申请日2006.04.25
公开(公告)日2006.10.11
IPC分类号C02F11/00; F23G7/06; C02F11/10; C02F11/12
摘要
一种含油污泥砂无害化处理工艺及装置。主要解决现有的裂解法处理油污泥砂处理后的残渣达不到环保排放要求、处理量小、安全性差及难以实现工业化处理的问题。其特征在于：该工艺按以下步骤进行：a、预处理，b、加热，c、混合气体处理，d、无害残渣处理;为了实现上述工艺所用的裂解装置：壳体(8)置于保温外壳(12)内，壳体(8)与保温外壳(12)之间有隔离支撑(14)，隔离支撑(14)上开有通道(15)，壳体(8)内置有螺旋输送器(11)，保温外壳(12)上带有热源口(13)及出烟口(7)，壳体(8)与保温外壳(12)的接触处均采用软密封。该工艺及装置具有处理量大、安全性高、能实现工业化处理的特点。
权利要求书
1、一种含油污泥砂无害化处理工艺，包括急冷分离装置(2)、裂 解油储存装置(3)、加压装置(4)、安全水封装置(5)及燃烧室(6)，其 特征在于：该工艺按以下步骤进行：
a、预处理，将含油污泥砂进行脱水、破碎;
b、加热，将预处理后的含油污泥砂加入裂解装置(1)内进行加热， 含油污泥砂被分解成混合气体与无害残渣两大相;
c、混合气体处理，混合气体经过急冷分离装置(2)冷凝形成油、 水及不凝气，油、水进入裂解油储存装置(3)，不凝气依次经过加压 装置(4)、安全水封装置(5)进入燃烧室(6)燃烧，形成的无害烟气经 过裂解装置(1)上的出烟口(7)释放到大气中;
d、无害残渣处理，由裂解装置(1)分离出来的无害残渣经出渣室 16上的出料口(34)排出。
2、根据权利要求1所述的一种含油污泥砂无害化处理工艺，其 特征在于：加热温度范围在200℃～1000℃之间。
3、权利要求1中所用的裂解装置，包括壳体(8)，壳体(8)上带 有进料口(9)及裂解气出口(10)，其特征在于：壳体(8)置于保温外壳 (12)内，壳体(8)与保温外壳(12)之间有隔离支撑(14)，隔离支撑(14) 上开有通道(15)，壳体(8)内置有螺旋输送器(11)，壳体(8)与出渣室 (16)相通，保温外壳(12)上带有热源口(13)及出烟口(7)，壳体(8) 与保温外壳(12)的接触处均采用软密封。
4、根据权利要求3所述的裂解装置，其特征在于：壳体(8)的进 料口(9)上固定有切碎装置(17)及格栅(18)，壳体(8)的出口端置于固 定在出渣室(16)外的外支撑(31)内，壳体(8)与支撑(30)之间有耐高 温密封填料(23)，裂解气出口(10)与保温外壳(12)之间有软密封填料 (32)。
5、根据权利要求3所述的裂解装置，其特征在于：螺旋输送器 (11)由轴(19)和螺旋叶片(20)组成，螺旋叶片(20)固定在轴(19)上， 轴(19)的一端连接在驱动轴(21)上，轴(19)的两端分别置于固定在壳 体(8)及出渣室(16)外的密封函(22)内，两密封函(22)与轴(19)之间 均有耐高温密封填料(23)。
6、根据权利要求5所述的裂解装置，其特征在于：轴(19)与驱 动轴(21)均为空心轴，在空心的轴(19)内部有热源(24)。
7、根据权利要求3所述的裂解装置，其特征在于：出渣室(16) 包括出渣室壳(25)，出渣室壳(25)上带有物位计(26)、裂解气出口 (10)、出料口(34)及防爆口(27)，出渣室壳(25)底部有与出料口(34) 相通的残渣螺旋输送器(28)，残渣螺旋输送器(28)与动力装置(30) 相连。
