CN208139284U - 一种处理高含水率含油污泥的负压循环蓄热回收*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种处理高含水率含油污泥的负压循环蓄热回收***，包括混合装置、焚烧装置、抽风装置、烟气循环装置、油水收集装置、传送装置和烟气净化装置。该处理高含水率含油污泥的负压循环蓄热回收***能够直接处理含水率高达40%～90%的含油污泥，且能够回收含油污泥中的原油，提高了油泥处理的经济效益；此外，该处理高含水率含油污泥的负压循环蓄热回收***能够循环利用热能，大大降低了处理成本，且不产生二次污染，能够实现含油污泥的高效、综合利用、清洁化处理。

Description

一种处理高含水率含油污泥的负压循环蓄热回收***

技术领域

本实用新型属于固废无害化资源综合利用处理技术领域，具体涉及一种处理高含水率含油污泥的负压循环蓄热回收***。

背景技术

含油污泥，简称油泥，是石油开采、运输、炼制和含油污水处理过程中产生的固体废物，其中，炼油厂污水处理场产生的油泥主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等，俗称“三泥”，这些油泥组成各异，通常含油率在10%～50%之间，含水率在40%～90%之间，含水率高，又极难脱水，导致“三泥”处理难度很大。

目前，我国的石化企业每年都有大量的含油污泥产生，由于缺乏适当的处理技术，对“三泥”的处理一般为浓缩-沉降后转移到农村，不仅造成了二次污染，而且使得含油污泥中的石油资源无法得到有效利用，造成了一定的经济损失。目前处理含油污泥的方法主要有溶剂萃取法、焚烧法、生物处理法和焦化法等，其中，溶剂萃取法处理时间长、处理成本高，技术不够成熟，且仅适用于含油量较高的含油污泥，性价比较低；生物处理法一般周期较长，且不能回收原油，造成石油资源的浪费；焦化法涉及焦化装置的改造比较复杂，成本高，且处理量少；目前的焚烧法无法直接处理高含水率的含油污泥，都需要脱水等预处理步骤，增加了处理工序和成本，且由于“三泥”含油量低，焚烧时必须另外添加燃料油才能完成焚烧过程，大大增加了炼油厂的能耗，如国内炼油厂每焚烧经脱水后含水率仍为75-85%的“三泥”20-24 吨，须添加1 吨柴油做能源，过高的能耗使得炼油厂无法长期维持运行，目前国内许多厂家的焚烧炉均处于闲置状态，此外，焚烧还存在热量回收率低，空气二次污染严重等缺陷。

因此，研究一种高效、绿色、综合利用处理高含水率含油污泥的方法，具有重要的环保意义和经济效益。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种处理高含水率含油污泥的负压循环蓄热回收***，所述***无需脱水预处理，能够直接处理含水率高达40%-90%的含油污泥，且能够回收含油污泥中的原油，提高了油泥处理的经济效益；此外，所述***能够循环利用热能，大大降低了处理成本，且不产生二次污染，能够实现含油污泥的高效、综合利用、清洁化处理。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：一种高含水率含油污泥的高效综合利用方法，包括以下步骤：

步骤1：将含水率为40%-90%的含油污泥与农作物粉碎物料、生石灰、生物质炭、调质剂按质量比60-80 ：5-10：3-5：0-10 : 2-10 的比例混合制得混合物，所述的农作物粉碎物料选自粒径为2-8mm 的糠壳、秸秆和玉米芯等，所述的生物质炭粒径为1-8mm，发热量为4500-6500 大卡，所述的调质剂为表面活性剂；

