CN106746470A - 一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺 - Google Patents

一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺 Download PDF

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Abstract

一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，属于含油污泥处理技术领域。其特征在于：包括以下步骤：给料；干燥，高温烟气烘干单元采用风力干燥的方式对含油污泥进行反复烘干，烘干后的污泥集中收集；热解，分离出热解气，产生热解焦，将热解气排出进行冷凝并集中收集，将热解焦输送至焚烧单元；焚烧，对热解焦进行流化燃烧，采用多方位供风的方式，调节热解焦的燃烧温度，焚烧后的烟气排入烟气处理单元；烟气处理，对烟气进行脱硫脱硝。本发明的形成了集干燥、热解、焚烧、烟气处理结合循环利用于一体的一体化处理***，实现了含油污泥减量化、资源化和污染物减排化综合利用。

Description

一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺
技术领域
一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，属于含油污泥处理技术领域。
背景技术
石油作为一种化学能源，石油在开采、运输、储存和加工等过程中会产生大量的废渣、废水和废气，造成了严重的环境污染。含油污泥是石油及石油化工工业中常见的具有回收价值的危险废弃物，主要由水、石油烃类和固体泥沙等混合而成。根据成因不同，含油污泥主要可以分为：落地含油污泥、罐底含油污泥、地面溢油、炼厂含油污泥等。含油污泥中含有大量老化的原油、蜡质、沥青质，同时还含有苯系物、酚类、蒽类等毒性物质，若不经处理直接排放，会对土壤、水体、大气和植被造成严重污染。
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，大部分油田和石油相关产业通过简单的露天堆放和填埋处理含油污泥，这样不仅浪费了资源，并且对当地环境造成了较大污染。目前含油污泥处理工艺主要有物理化学处理技术、无害化处理技术、生物降解技术、热处置技术、新型处理技术等。其中，热处置技术中的焚烧法具有工艺简单、占地面积小、处理周期短、处理彻底等优势，因而得到比较广泛的应用。
含油污泥成分复杂、危害严重，但是回收利用价值高，对含油污泥进行资源化利用具有良好的环境价值和较高的经济收益。随着环保法规的进一步完善，含油污泥的减量化、无害化、资掘化、清洁化技术将成为其发展的必然趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种实现含油污泥减量化、资源化和污染物减排化综合利用的。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：该含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
给料，将含油污泥输送给高温烟气烘干单元；
干燥，高温烟气烘干单元采用风力干燥的方式对含油污泥进行反复烘干，烘干后的污泥集中收集；
热解，将集中收集的烘干后的污泥输送至热解单元中，热解单元对干燥后的污泥进行热解，分离出热解气，产生热解焦，将热解气排出进行冷凝并集中收集，将热解焦输送至焚烧单元；
焚烧，对热解焦进行流化燃烧，采用多方位供风的方式，在热解焦的焚烧过程中供应一次风和二次风，调节热解焦的燃烧温度，焚烧后的烟气排入烟气处理单元；
烟气处理，在烟气处理单元中对携带焚烧颗粒的烟气进行氧化反应，对烟气进行脱硫脱硝；
其中，在干燥步骤中采用的风力为烟气处理单元处理后的烟气，收集烟气处理单元处理后的烟气作为高温烟气烘干单元的供风源，并且回收高温烟气烘干单元中的烟气循环使用。