8、根据权利要求3或7所述的裂解装置，其特征在于：出渣室 (16)内固定有与外部压力水源相通的喷水管(29)。
9、根据权利要求3所述的裂解装置，其特征在于：热源口(13) 下方连有燃烧室(6)，燃烧室(6)内有常燃引燃明火(33)。
说明书
一种含油污泥砂无害化处理工艺及装置
技术领域：
本发明涉及油田原油生产、炼油生产过程中含油污泥砂的处理工 艺及设备，尤其是一种含油污泥砂无害化处理工艺及装置。
背景技术：
目前，在油田原油生产、炼油生产过程中，不可避免地产生大量 的含油污泥砂。这些含油污泥砂形态复杂，包括了固态、半固态、流 质化浆状等多种形态，成分复杂，含原油、水、化学助剂等多种成分， 自然条件下完全分解需要上百年时间，如果不采取有效的处理措施而 自然堆放或掩埋，不仅直接占用大量土地与空间，而且严重污染了空 气、土壤和地下水。现有处理含油污泥砂的方法除自然堆放和掩埋外， 还有焚烧法、固化法、复合肥法、回注法、洗油法、微生物法、地耕 法、裂解法等处理工艺和方法，均有不同的缺陷。
焚烧法是用流化床或回转炉在外加燃料气或油条件下直接焚烧， 运行费用高，产生的热能难以利用，设备故障率较高;有的也采用直 接将含油污泥砂掺入煤粉中或锯末中制成型煤或用作烧砖燃料或用 作发电;作型煤燃烧时原油味重，用户不愿使用;直接作烧砖的内燃 料会产生大量裂解气使砖强度降低;用作烧砖外燃料或发电，因自身 或与煤粉易结团、热值低、含水等原因，用户也不愿使用。
固化法是利用硅酸盐的黏结性，将含油污泥砂固化为砌块，暂时 将油泥封闭在特定空间内。由于该法成本高于普通免烧砖，而且仅仅 适用于含油、水低的含油污泥砂，因此难以推广应用。
复合肥法是将含油污泥砂与化肥、农肥等按一定比例堆积发酵后 直接使用或干燥、造粒销售，由于含油污泥砂本身无任何肥效，生产、 运输成本较高，用户不愿使用，而且复合肥地域性强，销售困难，难 以大量消耗含油污泥。
回注法是将含油污泥重新搅为泥浆，加入分散剂等注入油田井下 待调剖面，或用作堵水材料，或注入废油水井，该法不仅难以消耗大 量污泥，而且对污泥砂质量、粒度等要求较高，与其他油井调剖法相 比成本高，难以推广应用。
洗油法是利用洗涤剂、碱将含油污泥砂中的原油洗涤下来回收利 用，一般用作油罐底含油污泥砂临时处理方法。因其不能处理含油低 的含油泥砂、老化油泥砂、用絮凝剂处理污水产生的絮凝含油泥砂和 含沥青质、胶质较多的油泥砂等，并且处理后的泥沙残渣含油量较高， 超过外排环保要求，造成二次污染，处理后得到的原油含杂质也较多， 价值较低，因此在实际应用中有很大的缺陷。
微生物法和地耕法是将含油污泥撒在地面或泥土中，将其与土壤 混合，依靠土壤中的自生微生物或人工选育的优良菌种把有机物分 解;因该法处理成本较高，受环境温度等因素影响，分解速度缓慢， 地耕法还对大气、地下水有潜在的危险，已经被限制使用，因此难以 大规模推广应用。
裂解法分密闭式裂解法和限氧燃烧裂解法;密闭式裂解法是利用 高温加热密闭容器内的含油污泥砂，使其有机物质分解为可回收利用 的油气和含重油的残碳;因该法采用釜式或塔式间歇反应，受现有材 料性能和含油污泥砂传热效率低的限制难以使大容积密闭容器内的 含油污泥砂达到焦化温度，处理后的残渣达不到环保排放要求，处理 量小，安全性差，处理含油低的含油污泥砂成本高，难以实现大规模 工业化处理含油污泥砂，因此该方法仅仅限于试验室内研究用，难以 形成工业化处理方法，推广应用困难;限氧燃烧法是采用类似油页岩、 煤制油技术，让部分含油污泥砂在特定装置内通过堆积的含油污泥砂 燃烧提供自身裂解、焦化所需的热能;由于含油污泥砂形态复杂，粒 度小，难以象油页岩、煤那样形成有良好强度、间隙等的堆积方式， 该方法需要对含油污泥砂做复杂的预处理与成型处理，裂解油收率 低，安全性差，无法处理含油高的含油污泥砂，处理成本高，固定资 产投资大，设备复杂，难以实现大规模工业化处理含油污泥砂，因此 该方法仅仅限于试验室内研究用，难以形成工业化处理方法，推广应 用困难。