步骤2：将步骤1 所得的混合物送入负压循环蓄热回收***的焚烧装置中，所述混合物的厚度为350-700mm，混合的行进速度0-0.2m/s，所述负压循环蓄热回收***包括混合装置（1）、焚烧装置（2），抽风装置（3）、烟气循环装置（4）、油水收集装置（5）、传送装置（6）和烟气净化装置（7），其特征在于：所述混合装置（1）包括多个料仓（11）、计量称（12）、混合搅拌装置（13），所述料仓（11）的出料口对准计量称（12）的称量盘，所述计量称（12）的称量盘与混合搅拌装置（13）的进料口对应，料仓（11）内的农作物粉碎物料、生石灰、生物质炭和调质剂经计量称（12）称量后，送入混合搅拌装置（13）内与高含水率含油污泥混合搅拌得到步骤1 所述的混合物，混合搅拌装置（13）的出料口连接传送装置（6），经传送装置（6）送入焚烧装置（2）中；所述焚烧装置（2）由前至后依次包括布料段（20）、干燥段（21）、点火段（22）、焚烧段（23）和冷却段（24），所述布料段（20）设有物料打散器（25），所述干燥段（21）的长度为1-6m，点火段（22）的长度为1-3m，点火温度为850℃-1050℃，既能够避免混合物无法点燃的缺陷，又能够避免温度过高引起的能耗高、混合物表层熔融影响透气性的缺陷，焚烧段（23）的长度为4-20m，焚烧段温度为1100℃，能够保证有害物质能得到充分的焚烧，所述干燥段（21）和点火段（22）的上方设有从前至后由低到高的预热罩（26），与点火段（22）位置对应的预热罩上设有废气进口（27）和燃料喷嘴（28），形成二燃室，既对物料进行干燥预热，又将废气进行深度处理，所述干燥段（21）、点火段（22）、焚烧段（23）和冷却段（24）的下方与抽风装置（3）密封连接，所述焚烧段（23）的上方与烟气循环装置（4）密封连接，步骤1 所得混合物的上部在点火段（22）点火后，在抽风装置（3）产生的负压作用下，火从混合物上部开始向下燃烧，上部燃烧产生的高温蒸汽一方面对下部物料进行烘干和预热，另一方面将下部物料中的水和油分带走，带出的油水混合物在重力作用下从底部流出进入油水收集装置（5）；所述抽风装置（3）包括多个抽风罩（31）、每个抽风罩（31）连接一套由抽风管（32）和抽风机（33）组成的抽风管路，所述抽风管（32）和抽风机（33）之间设有油水收集装置（5），与所述干燥段（21）下方连通的抽风管路的尾端与烟气净化装置（7）连通，与所述点火段（22）和焚烧段（23）下方连通的抽风管路的尾端与烟气循环装置（4）连通，与焚烧段（23）下方连通的最后一级抽风管路的出口与预热罩（26）的废气进口（27）连通，与冷却段（24）下方连通的抽风管路与机尾除尘装置连通；所述的烟气循环装置（4）包括多个烟气罩（41），每个烟气罩（41）上均设有废气入口（42）和新风配入口（43），所述烟气罩（41）的废气入口（42）与上一级抽风管路的尾端连通，混合物料中的有害物质在高温焚烧中分解形成的烟气，经抽风罩（31）进入抽风管（32），在油水收集装置（5）中进行烟气油水分离收集后，剩余烟气通过抽风机（33）送至下一级烟气罩（41），完成对后段混合物料的干燥和预热，带出的油水混合物在重力作用下从底部流出进入油水收集装置（5），与焚烧段（23）下方连通的最后一级抽风管路中的烟气通过废气进口（27）进入预热罩（26）后，在二燃室进行二次燃烧，深度处理后进入烟气净化装置（7）；

所述油水收集装置（5）包括上部呈圆柱状，下部呈倒圆锥状的旋风式除油器（51），所述旋风式除油器（51）的内部设有螺旋刮油板（52）、外壁设有与抽风管（32）的尾端连通的烟气进口（53）、顶部设有与烟气罩（41）的废气入口（42）连通的烟气出口（54），底部与油水收集器（55）连通，烟气和含油液滴经抽风管进入油水收集装置（5）后，含有液滴经螺旋刮油板（52）与烟气分离，进入油水收集器（55），剩余烟气经烟气出口（54）进入下一级烟气罩（41），实现石油的回收利用；

