CN106587552A - 一种含油污泥碳化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含油污泥碳化处理方法,包括以下步骤：S1，干燥机的加热腔对含油污泥干燥后形成干料、气体；S2，一部分干料输送至返混拌合机，另一部分干料进入碳化机进行热解碳化步骤；S3，含油污泥由螺旋输送泵输送至返混拌合机，与上述一部分干料在返混拌合机内混合形成含水率降低的混合含油污泥；S4，混合含油污泥输送至干燥机，循环步骤S2；S5，上述另一部分干料在热解碳化步骤中生成热解气及黑炭，热解气经除尘步骤后回输至碳化机的燃烧室，黑炭经出碳机冷却后进入碳料仓。本发明采用干湿混合的方式及回收碳化机产生的含热烟气和热解气对含油污泥充分干燥、热解。

Description

一种含油污泥碳化处理方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域,特别是涉及一种含油污泥碳化处理方法。
背景技术
含油污泥是石油勘探、开发、运输和炼制过程中产生的危险固体废弃物，具有脱水难、粘度大、组分复杂等特点，含水率通常在60％-90％。
现阶段，国内外含油污泥的处理技术主要分为3类：物理化学提取法、生物降解法和热处理法。热处理法在无害化、减量化和资源化方面较其他方法有很大优势，其主要手段是焚烧和热解，现有热解技术中存在的使用外部热源能耗高、油泥干燥热解不充分、产物油含水量高、安全可靠性差、烟气余热和热解产物能量利用率低的问题。
中国发明专利,申请号:201410510050.4,发明名称:一种高效油泥热解制油方法及***”。如图3所示：***包括第一级桨叶式干燥器2、破碎机3、第一喷淋塔15、第二喷淋塔9、第二级桨叶式干燥器4、螺旋热解炉5、燃烧炉12、灰仓6、导热油加热器17。
工艺流程：原油污泥经第一级桨叶式干燥器2初步干燥后，采用破碎机3对第一级桨叶式干燥器2出口的块状油泥进行破碎后，送入第二级桨叶式干燥器4进行深度干燥后得到干污泥，该干污泥送入螺旋热解炉5进行热解；将第一、二级桨叶式干燥器2、4干燥过程中产生的含水气体经喷淋冷却后形成第一不凝结气体，将一部分第一不凝结气体通入第一、二级桨叶式干燥器2、4内，作为油泥干燥形成的水蒸气的携带气；另一部分第一不凝结气体直接送入燃烧炉12；螺旋热解炉5对干污泥热解产生的裂解气，通过喷淋式冷却塔回收得到热解油和第二不凝结气体，然后将第二不凝结气体送入燃烧炉12；燃烧炉12对第一、二不凝结气体进行燃烧，产生的高温烟气通入螺旋热解炉5的夹套内，为螺旋热解炉5内干污泥热解提供热量，螺旋热解炉5夹套内出口烟气进入导热油加热器17进行余热回收后排入大气；导热油加热器17通过热解炉出口烟气加热导热油，加热后的导热油分两路分别送至第一、二级桨叶式干燥器2、4的夹套和中心管，为第一、二级桨叶式干燥器2、4导热器提供热量；然后第一、二级桨叶式干燥器2、4将经过热交换后的导热油传送回给导热油加热器17进行加热。
该装置结构复杂，运行管理繁琐、干燥阶段需外加热源，且碳化产物带走的热量没有充分利用，设备投资成本和运行成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供含油污泥碳化处理方法，采用烟气余热和热解产物能量回收并使油泥充分干燥热解。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种含油污泥碳化处理方法,包括以下步骤：S1，干燥机的加热腔对含油污泥干燥后形成干料、气体；S2，一部分干料输送至返混拌合机，另一部分干料进入碳化机进行热解碳化步骤；S3，含油污泥由螺旋输送泵输送至返混拌合机，与上述一部分干料在返混拌合机内混合形成含水率降低的混合含油污泥；S4，混合含油污泥输送至干燥机，循环步骤S2；S5，上述另一部分干料在热解碳化步骤中生成热解气及黑炭，热解气经除尘步骤后回输至碳化机的燃烧室，黑炭经出碳机冷却后进入碳料仓。
