱和蒸汽变成温度达到500℃以上且压力 保持在0.2Mpa的过热蒸汽。
优选地，将过热蒸汽通入干燥机中对固体颗粒进行干燥，将干燥后的 固体颗粒与通入干燥机中的热空气燃烧生成干渣和烟气，其中烟气经除尘 后排出，干渣导入螺旋输送器中。
优选地，将所述的从油水分离器中分离出来的水在热交换器中进行冷 却，然后利用冷却后的水对油水分离器进行冷却。
优选地，所述的从气固分离器中分离出来的固体颗粒，在送入干燥机 之前被收集在回收仓内直至达到预定料位时才被送入干燥机中。
优选地，当从回收仓向干燥机输送固体颗粒时，同时在干燥机中对固 体颗粒进行搅拌。
另一方面，本发明还提供一种用于本发明前述任一方法的含油污泥处 理设备，包括：具有供过热蒸汽与含油污泥发生气化反应的腔体的高温处 理槽，腔体上开设有接收过热蒸汽的第一入口、接收含油污泥的第二入口、 以及排气口;与高温处理槽的排气口连通的气固分离器，具有排放分离后 气体的顶部出气口、排放分离后固体的底部出渣口;与气固分离器的底部 出渣口连通的、供分离后固体干燥和燃烧的干燥机，具有供用以干燥固体 的过热蒸汽通入的蒸汽通入口、以及供与干燥后的固体燃烧的热空气通入 的热空气入口;以及冷凝器，其入口与气固分离器的顶部出气口连通，其 出口连通有油水分离器，其中，高温处理槽的第一入口的中心线，垂直于 高温处理槽的第二入口的中心线。
优选地，含油污泥处理设备还包括产生过热蒸汽的蒸汽发生装置，具 有箱体、容纳在箱体中的换热管、安装于箱体上的用以加热换热管的燃料 机，其中，换热管的一个端口构成供饱和蒸汽通入的入口，另一端口构成 排出过热蒸汽的出口，换热管的出口与高温处理槽的第一入口连通。
优选地，含油污泥处理设备还包括：与干燥机连通的、用以将干燥机 中热空气与固体燃烧后产生的烟气排出的烟气排出装置;与干燥机连通的、 用以将干燥机中热空气与固体燃烧后产生的干渣排出的螺旋输送器;以及 连接在干燥机的热空气入口的、用于鼓入热空气的送风机。
优选地，含油污泥处理设备还包括：用以冷却来自油水分离器的回收 水的热交换器，其中，热交换器具有接收回收水的入水口、以及将经热交 换器冷却后的回收水通入油水分离器中的出水口。
优选地，高温处理槽的腔体的内壁上设有陶瓷衬板，高温处理槽的第 一入口处设有将过热蒸汽喷入腔体中的蒸汽喷嘴。
优选地，干燥机中设有用以承载从气固分离器中分离出的固体的干燥 盘。
优选地，气固分离器包括：依次连通的圆柱形上筒体、倒锥形下筒体， 其中，在下筒体的出口处连接有回收仓，回收仓的底部排料口构成所述的 底部出渣口，以及在回收仓中还安装有料位器、以及响应于料位器信号而 搅拌回收仓中内容物的搅拌装置，在底部排料口处设有出料阀。
本发明的有益技术效果在于：使得原油回收率高，以及最后产生的干 渣含水率和含油量小。进一步，本发明的方法和设备能达到如下处理标准： 处理后的固体残渣(对应于前述的由干燥机中排出的干渣)中含油量小于 0.3%，符合国家《农用污泥中污染物控制标准》GB4284-84中有关矿物油 含量的规定，固体残渣中含水率低于10%。