所述烟气净化装置（7）的出气管经过抽风机连接至烟囱，将净化达标的废气排出。

根据本实用新型所述的***，步骤1 中所述的农作物粉碎物料为粒径为2-8mm的糠壳，且污泥、糠壳、生石灰、生物质炭和调质剂的质量比为60-75 ：6-10：3-5：2-8 : 5-10。

本发明人发现，含油污泥、农作物粉碎物料、生石灰、生物质炭、调质剂五者的比例对混合物的焚烧效果影响较大，当上述五者按质量比60-80 ：5-10：3-5：0-10 : 2-10 的比例，尤其是按质量比60-75 ：6-10：3-5：2-8 : 5-10 的比例混合时，得到的混合物透气性好、热值水平适当、焚烧速度适宜，燃烧充分，同时又能为含油液滴提供下流的通道。

此外，农作物粉碎物料和生物质炭粒的粒径也对混合物的性质影响很大，当农作物粉碎物料粒径或生物质炭粒粒径超过8mm 时，制得的混合物透气性过好，焚烧速度过快，燃烧不充分；当农作物粉碎物料粒径小于2mm 或生物质炭粒粒径小于1mm 时，制得的混合物透气性差，风机负荷过大，焚烧不充分，且无法提供足够的油滴下流通道；本发明人通过大量的试验发现，当农作物粉碎物料粒径为2-8mm 或生物质炭粒粒径为1-8mm 时，既能保证制得的混合物的透气性，燃烧充分，又能为含油液滴提供足够的下流通道。

根据本实用新型所述的***，步骤2 中所述的混合物厚度为500-700mm。

本发明人还发现，混合物送入负压循环蓄热回收***的焚烧装置时，厚度和行进速度对焚烧效果也有很大影响，当厚度超过700mm 或行进速度超过0.2m/s时，混合物的透气性不够，无法焚烧充分，影响焚烧效果；若厚度低于350mm时，混合物的蓄热效果差，焚烧温度较低，无法充分分离出含油污泥中的石油，石油回收率低；只有控制混合物的厚度为350-700mm，且行进速度为0-0.2m/s时，既能保证混合物焚烧充分，又能有效回收混合物中的石油，提高了固废处理的经济效益和处理效率，同时能够确保***的稳定运行。

根据本实用新型所述的***，步骤2 中所述的烟气循环装置（4）的新风配入口上设有进风管调节阀，通过控制其开度控制新风的配入量。

本实用新型的***，利用负压循环蓄热焚烧装置的特点，添加一定的辅助物料，来实现对含油污泥的处置，其特点是能够在对含油污泥中的有害物质进行焚烧处理的同时，利用焚烧装置边焚烧边预热的特点，将污泥中的油类提取出来，实现对油类物质的回收利用，具体优势如下：

1、采用负压循环蓄热回收技术，有效利用上层物料焚烧产生的高温蒸汽对下部物料进行烘干和预热，由于下部物料为湿物料，在上部产生的热蒸汽作用下，将混合料中的水和油分带走，油水混合蒸汽遇到冷物料凝结成油水液滴，烟气的高温同时也可以降低粘度、增加重油的流动性，液滴从底部流出，进行统一收集，大幅降低能耗和处理成本；

2、能对高含水率含油污泥直接进行处理，解决了目前高含水率含油污泥的处置难题；

3、焚烧产生的烟气一方面通过抽风装置和烟气装置循环利用热能，一方面在抽风装置和烟气装置的密封管路中运行，最终在二燃室深度处理后进入烟气净化装置，不产生二次污染，能实现清洁化生产；

4、采用了烟气多级循环二次燃烧技术，气体中的有害成分得到有效处理，同时燃烧过程中废气的含氧量得到有效利用，因此大幅减少新进风量，进而大量减少烟气排放总量，与一般焚烧方式烟气排放总量相比可减少60%以上；