本发明的有益效果是：通过在无氧或缺氧的条件下加热含油污泥来去除含油污泥中的水分、热解含油污泥中的有机物，产生的有机烷烃类气体即热解气在燃烧室中直接燃烧，为含油污泥的干燥和碳化提供热源，除设备启动初期需要补充燃气作为燃料，运行稳定后碳化产生的有机烷烃类气体即热解气燃烧产生的热量能够满足***需要，不需要另外补充燃料。含油污泥经碳化处理后，彻底去除含油污泥中的水分和有机物，生成碳粉、固化重金属离子，变危险废物为一般固定废物，减量化程度能够达到95％以上。碳粉与木炭具有相似的物理性质：密度小，不易变质，具有丰富的孔洞结构，也可作为吸附剂、除臭材料、土壤调节剂等资源化利用。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述一种含油污泥碳化处理方法，步骤S5之后还包括步骤S6，热解碳化步骤中燃烧室产生含热烟气，将含热烟气输送至干燥机的加热腔。
采用上述进一步方案的有益效果是燃烧室排出的含热烟气作为干燥机的热源。
进一步，所述一种含油污泥碳化处理方法，步骤S1还包括步骤S11，所述含热烟气作为所述气体的携带气将所述气体依次输送至除尘器、干燥冷凝器进行除尘和冷凝的步骤，冷凝后形成冷凝水、含排气热量的空气。
采用上述进一步方案的有益效果是利用含热烟气作为气流动力源,回收混合含油污泥干燥后产生的水蒸汽、有机气体。
进一步，所述一种含油污泥碳化处理方法，所述冷凝水进入污水处理***。
进一步，所述一种含油污泥碳化处理方法，所述含排气热量的空气经超导热管热回收排气热量，同时冷却的含排气热量的空气经风机进入步骤S5中的燃烧室助燃。
采用上述进一步方案的有益效果是充分利用剩余热量。
进一步，所述一种含油污泥碳化处理方法，将排气热量送回至步骤S1中的干燥机参与干燥机对混合含油污泥的干燥。
采用上述进一步方案的有益效果是利用分离后的空气对燃烧室中的燃料助燃,整个装置运行起来后不再引用外部空气。
进一步，所述一种含油污泥碳化处理方法，所述步骤S1中的干燥机还会产生尾气，将尾气引入洗净塔脱硫除尘后达标排放。
进一步，所述一种含油污泥碳化处理方法，所述含油污泥含水率为70-80％、含油率为30mg/g；混合含油污泥中含油污泥与干料比例为3:7；混合含油污泥中含水率为40-50％。
采用上述进一步方案的有益效果是通过干湿混合,使干燥更加充分。
附图说明
图1为本发明方法流程图；
图2为本发明装置流程图；
图3为现有技术中***流程图；
图4为本发明刮板输送装置结构示意图。
附图图2、图4中，各标号所代表的部件列表如下：
1、螺杆输送泵，2、返混拌合机，3、半干料提升机，4、干燥机，5、干料输送机，6、碳化机，7、出碳机，41、干燥机的加热腔，42、干燥机的物料腔，43、刮板输送装置，431、载物板，432、链条，433、刮板，61、碳化机的加热腔，62、碳化机的物料腔，63、燃烧室，71、出碳水泵，72、水箱，4-1、洗净塔，4-2、洗净塔水泵，4-3、过滤器，4-4、洗净塔水箱、4-5、洗净塔风机，5-1、干料提升机，5-2、第一除尘器，5-3，干燥冷凝器，6-1、第二除尘器，6-2、热解气风机，6-3、热解气配风调节阀，6-4、助燃器风机、6-5、第一燃气电开关阀，6-6、第二燃气电开关阀，6-7、自压力调节阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明一种含油污泥碳化处理方法，包括如下步骤。
S1，干燥机的加热腔对含油污泥干燥后形成干料、气体。
S2，一部分干料输送至返混拌合机，另一部分干料进入碳化机进行热解碳化步骤。
S3，含油污泥由螺旋输送泵输送至返混拌合机，与上述一部分干料在返混拌合机内混合形成含水率降低的混合含油污泥。
S4，混合含油污泥输送至干燥机，循环步骤S2。
S5，上述另一部分干料在热解碳化步骤中生成热解气及黑炭，热解气经除尘步骤后回输至碳化机的燃烧室，黑炭经出碳机冷却后进入碳料仓。
