CN115403402A - 一种含油污泥制备陶粒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含油污泥制备陶粒的方法，包括：第一步，将含油污泥与调制剂混合均匀后进行制粒；第二步，将第一步制得的颗粒进行无氧热解，所述无氧热解温度300~700℃，经过无氧热解后颗粒的含油率低于1%；第三步，将第二步无氧热解后的颗粒进行高温煅烧，所述高温煅烧进料端的温度不低于800℃。本发明在制备陶粒过程中，可以实现避免产生二噁英，环保效果好；制备的陶粒用途广泛，实现含油污泥的资源化利用。

Description

一种含油污泥制备陶粒的方法
技术领域
本发明涉及废弃物无害化、资源化处置领域，尤其涉及一种含油污泥制备陶粒的方法。
背景技术
在油气田开采过程中，油田污水处理***和原油生产储运***会产生大量的含油污泥。
含油污泥属于危险废物，其含有大量石油类物质，大量苯系物，酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质，还含有病原菌、寄生虫、铜、锌、铬、汞等重金属，盐类及多氯联苯、二噁英等有毒、有害物质。油基钻井产生的含油污泥中还含有地下的泥沙、岩石，以及钻井液中带入的重晶石、氯盐等成分。
目前针对油泥无害化、资源化处理的主要技术，即为将其热解后制造陶粒。因含油污泥去除油分后，其固体物质的成分与岩屑、砂土等相似，可作为制备陶粒的原料。专利文献一(申请号：CN201010581081.0)提出，将20～80％的含油污泥与80％～20％的粘土混合，并经过陈化、造粒、煅烧，即可制备陶粒。除粘土外，粉煤灰、煤矸石、市政污泥也可作为含油污泥制备陶粒的调制剂。专利文献二(申请号：CN202110460643.4)提出，用高含油率油泥回收油后的油泥渣与低含油率的油泥及其它材料混合，制粒，干燥，煅烧得到高强陶粒。
传统的陶粒烧制工艺多采用回转窑烧制，陶粒生料进入回转窑后需经过低温干燥到高温煅烧过程，由于含油污泥中含有大量的苯、氯等成分，在800℃以下，特别是300～400℃燃烧时极易产生强烈致癌物质二噁英。现有技术解决该技术难题的方法：一是设置二燃室，将烟气温度提高到850℃以上保持2s以上，并急速冷却至200℃以下，但该技术方法的主要问题是耗能较高。二是将含油污泥通过无氧热解充分降低其油含量，并减少含油污泥掺量以降低其在低温燃烧是产生二噁英的数量，这是目前绝大部分现有技术中的处理手段，但该技术方法的主要问题是无法完全消除二噁英产生的风险。
如何在现有工艺及设备基础上，不增加能耗，还要满足环保要求，杜绝二噁英的产生，即油泥既要无害化处理，还不能在无害化过程中产生新的污染(二噁英)，已经成为油泥固废物无害化、资源化过程中必须面临的技术难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种含油污泥制备陶粒的方法，可以避免烧制过程中二噁英的产生，环保节能，而且制备的陶粒物理指标满足产业需求，用途广泛，充分实现含油污泥的无害化和资源化。
一种含油污泥制备陶粒的方法，包括：
第一步，将含油污泥与调制剂混合均匀后进行制粒，所述调制剂根据所述含油污泥的成分及性质进行选择，可选用粘土、粉煤灰、煤矸石等进行成分调节；
第二步，将第一步制得的颗粒进行无氧热解，所述无氧热解温度300～700℃，经过无氧热解后颗粒的含油率低于1％；
第三步，将第二步无氧热解后的颗粒进行高温煅烧，所述高温煅烧进料端的温度不低于800℃。
进一步的，第一步中也可添加氧化锰、碳化硅等发气剂用于制备膨胀陶粒，还可以添加粘土、膨润土等增塑剂增加塑性。发气剂和增塑剂，具体选用什么材料，均可根据产品的性能需求而定。
进一步的，第一步中造粒方式不限，优选辊压式造粒机等对含水物料有利的造粒方式。
进一步的，第一部中所述含油污泥包括原始的含油污泥，也包括经水洗、热解处理后的含油污泥残渣。
进一步的，第二步中经过无氧热解后颗粒的含油率优选低于0.3％。
进一步的，第三步中优选所述高温煅烧产生的烟气作为第二步中所述无氧热解设备的补充热源。
进一步的，第三步中所述高温煅烧后产生的烟气按传统处理方式进行除尘、脱硫脱硝处理。
有益效果
本发明的有益效果是：一是整个陶粒制备过程避开了产生二噁英的产生条件，环保效果好；二是热解可以回收含油污泥中的油分，经济性较好；三是整个过程的热能可以充分利用，节能效果明显；四是制备的陶粒用途广泛，可以实现含油污泥的资源化利用。
附图说明：
图1：本发明含油污泥制备陶粒流程图。
具体实施方式
为更加清楚理解本发明的目的、技术方案和技术效果，下面对本发明做进一步说明，但并不将本发明的保护范围仅仅限定在以下实施例当中。
一种含油污泥制备陶粒的方法，包括：
第一步，将含油污泥与调制剂混合均匀后进行制粒，所述调制剂根据所述含油污泥的成分及性质进行选择，可选用粘土、粉煤灰、煤矸石等进行成分调节；
第二步，将第一步制得的颗粒进行无氧热解，所述无氧热解温度300～700℃，经过无氧热解后颗粒的含油率低于1％；