5、排放的水、气、渣均达到国家标准；

6、污泥减量化、无害化、资源化程度高，效果明显；

7、含油污泥的原油可进行回收；

8、处理后的残渣达标后，可进行油井回填。

附图说明

图1 是本实用新型负压循环蓄热回收***的结构示意图；

图2 是本实用新型负压循环蓄热回收***混合装置的结构示意图；

图3 是本实用新型负压循环蓄热回收***焚烧装置、抽风装置、烟气循环装置、

油水收集装置和烟气净化装置的的结构示意图；

图4 是本实用新型负压循环蓄热回收***旋风式除油器的结构示意图。

图中，

1－混合装置，11－料仓，12－计量称，13－混合搅拌罐；

2－焚烧装置，20－布料段，21－干燥段，22－点火段，23－焚烧段，24－冷却段，25－物料打散器，26－预热罩，27－废气进口，28－燃料喷嘴；

3－抽风装置，31－抽风罩，32－抽风管，33－抽风机；

4－烟气循环装置，41－烟气罩，42－废气入口，43－新风配入口；

5－油水收集装置，51－旋风式除油器，52－螺旋刮油板，53－烟气进口，54－烟气出口，55－油水收集器；

6－传送装置；

7－烟气净化装置。

具体实施方式

实施例1 负压循环蓄热回收***

如图1-4 所示，本实用新型的负压循环蓄热回收***包括混合装置1、焚烧装置2，抽风装置3、烟气循环装置4、油水收集装置5、传送装置6 和烟气净化装置7，所述混合装置1包括多个料仓11、计量称12、混合搅拌装置13，所述料仓11 的出料口对准计量称12 的称量盘，所述计量称12 的称量盘与混合搅拌装置13 的进料口对应，料仓11 内的农作物粉碎物料、生石灰、生物质炭和调质剂经计量称12 称量后，送入混合搅拌装置13 内与高含水率含油污泥混合搅拌得到混合物，混合搅拌装置13 的出料口连接传送装置6，经传送装置6 送入焚烧装置2中；

所述焚烧装置2 由前至后依次包括布料段20、干燥段21、点火段22、焚烧段23 和冷却段24，所述布料段20 设有物料打散器25，所述干燥段21 的长度为1-20m，点火段22 的长度为1-6m，点火温度为850℃-1050℃，既能够避免混合物无法点燃的缺陷，又能够避免温度过高引起的能耗高、混合物表层熔融影响透气性的缺陷，焚烧段23 的长度为4-50m，焚烧段温度为1100℃，能够保证有害物质能得到充分的焚烧，所述干燥段21 和点火段22 的上方设有从前至后由低到高的预热罩26，与点火段22 位置对应的预热罩上设有废气进口27和燃料喷嘴28，形成二燃室，既对物料进行干燥预热，又将废气进行深度处理，所述干燥段21、点火段22、焚烧段23 和冷却段24 的下方与抽风装置3 密封连接，所述焚烧段23 的上方与烟气循环装置4 密封连接，步骤1 所得混合物的上部在点火段22 点火后，在抽风装置3 产生的负压作用下，火从混合物上部开始向下燃烧，上部燃烧产生的高温蒸汽一方面对下部物料进行烘干和预热，另一方面将下部物料中的水和油分带走，带出的油水混合物在重力作用下从底部流出进入油水收集装置5；

所述抽风装置3 包括多个抽风罩31、每个抽风罩31 连接一套由抽风管32和抽风机33 组成的抽风管路，所述抽风管32 和抽风机33 之间设有油水收集装置5，与所述干燥段21 下方连通的抽风管路的尾端与烟气净化装置7 连通，与所述点火段22 和焚烧段23下方连通的抽风管路的尾端与烟气循环装置4 连通，与焚烧段23 下方连通的最后一级抽风管路的出口与预热罩26 的废气进口27 连通，与冷却段24 下方连通的抽风管路与机尾除尘装置连通；