含油污泥含水率为70-80％、含油率为30mg/g的含油污泥由螺杆输送泵输送至返混拌合机与高温干燥污泥即干料(含水率≦20％)以3:7拌合，使混合含油污泥中含水率为40-50％。
混合含油污泥由半干料提升机提升至干燥机，经干燥后成为干料。70％干料经干料输送机回输至返混拌合机与原含油污泥进行拌合。30％干料进入碳化机。
步骤S5之后还包括步骤S6，热解碳化步骤中燃烧室产生含热烟气，将含热烟气输送至干燥机的加热腔。
步骤S1还包括步骤S11，含热烟气作为干燥后形成的气体，也就是水蒸汽、有机气体的携带气将水蒸汽、有机气体依次输送至除尘器、干燥冷凝器进行除尘和冷凝，冷凝后形成冷凝水、含排气热量的空气。冷凝水进入污水处理***。含排气热量的空气经超导热管热回收排气热量，同时冷却的含排气热量的空气经风机进入步骤S5中的燃烧室助燃。将排气热量送回至步骤S1中的干燥机参与干燥机对混合含油污泥的干燥。
步骤S1中的干燥机还会产生尾气，将尾气引入洗净塔脱硫除尘后达标排放。
在碳化机的物料腔升温至500-700℃，在无氧或低氧状态下将干料热解碳化生成热解气及黑炭。热解气为烷类、不凝气体。热解气经旋风除尘器除尘后回输至燃烧室。燃烧室温度可达1000-2000℃。为了避免不充分燃烧的尾气问题(如二噁英等)，燃烧产生的热量经碳化机外壁与封闭式刮板层之间的间隙给自身持续加温后，碳化机的物料腔内温度为500-700℃。黑炭经出碳机冷却后进入碳料仓。
碳化机的含热烟气输送至干燥机的加热腔，充分利用燃烧余热参与干燥过程，干燥温度可达80-180℃。干燥机的物料腔中每层温度逐级降低。
如图1所示，本发明提供一种含油污泥碳化处理装置,包括依次连接的螺杆输送泵1、返混拌合机2、干燥机4、干料输送机5、碳化机6、出碳机7。出碳机7分别与出碳水泵71、水箱72连接，碳水泵71、水箱72通过管道连接。出碳机7的出口与碳料仓连接，输出碳粉、固化重金属离子，变危险废物为一般固定废物。
返混拌合机2还与干料输送机5连接，将干燥机4干燥后形成的部分干料与含油污泥在返混拌合机2内混合。
干燥机4还与碳化机6连接，将碳化机6排出的含热烟气输送至干燥机4内。碳化机6设置有通过管道连接的碳化机的物料腔62、燃烧室63。燃烧室位于碳化机的物料腔62下方，用于回收碳化机的物料腔62产生的热解气。干燥机4设置有干燥机的加热腔41、干燥机的物料腔42，干燥机的加热腔41环绕干燥机的物料腔42布置。碳化机6还设置有碳化机的加热腔61，碳化机的加热腔61环绕碳化机的物料腔62布置，燃烧室63位于碳化机的加热腔61的下方。
如图4所示，干燥机的物料腔42、碳化机的物料腔62内部由下至上依次布设多层刮板输送装置43。该刮板输送装置43设置载物板431、链条432、刮板433，刮板433安装在链条432上，刮板433的下端面抵触载物板431上端面。刮板433的宽度大于或等于载物板431的宽度，刮板433为弧度板。链条432在驱动装置的带动下运行，载物板431的上表面装载有物料即含油污泥或混合含油污泥或干料，载物板431静止不动。刮板433随链条432运行，刮板433将载物板431上的物料刮除。在刮板433的刮除的过程中，载物板431上的物料从顶层刮板输送装置43运行至底层刮板输送装置43最终进入干燥机4或碳化机6的出料口。
干燥机的加热腔41通过管道与燃烧室63连接，用于燃烧室63排出的含热烟气输送至干燥机的加热腔41。
还包括半干料提升机3、干料提升机5-1。半干料提升机3分别与返混拌合机2、干燥机4连接。干料提升机5-1分别与干料输送机5、碳化机6连接。
还包括第二除尘器6-1，第二除尘器采用旋风除尘器。碳化机的物料腔62、第二除尘器6-1、燃烧室63通过管道依次连接，用于回收碳化机的物料腔62产生的热解气。为了调控热解气的流量，在第二除尘器6-1和燃烧室63的管道上还依次设置有热解气风机6-2、热解气配风调节阀6-3。
