油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置的制作方法

本實用新型涉及一種油泥干燥及炭化一體化處理零排放系統(tǒng)。

背景技術：

石油作為一種重要的戰(zhàn)略性能源，在整個人類社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展中占有不可替代的地位。但是，作為一種化石燃料，石油在開采、油田集輸、儲存、煉油廠污水處理等過程中不可避免會產(chǎn)生大量的含油污泥。據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國一個小中型油田每天大約產(chǎn)生100t左右的油泥，石化領域每年產(chǎn)生的油泥總量高達(10～44)×10⁴噸。含油污泥主要由各種油、水、機械雜質、化學添加劑等混合組成，脫水較難，有些油泥還具有刺激性氣味。煉油廠含油污泥含有大量苯系物、酚類、芘、蒽等有毒物質，如直接外排，有毒物質會污染水、土壤和空氣，惡化生態(tài)環(huán)境，因此已被列為危險廢物，含油超過千分之三的油泥必須進行無害化處理。此外，含油污泥中的石油類物質含量很高，一般能達到20～30％，具有非常高的利用價值，如果處置不當，不僅污染環(huán)境，還會造成巨大的資源浪費。

含油污泥處理技術難度大，成本高，一直是困擾我國石油行業(yè)的環(huán)保難題。目前，國內外含油污泥處理主要技術有：生物處理、固化處理、焚燒處理、溶劑萃取、熱處理、熱洗滌、三相分離、安全填埋等。而采用這些工藝的處理設備和裝置系統(tǒng)在實際處理過程中都存在不同程度的缺陷，例如：生物法存在處理周期長，對環(huán)烷烴、芳烴、雜環(huán)類處理效果差，無法回收有效資源；固化處理中加入的有機固化劑可能造成二次污染，處理技術受污泥中含油量的制約；焚燒法處理成本高，焚燒產(chǎn)生的重金屬、粉塵等對空氣造成二次污染，油資源也沒能得到有效回收；溶劑萃取法的關鍵在于開發(fā)性價比高的萃取劑，目前仍停留在研究階段；熱洗滌法目前看效果仍不好，熱洗后污泥含油量仍難達到國家要求的無害化指標。

為此，針對上述問題實用新型了一種油泥干燥及炭化一體化處理零排放系統(tǒng)，該技術利用油泥中所攜帶的能源對油泥本身進行間接攪拌干燥和裂解。其中 間接攪拌干燥的優(yōu)點是干燥氣體處理量小，利用本實用新型設計的“ω”型機體結構，并結合雙軸楔形攪拌葉片不僅可以大幅優(yōu)化攪拌效果、提高干化速率，還可以將干化后的油泥破碎為粒度均勻的顆粒產(chǎn)品，便于干油泥顆粒在熱解室中的輸運；特別設計的燃燒爐能夠實現(xiàn)熱解氣的旋流燃燒、旋流傳熱和煙氣的余熱回收，提高燃燒和傳熱效率；得到的炭化油泥顆粒進一步的作為干燥和燃燒煙氣的凈化劑，實現(xiàn)油泥干燥和炭化一體化系統(tǒng)的零排放目標。與其他技術相比，具有高效、快速、安全、資源回收及系統(tǒng)零排放的優(yōu)勢。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種油泥干燥及炭化一體化處理零排放系統(tǒng)。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置，其特征在于，包括：包括槳葉式干化機和燃燒爐；所述槳葉式干化機包括夾套、油泥干化室、熱軸、葉片、進料口、出口、干化水蒸汽出口夾套進油口、夾套出油口、熱軸進油口和熱軸出油口，夾套設于油泥干化室外側，熱軸以及設于熱軸上的葉片設于油泥干化室中，油泥干化室連接進料口、出口和干化水蒸汽出口，熱軸的兩端分別連接熱軸進油口和熱軸出油口，夾套的兩端分別連接夾套進油口和夾套出油口；槳葉式干化機的進料口通過油泥泵的輸泥管和油泥倉相連，所述的燃燒爐包括旋流燃燒室、旋流傳熱室和余熱利用煙道，旋流傳熱室的一端連接旋流燃燒室，旋流傳熱室的另一端連接余熱利用煙道，熱解室從旋流傳熱室軸向穿過，槳葉式干化機的出口和熱解室的進口相連，熱解室的第一出口通過鎖氣器和油泥炭化顆粒倉相連，熱解室的第二出口和燃燒器相連，燃燒器連接設于旋流燃燒室中的噴嘴，余熱利用煙道中設有導熱油換熱器、空氣預熱器和煙氣凈化器，導熱油換熱器的進口通過導熱油泵和導熱油箱的出油口相連，導熱油換熱器的出口通過管道分成兩路分別連接至槳葉式干化機的熱軸進油口和夾套進油口，槳葉式干化機的熱軸出油口和夾套出油口由導熱油管和導熱油箱相連，槳葉式干化機的干化水蒸汽出口通過引風機和噴淋器相連，所述噴淋器的氣體出口連接至氣體過濾器的進口，氣體過濾器出口和引風機相連，引風機出口管路和送風機出口管路匯合后接入空氣預熱器的進口管路，空氣預熱器出口管路連接至燃燒器，噴淋器的冷凝水出口和冷凝水過濾器相連，冷凝水過濾器出水口經(jīng)由水 泵連接至空氣冷卻塔，空氣冷卻塔的冷卻水出口經(jīng)由循環(huán)水泵和噴淋器的噴淋裝置冷卻水入口相連。