发明内容：
为了克服现有的裂解法处理油污泥砂处理后的残渣达不到环保 排放要求、处理量小、安全性差及难以实现工业化处理的不足，本发 明提供一种含油污泥砂无害化处理工艺及装置，该工艺及专用设备能 够处理各类含油污泥砂，实现含油污泥砂资源化，裂解油回收率高， 安全可靠，处理成本低，固定投资少，处理成本低，无二次污染，满 足环保要求，推广应用容易，能够实现大规模连续工业化生产。
本发明的技术方案是：一种含油污泥砂无害化处理工艺，包括急 冷分离装置、裂解油储存装置、加压装置、安全水封装置及燃烧室， 该工艺按以下步骤进行：
a、预处理，将含油污泥砂进行脱水、破碎;
b、加热，将预处理后的含油污泥砂加入裂解装置内进行加热， 含油污泥砂被分解成混合气体与无害残渣两大相;
c、混合气体处理，混合气体经过急冷分离装置冷凝形成油、水 及不凝气，油、水进入裂解油储存装置，不凝气依次经过加压装置、 安全水封装置进入燃烧室燃烧，形成的无害烟气经过裂解装置上的出 烟口释放到大气中;不凝气主要为原油裂解产生的低分子量碳氢化合 物，烟气为二氧化碳和水蒸气。
d、无害残渣处理，由裂解装置分离出来的无害残渣经出渣室上 的出料口排出。
所述的加热温度范围在200℃～1000℃之间。
为了实现上述工艺所用的裂解装置，包括壳体，壳体上带有进料 口及裂解气出口，壳体置于保温外壳内，壳体与保温外壳之间有隔离 支撑，隔离支撑上开有通道，壳体内置有螺旋输送器，壳体与出渣室 相通，保温外壳上带有热源口及出烟口，壳体与保温外壳的接触处均 采用软密封。
所述的壳体的进料口上固定有切碎装置及格栅，壳体的出口端置 于固定在出渣室外的外支撑内，壳体与支撑之间有耐高温密封填料， 裂解气出口与保温外壳之间有软密封填料。
所述的螺旋输送器由轴和螺旋叶片组成，螺旋叶片固定在轴上， 轴的一端连接在驱动轴上，轴的两端分别置于固定在壳体及出渣室外 的密封函内，两密封函与轴之间均有耐高温密封填料。
所述的轴与驱动轴均为空心轴，在空心的轴内部有热源。
所述的出渣室包括出渣室壳，出渣室壳上带有物位计、裂解气出 口、出料口及防爆口，出渣室壳底部有与出料口相通的残渣螺旋输送 器，残渣螺旋输送器与动力装置相连。
所述的出渣室内固定有与外部压力水源相通的喷水管。
所述的热源口下方连有燃烧室，燃烧室内有常燃引燃明火。
本发明具有如下有益效果：采取上述一种含油污泥砂无害化处理 工艺，能够形成一种大规模连续工业化生产，使含油污泥砂中的有机 物质分解为可回收利用、经济价值高的裂解油气和无害残渣，使处理 后的含油污泥砂无二次污染，满足环保要求的同时回收了宝贵能源， 具有良好的经济效益，能够代替现有技术处理现有各类各种形态的含 油污泥砂，彻底解决其污染环境问题，具有良好的环保效益和社会效 益。该工艺能够充分利用自身所含能量，能耗与运行费用低，实现了 含油污泥砂资源化，裂解油回收率高，安全可靠，处理成本低，固定 投资少，处理成本低，无二次污染，满足环保要求，推广应用容易， 能够实现大规模连续工业化生产。
由于采用了专用的裂解装置，其中的壳体内置有螺旋输送器，使 上述工艺更易于大规模连续工业化生产，该裂解装置符合安全可靠的 密闭裂解与焦化一体化的工艺要求，解决裂解装置这一关键设备的实 用化问题。