本发明的处理工艺包括含油污泥干燥、热解、焚烧及烟气处理等多个步骤，含油污泥干燥装置利用高温烟气对含水量在60~80%的含油污泥进行干燥，利用焚烧***将可燃物质燃烧，而且高温烟气烘干单元的高温进气口和出气口分别通过烟气循环管路连接烟气处理单元的出气端和进气端，使得经过处理之后的高温烟气又回到干燥***中用于高温烘干，使得整个***的高温烟气处于循环利用的状态；高温烟气从烟气处理单元引出，进入含油污泥干燥单元，干燥后的废气通入烟气处理单元再次经过处理，可以降低烟气处理单元入口的烟气温度，保证烟气处理单元的安全稳定运行。形成了集干燥、热解、焚烧、烟气处理结合循环利用于一体的一体化处理***，实现了含油污泥减量化、资源化和污染物减排化综合利用。
在利用所述的高温烟气烘干单元进行干燥之前，先对焚烧单元进行预热，达到预热温度后，加入燃料，提高焚烧温度，直至达到循环烘干用温度，启动烟气处理单元与高温烟气烘干单元之间的循环连接，将焚烧单元燃烧后产生的高温烟气经过烟气处理单元脱硫脱硝之后排入高温烟气烘干单元中作为烘干用循环风。
所述的焚烧单元的预热温度为500℃，焚烧单元内的温度高于500℃时，加入燃料，所述的循环烘干用温度为800℃。
所述的热解单元包括上返料器、热解器和下返料器及高压流化风机，上返料器通过下返料器连接焚烧单元，高压流化风机分别连接上返料器和下返料器的供风进气口，热解气出口通过管路连接冷凝收集器；含油污泥进入焚烧单元之前，通过高压流化风机先向上返料器输送松动风，而后向下返料器输送流化风，然后通过下返料器使循环灰返回焚烧单元内进行焚烧。
上返料热解混合装置既可以完成热解工作，也可以将热解后的含油污泥焦通过高压流化风送入返料器内返回炉膛焚烧；上返料器和热解器之间有挡板隔开，热解后的热解气通过热解气出口经保温管道送入储罐冷凝，收集油品，由于热解过程不掺杂循环灰，能够保证油品不受污染。
所述的焚烧单元采用循环流化床锅炉，循环流化床锅炉炉膛一侧设有辅助燃料给料机，炉膛的下部及一侧分别连接多方位供风装置，多方位供风装置包括一次风机和二次风机，一次风机连通循环流化床锅炉炉膛下部，二次风机设有多层出风口分别纵向设置在循环流化床锅炉炉膛侧面。
优选的，一次风机和二次风机供风为空气，一次风、二次风经过空气预热器预热后进入炉膛。二次风沿炉膛高度纵向布置了四层，通过高层二次风布置实现空气分级燃烧，从而降低燃料燃烧过程中氮氧化物排放量。
所述的循环风建立起来后，启动焚烧单元纵向设置的四层二次风，当热解单元温度到达600℃以上时，将干燥后的含油污泥通过输送装置送到热解单元中。
所述的焚烧单元在焚烧热解焦时的燃烧温度保持在900~1000℃，气体表观线速度为3.5~5.0米/秒，焚烧单元内稀相区过量空气系数维持在1.1~1.2。
所述的烟气处理单元为脱硫脱硝***，包括旋风分离器、烟道、除尘器和脱硫塔，旋风分离器的烟气出口通过烟道连接除尘器，除尘器的出气口连接脱硫塔，脱硫塔的出气口通过引风机连接烟囱。
通过脱硝剂喷枪喷入氨水或尿素溶液与烟气中的氮氧化物反应，之后，烟气进入尾部烟道、经过布袋除尘器进入脱硫塔，脱硫塔内布置高压臭氧喷口，尾部烟道脱硫塔内补入臭氧，将贡单质氧化为二价贡，实现重金属、硫协同脱除在脱硫的同时将贡协同脱除，最后烟气经引风机引入烟囱排到大气中。
所述的旋风分离器一侧设有脱硝剂喷枪，脱硝剂为氨水或尿素溶液；脱硫塔内布置高压臭氧喷口。
烟气循环管路包括连接在烟道出气口与高温烟气烘干单元出气口之间的循环风送风管，及连接在除尘器出气口与高温烟气烘干单元进气口之间的循环风回风管，循环风回风管上设有循环风机，所述烟道内设有空气预热器。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本发明的处理工艺包括含油污泥收集、干燥、热解、焚烧及烟气处理等步骤，高温烟气烘干单元利用高温烟气对含水量在60~80%的含油污泥进行干燥，利用焚烧***将可燃物质燃烧，而且高温烟气烘干单元的高温进气口和出气口分别通过烟气循环管路连接烟气处理单元的出气端和进气端，使得经过处理之后的高温烟气又回到干燥***中用于高温烘干，使得整个***的高温烟气处于循环利用的状态；高温烟气从烟气处理单元引出，进入含油污泥干燥单元，干燥后的废气通入烟气处理单元再次经过处理，可以降低烟气处理单元入口的烟气温度，保证烟气处理单元的安全稳定运行。形成了集干燥、热解、焚烧、烟气处理结合循环利用于一体的一体化处理***，实现了含油污泥减量化、资源化和污染物减排化综合利用。