優(yōu)選地，所述的熱解室內設有由調速電機帶動旋轉的絞龍。

更優(yōu)選地，所述的絞龍為有軸絞龍或無軸絞龍，絞龍底部緊貼熱解室的下壁，絞龍頂部和熱解室上壁之間保留熱解氣通道。

優(yōu)選地，所述的槳葉式干化機設于燃燒爐上方。

優(yōu)選地，所述的旋流燃燒室的煙氣出口通道和旋流燃燒室相切。

優(yōu)選地，所述的油泥干化室的底部的截面呈“ω”型結構。

優(yōu)選地，所述的槳葉式干化機傾斜布置，所述的葉片為楔形葉片。

優(yōu)選地，所述的煙氣凈化器布置在導熱油換熱器和空氣預熱器之間。

優(yōu)選地，所述的冷凝水過濾器、氣體過濾器和煙氣凈化器中的凈化和過濾材料均來自油泥炭化顆粒倉中的油泥炭化顆粒。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型通過油泥的高溫裂解產(chǎn)生裂解氣，裂解氣燃燒所釋放的能量再利用于油泥干化和油泥裂解，能最大限度利用熱能而不需要外加輔助燃料，實現(xiàn)以廢治廢的目的。裂解焦炭顆粒進一步用于干燥冷凝水處理和燃燒煙氣凈化，實現(xiàn)油泥干燥及炭化系統(tǒng)的零排放目標。

本實用新型所設計的槳葉式干化機采用“ω”型結構布置，可以大幅提高油泥的攪拌效果，促進楔形葉片對油泥的擠壓，從而提高油泥干化效率，而且使得干化機出口的干油泥顆粒粒徑分布更加均勻。

本實用新型所設計的熱解室采用絞龍推進，經(jīng)間接攪拌干燥后的油泥呈顆粒狀，可以通過絞龍均勻推進，絞龍頂部和熱解室上壁之間保留熱解氣通道，防止熱解氣在熱解室內淤積。

本實用新型所設計的燃燒爐分為三個功能區(qū)，分別為旋流燃燒室、旋流傳熱室和余熱利用煙道，熱解氣和空氣混合后高速噴入旋流燃燒室燃燒，使得燃燒更加充分；高溫煙氣經(jīng)旋流燃燒室出口后切向流入旋流傳熱室，提高了傳熱效率；余熱利用煙道通過布置導熱油換熱器和空氣預熱器進一步回收煙氣余熱。

本實用新型所設計的油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置，利用油泥熱解過程產(chǎn)生的熱解可燃氣的燃燒，提供油泥干燥和熱解所需的熱能，實現(xiàn)了資源回 收利用，無需外加燃料、運行成本低，當熱解氣有多余時，可以作為能源加以回收儲存。