所述的烟气循环装置4 包括多个烟气罩41，每个烟气罩41 上均设有废气入口42和新风配入口43，所述烟气罩41 的废气入口42 与上一级抽风管路的尾端连通，混合物料中的有害物质在高温焚烧中分解形成的烟气，经抽风罩31 进入抽风管32，在油水收集装置5 中进行烟气油水分离收集后，剩余烟气通过抽风机33 送至下一级烟气罩41，完成对后段混合物料的干燥和预热，实现了热能的传递，循环利用了热能，提高了经济效率，与焚烧段23 下方连通的最后一级抽风管路中的烟气通过废气进口27 进入预热罩26 后，在二燃室进行二次燃烧，深度处理后进入烟气净化装置7；

所述油水收集装置5 包括上部呈圆柱状，下部呈倒圆锥状的旋风式除油器51，所述旋风式除油器51 的内部设有螺旋刮油板52、外壁设有与抽风管32 的尾端连通的烟气进口53、顶部设有与烟气罩41 的废气入口42 连通的烟气出口54，底部与油水收集器55 连通，烟气和含油液滴经抽风管进入油水收集装置5 后，含有液滴经螺旋刮油板52 与烟气分离，进入油水收集器55，剩余烟气经烟气出口54 进入下一级烟气罩41，实现石油的回收利用；

所述烟气净化装置7 的出气管经过抽风机连接至烟囱，将净化达标的废气排出。

所述的烟气循环装置4 的新风配入口上设有进风管调节阀，通过控制其开度控制

新风的配入量。

实施例2 高含水率含油污泥的综合利用

步骤1：将含水率为90%的含油污泥与糠壳、生石灰、生物质炭、氯化铁按质量比70：5：6 : 10：9 的比例混合制得混合物，所述糠壳的粒径为2mm，所述生物质炭粒径为5mm，发热量为5000 大卡；

步骤2：将步骤1 所得的混合物送入实施例1 所述的负压循环蓄热回收***的焚烧装置中，所述混合物的厚度为500mm，混合物的行进速度0.05m/s，点火焚烧，经烟气净化装置7 排出的废气满足欧盟2000 标准。

实施例3 高含水率含油污泥的综合利用

步骤1：将含水率为40%的含油污泥与糠壳、生石灰、生物质炭、氯化铁按质量比80：8：5 : 3：4 的比例混合制得混合物，所述糠壳的粒径为8mm，所述生物质炭粒径为8mm，发热量为4500 大卡；

步骤2：将步骤1 所得的混合物送入实施例1 所述的负压循环蓄热回收***的焚烧装置中，所述混合物的厚度为700mm，混合物的行进速度0.1m/s，点火焚烧，经烟气净化装置7 排出的废气满足欧盟2000 标准。

实施例4 高含水率含油污泥的综合利用

步骤1：将含水率为60%的含油污泥与糠壳、生石灰、生物质炭、氯化铁按质量比60：10：10 : 10 : 10 的比例混合制得混合物，所述糠壳的粒径为8mm，所述生物质炭粒径为8mm，发热量为4500 大卡；

步骤2：将步骤1 所得的混合物送入实施例1 所述的负压循环蓄热回收***的焚烧装置中，所述混合物的厚度为700mm，混合物的行进速度0.2m/s，点火焚烧，经烟气净化装置7 排出的废气满足欧盟2000 标准。

Claims (9)

1.一种处理高含水率含油污泥的负压循环蓄热回收***，包括混合装置（1）、焚烧装置（2），抽风装置（3）、烟气循环装置（4）、油水收集装置（5）、传送装置（6）和烟气净化装置（7），其特征在于：

所述混合装置（1）包括多个料仓（11）、计量称（12）、混合搅拌装置（13），所述料仓（11）的出料口对准计量称（12）的称量盘，所述计量称（12）的称量盘与混合搅拌装置（13）的进料口对应，料仓（11）内的添加剂经计量称（12）称量后，送入混合搅拌装置（13）内与高含水率含油污泥混合搅拌得到的混合物，混合搅拌装置（13）的出料口连接传送装置（6），经传送装置（6）将混合物送入焚烧装置（2）中；