附图说明
图1为含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺连接关系示意图。
其中，1、循环流化床锅炉 2、旋风分离器 3、上返料热解混合装置 4、热解气出口 5、干燥含油污泥给料机 6、下返料器 7、高压流化风机 8、一次风机 9、二次风机10、辅助燃料给料机 11、烟道 12、空气预热器 13、除尘器 14、脱硫塔 15、引风机16、烟囱 17、循环风机 18、含油污泥给料机 19、含油污泥干燥单元 20、干燥含油污泥贮存罐 21、含油污泥皮带输送机。
具体实施方式
图1是本发明的最佳实施例，下面结合附图1对本发明做进一步说明。
参照附图1：一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，包括以下步骤：
给料，将含油污泥输送给高温烟气烘干单元；将含油污泥集中收集至含油污泥给料装置，并通过含油污泥给料装置输送给高温烟气烘干单元；
干燥，高温烟气烘干单元采用风力干燥的方式对含油污泥进行反复烘干，烘干后的污泥集中收集；利用高温烟气对含水量在60~80%的含油污泥进行干燥，烘干后的烟气重新排入烟气循环；
热解，将集中收集的烘干后的污泥输送至热解单元中，热解单元对干燥后的污泥进行热解，分离出热解气，产生热解焦，将热解气排出进行冷凝并集中收集，将热解焦输送至焚烧单元；
焚烧，对热解焦进行流化燃烧，采用多方位供风的方式，在热解焦的焚烧过程中供应一次风和二次风，调节热解焦的燃烧温度，焚烧后的烟气排入烟气处理单元；
烟气处理，在烟气处理单元中对携带焚烧颗粒的烟气进行氧化反应，对烟气进行脱硫脱硝；
其中，在干燥步骤中采用的风力为烟气处理单元处理后的烟气，收集烟气处理单元处理后的烟气作为高温烟气烘干单元的供风源，并且回收高温烟气烘干单元中的烟气循环使用。高温烟气烘干单元与烟气处理单元之间形成烟气循环管路，高温烟气烘干单元的高温进气口和出气口分别通过烟气循环管路连接烟气处理单元的出气端和进气端。
高温烟气烘干单元进行干燥之前，点燃焚烧用锅炉，进行预热，达到预热温度后，加入燃料，提高炉膛温度，直至达到循环烘干用温度，启动烟气处理单元与高温烟气烘干单元之间的循环连接，将焚烧用锅炉产生的高温烟气经过烟气处理单元脱硫脱硝之后排入高温烟气烘干单元中作为烘干用循环风。
热解单元包括上返料器、热解器和下返料器6及高压流化风机7，上返料器通过下返料器6连接焚烧用锅炉，高压流化风机7分别连接上返料器和下返料器6的供风进气口，热解气出口4通过管路连接冷凝收集器；污泥进入焚烧单元内的焚烧锅炉之前，通过高压流化风机7先向上返料器输送松动风，而后向下返料器6输送流化风，使循环灰返回焚烧单元内的焚烧锅炉炉膛。上返料器和热解器共同安装在一个壳体内部，热解器的热解焦排出口通过上返料器连接下返料器6，热解后的热解气通过热解气出口4经保温管道送入储罐冷凝，收集油品，由于热解过程中不掺杂循环灰，能够保证油品不受污染。
焚烧锅炉为循环流化床锅炉1，循环流化床锅炉1炉膛一侧设有辅助燃料给料机10，炉膛的下部及一侧分别连接供风装置，供风装置包括一次风机8和二次风机9，一次风机8连通循环流化床锅炉1炉膛下部，二次风机9设有多层出风口分别纵向设置在循环流化床锅炉1炉膛侧面。一次风机8和二次风机9供风为空气，一次风、二次风经过空气预热器预热后进入炉膛。二次风沿炉膛高度纵向布置了四层，通过高层二次风布置实现空气分级燃烧，从而降低燃料燃烧过程中氮氧化物排放量。