本實用新型所設計的油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置，熱解所產(chǎn)生的油泥炭化顆粒具有吸附性和催化性，利用這些特性可以實現(xiàn)對油泥干燥冷凝水的凈化、干燥氣體的吸濕、以及燃燒煙氣的催化凈化，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的污染物零排放。

本實用新型所設計的油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置，所產(chǎn)生的炭化顆粒是高熱值、高含碳、高孔隙率、且無臭無味的黑色顆粒產(chǎn)品，除供系統(tǒng)自用外，多余的部分可以作為產(chǎn)品外售或用于其他用途。

附圖說明

圖1是油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置結構示意圖。

圖2是油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置中槳葉式干化機的A-A剖面結構圖。

圖3是油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置中燃燒爐的B-B剖面結構圖。

圖4是油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置中燃燒爐的C-C剖面結構圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例

如圖1和圖2所示，為油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置結構示意圖，所述的油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置包括槳葉式干化機3和燃燒爐17，槳葉式干化機3設于燃燒爐17上方；所述槳葉式干化機3包括夾套44、油泥干化室46、熱軸43、葉片45、進料口4、出口5、干化水蒸汽出口29夾套進油口25、夾套出油口27、熱軸進油口24和熱軸出油口26，夾套44設于油泥干化室46外側，熱軸43以及設于熱軸43上的葉片45設于油泥干化室46中，油泥干化室46連接進料口4、出口5和干化水蒸汽出口29，熱軸43的兩端分別連接熱軸進油口24和熱軸出油口26，夾套44的兩端分別連接夾套進油口25和夾套出 油口27；槳葉式干化機3的進料口4通過油泥泵2的輸泥管和油泥倉1相連，所述的燃燒爐17包括旋流燃燒室16、旋流傳熱室41和余熱利用煙道42，旋流傳熱室41的一端連接旋流燃燒室16，旋流傳熱室41的另一端連接余熱利用煙道42，熱解室6從旋流傳熱室41軸向穿過，燃燒爐17和熱解室6構成一整體，槳葉式干化機3的出口5和熱解室6的進口7相連，所述的熱解室6內設有由調速電機9帶動旋轉的絞龍8。所述的絞龍8為有軸絞龍或無軸絞龍，絞龍底部緊貼熱解室6的下壁，絞龍8頂部和熱解室6上壁之間保留熱解氣通道。熱解室6的第一出口11通過鎖氣器12和油泥炭化顆粒倉34相連，熱解室6的第二出口10和燃燒器13相連，燃燒器13連接設于旋流燃燒室16中的噴嘴48，余熱利用煙道42中設有導熱油換熱器18、空氣預熱器19和煙氣凈化器39，導熱油換熱器18的進口通過導熱油泵21和導熱油箱20的出油口相連，導熱油換熱器18的出口通過管道分成兩路分別連接至槳葉式干化機3的熱軸進油口24和夾套進油口25，槳葉式干化機3的熱軸出油口26和夾套出油口27由導熱油管和導熱油箱20相連，槳葉式干化機3的干化水蒸汽出口29通過第一引風機30和噴淋器31相連，所述噴淋器31的氣體出口連接至氣體過濾器32的進口，氣體過濾器32出口和第二引風機38相連，第二引風機38出口管路和送風機28出口管路匯合后接入空氣預熱器19的進口管路，空氣預熱器19出口管路連接至燃燒器13，噴淋器31的冷凝水出口和冷凝水過濾器33相連，冷凝水過濾器33出水口經(jīng)由水泵35連接至空氣冷卻塔37，空氣冷卻塔37的冷卻水出口經(jīng)由循環(huán)水泵36和噴淋器31的噴淋裝置49冷卻水入口相連。

