申请日2014.05.27
公开(公告)日2014.08.13
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明公开了一种超临界流体快速溶胀调质含油污泥的方法，首选对含油污泥进行减量化分离处理，然后以二氧化碳或水为溶胀剂，在超临界状态下充分溶胀含油污泥，将含油污泥中残留的粒径较大的高分子粘弹性聚合物粒子快速、高效、低成本的分散为粒径小、分布均匀、形态规整的高分子粒子。本发明绿色环保、廉价经济，所需设备简单，含油污泥处理效果好、处理时间短，处理后的含油污泥可直接在现有水煤浆配浆工艺中与煤掺配制得可供气化使用的水煤浆，实现了对含油污泥进行无害化处理及资源化利用，为含油污泥掺配水煤浆进而利用水煤浆气化方法综合利用油泥资源提供了保障，经济与环保综合效益显著，具有较高的工业应用价值。
权利要求书
1.一种超临界流体快速溶胀调质含油污泥的方法，其特征在于它由下述步骤 组成：
(1)减量化分离处理含油污泥
将含油污泥注入油泥浓缩罐(2)中进行絮凝沉降分离，将油泥浓缩罐(2)上 部水回注至污水处理厂处理，下部含水油泥进入卧式螺旋离心机(3)进行离心分 离，分离液进入真空转鼓压滤机(4)进行压滤，滤饼与离心分离得到的油泥饼混 合后作为待处理油泥;
(2)超临界溶胀调质
将待处理油泥送入两段式超临界流体溶胀装置(6)中，以超临界二氧化碳或 超临界水为溶胀剂，对待处理油泥进行超临界溶胀调质，溶胀剂与待处理油泥的体 积比为1:1～6，得到调质后的含油污泥。
2.根据权利要求1所述的超临界流体快速溶胀调质含油污泥的方法，其特征 在于：在减量化分离处理含油污泥步骤(1)中，所述的絮凝沉降分离是用聚丙烯 酰胺类絮凝剂或聚丙烯酰胺类絮凝剂与聚氧乙烯基醚类反相破乳剂按质量比为 10:1～5的混合物进行絮凝沉降分离，其加入总量为含油污泥质量的0.1%～0.5%， 所述的聚丙烯酰胺类絮凝剂为重均分子量为5000～200000道尔顿的阳离子聚丙烯 酰胺或重均分子量为1000～200000道尔顿的两性离子聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的超临界流体快速溶胀调质含油污泥的方法，其特征 在于：所述的超临界溶胀调质步骤(2)中，将待处理油泥送入两段式超临界流体 溶胀装置(6)中，以超临界二氧化碳为溶胀剂，对待处理油泥进行超临界溶胀调 质，溶胀剂与待处理油泥的体积比为1:5～6，超临界溶胀压力为7.5～15MPa、超 临界溶胀温度为38～65℃，得到调质后的含油污泥。
4.根据权利要求1所述的超临界流体快速溶胀调质含油污泥的方法，其特征 在于：所述的超临界溶胀调质步骤(2)中，将待处理油泥送入两段式超临界流体 溶胀装置(6)中，以超临界水为溶胀剂，对待处理油泥进行超临界溶胀调质，溶 胀剂与待处理油泥的体积比为1:5～6，超临界溶胀压力为22～30MPa、超临界溶 胀温度为220～280℃。
说明书
超临界流体快速溶胀调质含油污泥的方法
技术领域
本发明含油污泥处理技术领域，具体涉及一种基于超临界流体快速溶胀技术调 质处理含油污泥的方法。
背景技术
水煤浆是一种由煤、水及添加剂按一定比例经物理研磨混合后，得到的新型、 高效、清洁的煤基燃料，水煤浆具有燃烧效率高、污染物排放低等特点，可用于电 站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油、代气、代煤燃烧，是当今洁净煤技术的重要组 成部分。在我国水煤浆主要用于加压煤气化制备合成气继而进行合成氨及甲醇工 业，是煤化工产业的龙头。水煤浆要求良好的制浆工艺，需要制得的水煤浆具有较 高的煤浆浓度、一定的粘度以保证良好的流动性、较好的稳定性及适宜的粒径分布 以保证水煤浆在气化、燃烧时保持良好的特性。因此适宜的煤种、添加剂及配浆工 艺对于水煤浆的制浆显得极为重要。