锅炉的预热温度为500℃，锅炉炉膛内温度高于500℃时，加入燃料，循环烘干用温度为800℃。循环风建立起来后，启动锅炉纵向设置的四层二次风，当热解单元温度到达600℃以上时，将干燥后的含油污泥通过输送装置送到热解单元中。焚烧锅炉的炉膛燃烧温度保持在900~1000℃，气体表观线速度为3.5~5.0米/秒，炉膛稀相区过量空气系数维持在1.1~1.2。
烟气处理单元为脱硫脱硝***，包括旋风分离器2、烟道11、除尘器13和脱硫塔14，旋风分离器2的烟气出口通过烟道11连接除尘器13，除尘器13的出气口连接脱硫塔14，脱硫塔14的出气口通过引风机15连接烟囱16。旋风分离器2一侧设有脱硝剂喷枪，脱硝剂为氨水或尿素溶液；脱硫塔14内布置高压臭氧喷口。
烟气循环管路包括连接在烟道11出气口与高温烟气烘干单元出气口之间的循环风送风管，及连接在除尘器13出气口与高温烟气烘干单元进气口之间的循环风回风管，循环风回风管上设有循环风机17，所述烟道11内设有空气预热器12。
高温烟气烘干单元包括含油污泥干燥单元19和干燥含油污泥贮存罐20，含油污泥干燥单元19为烘干机，烘干机的进料口处连接含油污泥给料装置，烘干机的出料口连接干燥含油污泥贮存罐20，干燥含油污泥贮存罐20输送机构连接热解***。
输送机构包括含油污泥皮带输送机21和干燥含油污泥给料机5，含油污泥皮带输送机21两端分别连接干燥含油污泥贮存罐20出料口及干燥含油污泥给料机5的进料口。
具体工作过程与工作原理如下：启动油点火，启动一次风机8，给入适当一次风助燃，当循环流化床锅炉1炉膛内温度达到500℃以上时，从辅助燃料给料机10投入煤，并加大一次风量，使炉膛温度迅速提升，开启高压流化风机7，给热解单元中的上返料器和下返料器6供给松动风、流化风，使循环灰返回炉膛，此时开启二次风机9，开启四层二次风阀门，协助建立循环。当循环流化床锅炉1炉膛内的温度达到800℃以上时，启动循环风机17，将除尘器13后的高温烟气引入含油污泥干燥单元19，通过含油污泥给料机18给入高含水量的含油污泥，对高含水含油污泥进行干燥，干燥后的含油污泥进入含油污泥贮存罐20，通过含油污泥皮带输送机21送入干燥含油污泥给料机5料仓。干燥的含油污泥进入热解单元中的热解器中进行热解，由于循环灰直接进入上返料器，因此不会对热解气产生影响。热解气通过热解器上部的热解气出口4排出，经过保温管道进入储罐冷凝收集。热解后的含油污泥热解焦通过高压流化风机7的流化风进入上返料器，形成混返，之后通过松动风、流化风作用进入下返料器6进而返回循环流化床锅炉1炉膛内进行焚烧。通过调节燃料量和风量，保持炉膛燃烧温度在900~1000℃，尾部过量空气系数维持在1.1~1.2。
煤、含油污泥焦焚烧后的烟气携带细颗粒进入旋风分离器2，在旋风分离器2一侧布置SNCR脱硝剂喷枪，喷入氨水或尿素溶液与烟气中的氮氧化物反应。之后，烟气进入尾部烟道11、经过除尘器13进入脱硫塔14，脱硫塔14内布置高压臭氧喷口，臭氧将烟气中的贡单质氧化，在脱硫的同时将贡协同脱除，最后烟气经引风机15引入烟囱16排到大气中。
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。

Claims (10)

1.一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
给料，将含油污泥输送给高温烟气烘干单元；
干燥，高温烟气烘干单元采用风力干燥的方式对含油污泥进行反复烘干，烘干后的污泥集中收集；
热解，将集中收集的烘干后的污泥输送至热解单元中，热解单元对干燥后的污泥进行热解，分离出热解气，产生热解焦，将热解气排出进行冷凝并集中收集，将热解焦输送至焚烧单元；
焚烧，对热解焦进行流化燃烧，采用多方位供风的方式，在热解焦的焚烧过程中供应一次风和二次风，调节热解焦的燃烧温度，焚烧后的烟气排入烟气处理单元；
烟气处理，在烟气处理单元中对携带焚烧颗粒的烟气进行氧化反应，对烟气进行脱硫脱硝；