油泥倉1中的油泥在槳葉式干化機3中干燥后，進入熱解室6熱解形成油泥炭化顆粒，熱解室6的油泥炭化顆粒經(jīng)第一出口11進入油泥炭化顆粒倉34，第一出口11和顆粒倉34之間安裝有鎖氣器12，以防止熱解氣進入顆粒倉34，熱解氣則通過第二出口10進入燃燒器13，導熱油箱20內的導熱油經(jīng)導熱油泵21加壓后流入導熱油換熱器18，經(jīng)導熱油換熱器18加熱后通過熱軸進油口24和夾套進油口25流入槳葉式干化機3，導熱油流經(jīng)夾套44、熱軸43和楔形葉片45后分別從熱軸出油口26和夾套出油口27流出，回流至導熱油箱20，導熱油箱20設有瀉油排渣口23和排氣口22，槳葉式干化機3內的油泥干燥水蒸汽由第一引風機30經(jīng)干化水蒸氣出口29引出后送入噴淋器31，冷卻水進入噴淋裝 置49對干燥水蒸汽進行冷凝，經(jīng)冷凝后的干燥氣體經(jīng)第二引風機38引入氣體過濾器32進一步除濕，除濕后的干燥氣體和送風機28的出口氣體匯合后進入空氣預熱器19，氣體經(jīng)預熱后進入燃燒器13參與燃燒，干燥冷凝水則通過水泵35引入冷凝水過濾器33進行冷凝水凈化處理，凈化后的冷凝水送入空氣冷卻塔37進行冷卻，冷卻后的形成冷卻水再通過循環(huán)水泵36送入噴淋器31進行干燥水蒸汽的冷凝。

如圖1所示，以導熱油為熱介質，導熱油在導熱油箱20和槳葉式干化機3之間循環(huán)，通過調整燃燒煙氣溫度和導熱油循環(huán)流速，使得導熱油溫度控制在150～250℃范圍。槳葉式干化機3出口油泥為含水率低于10％的干油泥顆粒。

如圖1所示，燃燒爐17內溫度通過調節(jié)流入燃燒器13的熱解氣流量和空氣流量加以控制，氣體流量由閥門14調節(jié)，使得熱解室6內的熱解溫度維持在500～1000℃范圍，當熱解氣有富裕時可以通過管道47回收多余的熱解氣，當熱解氣不足時，輔助燃料通過管道15進入燃燒器13。

如圖3和圖4所示，燃燒爐17分為三個功能區(qū)，分別為旋流燃燒室16、旋流傳熱室41和余熱利用煙道42，所述的旋流燃燒室16所使用的能源為油泥熱解可燃氣。熱解氣和空氣混合后通過噴嘴48切向高速噴入旋流燃燒室16燃燒，高速旋流使得空氣和燃料混合更加均勻，燃燒更加充分；所述的旋流燃燒室16的煙氣出口通道和旋流傳熱室41相切。高溫煙氣經(jīng)旋流燃燒室16的煙氣出口通道后切向流入旋流傳熱室41，切向流入的高溫煙氣在旋流傳熱室41內繼續(xù)作高速湍流和旋流流動，大幅提高煙氣側對流換熱效率；余熱利用煙道42通過布置導熱油換熱器18和空氣預熱器19進一步回收煙氣余熱，排煙溫度控制在100℃以下。

如圖1和2所示，所述的槳葉式干化機3傾斜布置，所述的葉片45為楔形葉片45。所述的油泥干化室46的底部的兩側向內凹曲，中間向上凹曲，形成截面呈“ω”型結構，以大幅提高油泥的攪拌效果和干化速率，油泥在槳葉式干化機3內的干燥時間可以通過調節(jié)熱軸43轉速和槳葉式干化機3的傾斜角度加以控制，使干化機出口26的油泥含水率控制在10％以下，干化油泥呈均勻的顆粒狀。

為了使油泥炭化顆粒對煙氣中的NOx和SO₂有較高的脫除效率，將煙氣凈化 器39布置在導熱油換熱器18和空氣預熱器19之間，通過調整煙氣溫度使得煙氣凈化器39的溫度維持在250～400℃。

如圖1所示，冷凝水過濾器33、氣體過濾器32和煙氣凈化器39中的凈化和過濾材料均來自油泥炭化顆粒倉34中的油泥炭化顆粒，多余的炭化顆粒通過出口40外運。