第三步，将第二步无氧热解后的颗粒进行高温煅烧，所述高温煅烧进料端的温度不低于800℃。
其中：
第一步中，也可添加氧化锰、碳化硅等发气剂用于制备膨胀陶粒，还可以添加粘土、膨润土等增塑剂增加塑性。发气剂和增加塑性，具体选用什么材料，均可根据产品的性能需求而定。
进一步的，造粒方式不限，优选辊压式造粒机等对含水物料有利的造粒方式。
进一步的，所述含油污泥的来源包括原始的含油污泥，也包括经水洗、热解处理后的含油污泥残渣。
第二步中，经过无氧热解后颗粒的含油率优选低于0.3％。
第三步中，如图1所示，优选所述高温煅烧产生的烟气作为第二步中所述无氧热解设备的补充热源；进一步的，所述高温煅烧后产生的烟气按传统处理方式进行除尘、脱硫脱硝处理。
原理：经过本发明人潜心研究发现，消除含油污泥制备陶粒产生二噁英的风险，不在仅仅某一步骤的工艺，本发明提供的制备陶粒的三步法存在内在的协同效应，具体：根据含油污泥的成分特点，添加一定的具有调节成分的、或发气的、或增塑的调制剂，使其具备制备陶粒的条件。制备成陶粒颗粒后在300～700℃进行无氧热解，在无氧条件下，可以将大部分油分及有机质进行分解，而不会产生二噁英，无氧热解后的陶粒直接进入高温煅烧，可以避免常规油泥热解后再转运处理的能源浪费。将无氧热解后的颗粒进行高温煅烧，要求煅烧过程的进料端温度高于800℃，出料端达到陶粒的烧成温度，通过高温煅烧，避开了会产生二噁英的低温煅烧区域，即使无氧热解不能完全去除产生二噁英的物质，在高温煅烧的情况下，也不会导致二噁英产生，同时高温煅烧产生的高温烟气可以用于热解炉加热，余热可利用。
发明人发现，如果不采取无氧热解这一步骤，直接用含油污泥制粒进行高温煅烧，一旦含油率超过1％，直接进入高温煅烧会导致颗粒出现炸裂、爆燃等现象，这是因为含油污泥制粒中的油多为小分子石油烃，易于燃烧，高温下会迅速燃烧并产生大量气体，其单位质量产生的气体体积是水蒸发产生气体的近3倍，急剧增加的气体会导致颗粒开裂甚至炸裂。
发明人发现，按照本发明提供的三步制陶粒方法，一是整个陶粒制备过程避开了产生二噁英的产生条件，环保效果好；二是热解可以回收含油污泥中的油分，经济性较好；三是整个过程的热能可以充分利用，节能效果明显；四是制备的陶粒用途广泛，可以实现含油污泥的资源化利用。
实施例1：
无氧热解后颗粒的含油率对陶粒烧成质量的影响：
选择含油率约5％的含油污泥与粉煤灰按8:2混掺制粒，在真空气氛炉中进行无氧热解。通过控制无氧热解时间和温度使无氧热解出来的颗粒的含油率分别达到0.1～2％。再在箱式电阻炉中进行烧结，将高温炉升至800℃后，迅速将颗粒放入高温炉中煅烧。测试结果如下：
Figure BDA0003595677640000051
实施例2：
使用延安某厂的含油污泥进行陶粒制备，具体步骤如下：
该含油污泥含油率为5.6％。
第一步将含油污泥与调制剂混合均匀后进行制粒：
1)采用对辊破碎机将其含油污泥破碎到2mm以下，有利于造粒和颗粒的匀质性。
2)调制剂选择掺入10％的电厂炉渣和0.5％的碳化硅。
3)采用辊压式造粒机造粒。
第二步将制得的颗粒进行无氧热解：
1)热解温度350～450℃。
2)经过无氧热解后的颗粒测得含油率为0.3％。
第三步将无氧热解后的颗粒进行高温煅烧：
煅烧的起始温度设定为820℃，烧成温度为1150℃。
测得该烟气中的二噁英含量为0.01TEQ ng/m3。远低于排放标准。
制备的陶粒的堆积密度为690kg/m3，1h吸水率为5.40％，筒压强度为4MPa。
上述实施例仅仅针对本发明可行实施方式的具体说明，并非用以限定本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种含油污泥制备陶粒的方法，其特征在于：包括：
第一步，将含油污泥与调制剂混合均匀后进行制粒，所述调制剂根据所述含油污泥的成分及性质进行选择；
第二步，将第一步制得的颗粒进行无氧热解，所述无氧热解温度300~700℃，经过无氧热解后颗粒的含油率低于1%；
第三步，将第二步无氧热解后的颗粒进行高温煅烧，所述高温煅烧进料端的温度不低于800℃。
2.如权利要求1所述的一种含油污泥制备陶粒的方法，其特征在于：所述调制剂选用粘土、粉煤灰、煤矸石中至少一种。
3.如权利要求1或2任一项所述的一种含油污泥制备陶粒的方法，其特征在于：第一步中所述含油污泥还可添加发气剂，和/或增塑剂。
4.如权利要求3所述的一种含油污泥制备陶粒的方法，其特征在于：所述发气剂选自氧化锰、碳化硅中至少一种，所述增塑剂选自粘土、膨润土中至少一种。
5.如权利要求1所述的一种含油污泥制备陶粒的方法，其特征在于：第一步中所述造粒使用辊压式造粒机。
6.如权利要求1所述的一种含油污泥制备陶粒的方法，其特征在于：第二步中经过所述无氧热解后颗粒的含油率低于0.3%。
7.如权利要求1所述的一种含油污泥制备陶粒的方法，其特征在于：所述高温煅烧产生的烟气作为第二步中所述无氧热解设备的补充热源。
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