所述焚烧装置（2）由前至后依次包括布料段（20）、干燥段（21）、点火段（22）、焚烧段（23）和冷却段（24），所述布料段（20）设有物料打散器（25），所述干燥段（21）和点火段（22）的上方设有预热罩（26），与点火段（22）位置对应的预热罩上设有废气进口（27）和燃料喷嘴（28），形成二燃室，所述干燥段（21）、点火段（22）、焚烧段（23）和冷却段（24）的下方与抽风装置（3）密封连接，所述焚烧段（23）的上方与烟气循环装置（4）密封连接；

所述抽风装置（3）包括多个抽风罩（31）、每个抽风罩（31）连接一套由抽风管（32）和抽风机（33）组成的抽风管路，所述抽风管（32）和抽风机（33）之间设有油水收集装置（5）；

所述的烟气循环装置（4）包括多个烟气罩（41），每个烟气罩（41）上均设有废气入口（42）和新风配入口（43），所述烟气罩（41）的废气入口（42）与上一级抽风管路的尾端连通，混合物料中的有害物质在高温焚烧中分解形成的烟气，经抽风罩（31）进入抽风管（32），在油水收集装置（5）中进行烟气油水分离收集后，剩余烟气通过抽风机（33）送至下一级烟气罩（41），完成对后段混合物料的干燥和预热，与焚烧段（23）下方连通的最后一级抽风管路中的烟气通过废气进口（27）进入预热罩（26）后，在二燃室进行二次燃烧，深度处理后进入烟气净化装置（7）；

所述烟气净化装置（7）的出气管经过抽风机连接至烟囱，将净化达标的废气排出。

2.如权利要求1 所述的负压循环蓄热回收***，其特征在于：所述干燥段（21）的长度为1-20m。

3.如权利要求1 所述的负压循环蓄热回收***，其特征在于：所述点火段（22）的长度为1-6m。

4.如权利要求1 所述的负压循环蓄热回收***，其特征在于：所述焚烧段（23）的长度为4-50m。

5.如权利要求1 所述的负压循环蓄热回收***，其特征在于：所述的烟气循环装置（4）的新风配入口上设有进风管调节阀，通过控制其开度控制新风的配入量。

6.如权利要求1 所述的负压循环蓄热回收***，其特征在于：所述布料段（20）设有物料打散器（25）。

7.如权利要求1 所述的负压循环蓄热回收***，其特征在于：所述干燥段（21）和点火段（22）的上方设有从前至后由低到高的预热罩（26）。

8.如权利要求1 所述的负压循环蓄热回收***，其特征在于：与所述干燥段（21）下方连通的抽风管路的尾端与烟气净化装置（7）连通，与所述点火段（22）和焚烧段（23）下方连通的抽风管路的尾端与烟气循环装置（4）连通，与焚烧段（23）下方连通的最后一级抽风管路的出口与预热罩（26）的废气进口（27）连通，与冷却段（24）下方连通的抽风管路与机尾除尘装置连通。

9.如权利要求1 所述的负压循环蓄热回收***，其特征在于：所述油水收集装置（5）包括上部呈圆柱状，下部呈倒圆锥状的旋风式除油器（51），所述旋风式除油器（51）的内部设有螺旋刮油板（52）、外壁设有与抽风管（32）的尾端连通的烟气进口（53）、顶部设有与烟气罩（41）的废气入口（42）连通的烟气出口（54），底部与油水收集器（55）连通，烟气和含油液滴经抽风管进入油水收集装置（5）后，含有液滴经螺旋刮油板（52）与烟气分离，进入油水收集器（55），剩余烟气经烟气出口（54）进入下一级烟气罩（41），实现石油的回收利用。