含油污泥的主要成分为油、水及泥，其具有较好的热值和造气性能，将含油污 泥按一定比例与煤、添加剂及水进行掺配，配制成含油泥的水煤浆后进行气化，可 将常规方法处理含油污泥中难以利用的石油资源转化为合成气，并在1300℃高温处 理下对含油污泥彻底进行无害化处理，剩余的泥沙转化为灰分可制水泥。因此，含 油污泥掺配水煤浆造气与目前各种油泥处理相比较是一种工艺可行、经济性优良、 工业化前景良好并且能对含油污泥进行资源化利用和无害化处理的方法。但由于油 泥来源广泛、成分复杂、体系均一性差、分散能力不良且含有大量的胶质和大分子 有机质等组分，尤其是油泥中含有大量酸化压裂而残留于原油中的因未能有效破胶 返排形成的超高分子量瓜尔胶、田菁胶生物聚合物以及超高分子量球状或网层结构 的聚丙烯胺、聚丙烯酸等，因其粘度大、形态恢复性强，在油泥中形成大量粒径在 50～20000μm的冻胶状粘弹性颗粒，传统的物理机械研磨、破损法无法将这些粘弹 性好的大分子聚合物粒子研磨成符合水煤浆粒径要求的粉末，而化学酸碱分解、生 物酶法处理成本高、废水排放量大、适应性差、环境污染严重，同时由于这些粒子 的存在影响油泥及煤在水煤浆中的分散性能，进而影响油泥掺配水煤浆的稳定性， 更严重的是这些大粒径粒子的存在直接会引起水煤浆进料泵、烧嘴的堵塞而直接影 响气化生产。因此，如何在不改变现有水煤浆制浆工艺的条件下将油泥掺配进入水 煤浆系统，同时简单、廉价、高效的将油泥中各类超高分子量聚合物大粒径粒子转 化为符合水煤浆粒径分布要求的粒子就成为能否使用水煤浆气化技术处理油泥的 关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服油泥中由于残留各类粒径较大的高分子粘 弹性聚合物粒子，直接与煤掺配进行水煤浆制浆造成水煤浆成浆性较差、稳定性不 良，易堵塞管路及烧嘴等问题，提供一种采用超临界流体快速溶胀技术，将油泥中 残留的粒径较大的高分子粘弹性聚合物粒子快速、高效、低成本的分散为粒径小、 分布均匀、形态规整的高分子粒子的方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成：
1、减量化分离处理含油污泥
将含油污泥注入油泥浓缩罐中进行絮凝沉降分离，将油泥浓缩罐上部水回注至 污水处理厂处理，下部含水油泥进入卧式螺旋离心机进行离心分离，分离液进入真 空转鼓压滤机进行压滤，滤饼与离心分离得到的油泥饼混合后作为待处理油泥。
2、超临界溶胀调质
将待处理油泥送入两段式超临界流体溶胀装置中，以超临界二氧化碳或超临界 水为溶胀剂，对待处理油泥进行超临界溶胀调质，溶胀剂与待处理油泥的体积比为 1:1～6，得到调质后的含油污泥。
上述的减量化分离处理含油污泥步骤1中，具体可以用聚丙烯酰胺类絮凝剂对 含油污泥进行絮凝沉降分离，也可以用聚丙烯酰胺类絮凝剂与聚氧乙烯基醚类反相 破乳剂按质量比为10:1～5的混合物对含油污泥进行絮凝沉降分离，其加入量为含 油污泥质量的0.1%～0.5%，所述的聚丙烯酰胺类絮凝剂具体为重均分子量为5000～ 200000道尔顿的阳离子聚丙烯酰胺或重均分子量为1000～200000道尔顿的两性离 子聚丙烯酰胺，所述的聚醚多元醇具体可以是聚醚多元醇F-68、聚醚多元醇330N、 聚醚多元醇DL-400D、聚醚多元醇DL-1000D、聚醚多元醇MN-3050D等。
上述的超临界溶胀调质步骤2中，溶胀剂与待处理油泥的体积比优选1:5～6， 所述的溶胀剂为超临界二氧化碳时，优选超临界溶胀压力为7.5～15MPa、超临界 溶胀温度为38～65℃，所述的溶胀剂为超临界水时，优选超临界溶胀压力为22～ 30MPa、超临界溶胀温度为220～280℃。
本发明采用超临界流体快速溶胀技术将含油污泥中残留的粒径较大的高分子 粘弹性聚合物粒子快速、高效、低成本的分散为粒径小、分布均匀、形态规整的高 分子粒子，以改善含油污泥掺配水煤浆的稳定性及由于这些大粒径粒子引起的水煤 浆进料泵、烧嘴的堵塞问题，使用的溶胀剂为超临界水或超临界二氧化碳，绿色环 保、廉价经济，并且能够循环使用，处理后的含油污泥可直接在现有水煤浆配浆工 艺中与煤掺配制得可供气化使用的水煤浆，实现了含油污泥的无害化处理及资源化 利用。本发明操作及所用设备简单，含油污泥的处理效果好、处理时间短，调质后 的含油污泥与煤掺配制水煤浆无需改变现有制浆工艺，具有较高的工业应用价值。