其中，在干燥步骤中采用的风力为烟气处理单元处理后的烟气，收集烟气处理单元处理后的烟气作为高温烟气烘干单元的供风源，并且回收高温烟气烘干单元中的烟气循环使用。
2.根据权利要求1所述的一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，其特征在于：在利用所述的高温烟气烘干单元进行干燥之前，先对焚烧单元进行预热，达到预热温度后，加入燃料，提高焚烧温度，直至达到循环烘干用温度，启动烟气处理单元与高温烟气烘干单元之间的循环连接，将焚烧单元燃烧后产生的高温烟气经过烟气处理单元脱硫脱硝之后排入高温烟气烘干单元中作为烘干用循环风。
3.根据权利要求2所述的一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，其特征在于：所述的焚烧单元的预热温度为500℃，焚烧单元内的温度高于500℃时，加入燃料，所述的循环烘干用温度为800℃。
4.根据权利要求1所述的一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，其特征在于：所述的热解单元包括上返料器、热解器和下返料器（6）及高压流化风机（7），上返料器通过下返料器（6）连接焚烧单元，高压流化风机（7）分别连接上返料器和下返料器（6）的供风进气口，热解气出口（4）通过管路连接冷凝收集器；含油污泥进入焚烧单元之前，通过高压流化风机（7）先向上返料器输送松动风，而后向下返料器（6）输送流化风，然后通过下返料器（6）使循环灰返回焚烧单元内进行焚烧。
5.根据权利要求1所述的一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，其特征在于：所述的焚烧单元采用循环流化床锅炉（1），循环流化床锅炉（1）炉膛一侧设有辅助燃料给料机（10），炉膛的下部及一侧分别连接多方位供风装置，多方位供风装置包括一次风机（8）和二次风机（9），一次风机（8）连通循环流化床锅炉（1）炉膛下部，二次风机（9）设有多层出风口分别纵向设置在循环流化床锅炉（1）炉膛侧面。
6.根据权利要求1所述的一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，其特征在于：所述的循环风建立起来后，启动焚烧单元纵向设置的四层二次风，当热解单元温度到达600℃以上时，将干燥后的含油污泥通过输送装置送到热解单元中。
7.根据权利要求1所述的一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，其特征在于：所述的焚烧单元在焚烧热解焦时的燃烧温度保持在900~1000℃，气体表观线速度为3.5~5.0米/秒，焚烧单元内稀相区过量空气系数维持在1.1~1.2。
8.根据权利要求1所述的一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，其特征在于：所述的烟气处理单元为脱硫脱硝***，包括旋风分离器（2）、烟道（11）、除尘器（13）和脱硫塔（14），旋风分离器（2）的烟气出口通过烟道（11）连接除尘器（13），除尘器（13）的出气口连接脱硫塔（14），脱硫塔（14）的出气口通过引风机（15）连接烟囱（16）。
9.根据权利要求8所述的一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，其特征在于：所述的旋风分离器（2）一侧设有脱硝剂喷枪，脱硝剂为氨水或尿素溶液；脱硫塔（14）内布置高压臭氧喷口。
10.根据权利要求8所述的一种含油污泥干燥焚烧一体化处理工艺，其特征在于：烟气循环管路包括连接在烟道（11）出气口与高温烟气烘干单元出气口之间的循环风送风管，及连接在除尘器（13）出气口与高温烟气烘干单元进气口之间的循环风回风管，循环风回风管上设有循环风机（17），所述烟道（11）内设有空气预热器（12）。
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