空气依次经助燃器风机6-4、第一燃气电开关阀6-5进入燃烧室63，天然气依次经第二燃气电开关阀6-6、自压力调节阀6-7进入燃烧室63。自压力调节阀6-7通过管道与空气所经管道连接，用于调节空气所经管道、天然气所经管道的气压。在整个装置初始运作时为燃烧室63提供热源，运行稳定后碳化机的物料腔62碳化产生的有机烷烃类气体即热解气输送至燃烧室63燃烧产生的热量能够满足整个装置的需要，不需要另外补充燃料。
还包括依次连接的第一除尘器、干燥冷凝器5-3。第一除尘器5-2采用旋风除尘器。干燥机4与第一除尘器5-2连接，干燥冷凝器5-3还分别与干燥机4、碳化机6连接。
具体的干燥机的物料腔42与第一除尘器5-2连接，将干燥机的物料腔42干燥时产生的水蒸汽、有机气体依次输送至除尘器、干燥冷凝器5-3进行除尘和冷凝，冷凝后形成冷凝水、排气热量、空气。干燥冷凝器5-3还与污水处理***连接，将冷凝水排放至污水处理***。干燥冷凝器5-3通过超导热管与干燥机的加热腔41连接，用于回收干燥冷凝器5-3中的排气热量。干燥冷凝器5-3与碳化机6的燃烧室63连接，用于回收干燥冷凝器5-3中的空气助燃。该空气连通碳化机6的第二物料室62排出的热解气一同输送至燃烧室63，为燃烧室提供燃料。
还包括洗净塔4-1。干燥机4与洗净塔4-1连接，用于将干燥机4产生的尾气脱硫除尘后达标排放。具体的，干燥机的加热腔41与洗净塔4-1连接。洗净塔4-1、洗净塔水泵4-2、过滤器4-3、洗净塔水箱4-4依序连接，洗净塔4-1还分别与洗净塔水箱4-4、洗净塔风机4-5连接。
为了更好的控制本发明这套装置的温度、压力，分别安装了温度传感器、压力传感器。在螺杆输送泵1与返混拌合机2之间安装压力传感器。在返混拌合机2与半干料提升机3之间安装温度传感器。在干燥机4的喂料口、洗净塔风机4-5排出口安装流量传感器。在干燥机4内部安装温度传感器、压力传感器。在干燥机4与干料输送机5之间安装温度传感器。在干燥机4与第一除尘器5-2之间安装温度传感器。在干燥冷凝器5-3、碳化机的加热腔61、碳化机的物料腔62、燃烧室63安装温度传感器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种含油污泥碳化处理方法,其特征在于,包括以下步骤：
S1，干燥机的加热腔对含油污泥干燥后形成干料、气体；
S2，一部分干料输送至返混拌合机，另一部分干料进入碳化机进行热解碳化步骤；
S3，含油污泥由螺旋输送泵输送至返混拌合机，与上述一部分干料在返混拌合机内混合形成含水率降低的混合含油污泥；
S4，混合含油污泥输送至干燥机，循环步骤S2；
S5，上述另一部分干料在热解碳化步骤中生成热解气及黑炭，热解气经除尘步骤后回输至碳化机的燃烧室，黑炭经出碳机冷却后进入碳料仓。
2.根据权利要求1所述一种含油污泥碳化处理方法，其特征在于,所述步骤S5之后还包括步骤S6，热解碳化步骤中燃烧室产生含热烟气，将含热烟气输送至干燥机的加热腔。
3.根据权利要求2所述一种含油污泥碳化处理方法，其特征在于,所述步骤S1还包括步骤S11，所述含热烟气作为所述气体的携带气将所述气体依次输送至除尘器、干燥冷凝器进行除尘和冷凝的步骤，冷凝后形成冷凝水、含排气热量的空气。
4.根据权利要求3所述一种含油污泥碳化处理方法，其特征在于,所述冷凝水进入污水处理***。
5.根据权利要求3所述一种含油污泥碳化处理方法，其特征在于,所述含排气热量的空气经超导热管热回收排气热量，同时冷却的含排气热量的空气经风机进入步骤S5中的燃烧室助燃。
6.根据权利要求5所述一种含油污泥碳化处理方法，其特征在于,将排气热量送回至步骤S1中的干燥机参与干燥机对混合含油污泥的干燥。
7.根据权利要求1所述一种含油污泥碳化处理方法，其特征在于,所述步骤S1中的干燥机还会产生尾气，将尾气引入洗净塔脱硫除尘后达标排放。
8.根据权利要求1至7中任一项所述一种含油污泥碳化处理方法，其特征在于,所述含油污泥含水率为70-80％、含油率为30mg/g；
混合含油污泥中含油污泥与干料比例为3:7；
混合含油污泥中含水率为40-50％。
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