PDF《油 田含 油污泥焚 烧处理技术及设备研究》

石油与天然气化工油田含油污 泥焚烧处 理技术及设备研 究刘玉丽,(1.

大庆石 油学院

2 . 中油辽河油田分公司油气集输公 司) 摘要含油污泥是含油污水处理 中的最末端废弃物 , 为各种颗粒、 水和气泡形成的混凝团, 呈半 固体状态, 其主要成分为水、 次生粘土矿物、 油及各种化学药剂, 各种物质凝聚在 一起 , 乳化严重, 难于处 置 .针 对稠 油含 油 污泥 的理 化性 质,从含 油 污泥 的残 油发 热 量研 究开 始,利用含 油 固形物 的发 热量进 行 焚烧处理 , 实现污泥的减量化和无害化 , 建立含 油污泥处理的核 心技术方法, 为含 油污泥的处理提供科 学依据和技术支持. 关键词 含油污泥 发热量 焚烧 无 害化 在油 田稠油开采过程 中, 经联合 站处理产生含油 污泥.主要成 分 为水 (

9 7 %) 、 粘 土矿 物(2%)和油(1%) , 其中油为重质部分 , 泥、水、油等各种物质凝 聚 在一起 , 呈半固体状态, 是含油污水处理中的最末端废 弃物.目前辽河油 田年产污泥

5 8*

1 0 m , 减量处理 后年产量仍高达 5*1

0 m , 无 害化处理要求 日益迫 切 .科学 、 有效地解决含油污泥处理难题 , 对辽河油田 的可持续发展具有重要意义 .

1 污泥的理化性质 含油气浮污泥的主要特点是含水率高 , 粘稠度大 ;

含泥量、 含油量低 , 呈半固体 , 流动性差.另外 , 含油污 泥中胶质 、 沥青质等成分多, 且与生产工序 中加人的乳 化剂、 降粘剂等各种有机聚合物结合稳定 , 与固体颗粒 吸附后 , 形成的胶体非常稳定, 增加了破乳分离过程的 难度 , 在界面机制、 分离机制、 脱水方式等方 面都具有 特殊性.

2 污泥的残余发热量研究 污泥发热量是焚烧处理的最关键因素.试验结果 表明: (

1 )物料的发热量取决于油/ 泥 的比例 .油的发 热量约为4 0~

4 3 MJ / k g左右, 污泥的油/ 泥 比例约为4 :6 , 因此 , 无水污泥的发热量大于

1 6 MJ / k g , 具 有很 好的燃烧能力 , 可以进行焚烧处理 ;

(

2 )燃烧的前 提是物料 含水 率,当含水率 降至10%, 且温度高于

5 0

0 ℃时,物料开始燃烧.板框压滤 机进行压滤后 , 含油污泥的发热量测定如表

1 .

3 焚烧处理工艺 根据对 污泥理化性 质的分 析,污泥 的焚烧 工艺 表1含油污泥焚烧性 能数据表 宜采用旋转式焚烧炉.但 由于旋转炉体积较大 , 造价 昂贵 , 因此采用炉床式焚烧炉进行基本焚烧试验, 掌握 污泥焚烧 的化学和物理过程 , 获取基本工艺参数 , 再通 过类 比和推演 , 设计旋转炉的工艺参数 , 利用其它正在 实施的工业规模设备 , 完成工业现场试验. 焚烧处理方案如图

1 .

3 .

1 工艺流程设计

3 .

1 .

1 工艺流 程(见图2)3.1.2工艺说 明 本系统主要 由两部分组成 : (

1 )焚烧炉系统 : 焚烧炉主体、 加料系统 、 油储罐、 燃烧器 、 送风机. (

2 )尾气处 理系统 : 烟气 冷却器 ( 换热器 ) 、 旋风 维普资讯 http://www.cqvip.com 第34卷 第 5期 油田含 油污泥焚烧 处理技 术及设备研 究 分离器、 喷淋塔、 引风机. 该含油污泥焚烧装置采用 自动点火燃烧器 , 引风 机、送风机 、 加料系统、 各部分 温度显示均 由一配 电箱 控制, 有较高的 自动化整合程度 , 操作 简便 , 安全性较 高. 在焚烧过程 中, 启炉阶段利用燃烧器 提高炉膛 内 的温度, 当炉膛内温度逐渐上升到一定温度后 , 泥饼水 分逐渐蒸干 , 泥饼开始 自燃,此时可以降低燃烧器的供 油量.利用污泥燃烧产生 的烟气热量来加热水 , 回收 能源.烟气经旋风除尘器处理 , 降低烟气中的灰分 , 再 通过喷淋塔吸收烟气 中的二氧化硫 , 然后排放 .

3 .

2 焚烧设备的设计与制造 选用炉型为水平 固定炉床式焚烧 炉,结构如 图3所示 . 炉床式焚烧炉: 采用炉床盛料 , 燃烧在炉床上物料 表面进行 , 适宜于处理颗粒小或粉状 固体废物 以及泥 浆状废物.其炉床 与燃烧室构成一个整体 , 炉床为水 平,燃烧室与炉床成为一体 .废物的加料 、 搅拌及出灰 均为手工/ 自动切换操作 , 为间歇式运行 , 适用于试验 性的废物焚烧处理和数据采集. 焚烧炉的主体: 为钢结构, 炉膛 内衬耐火材料 , 支撑 为角钢 . 主要尺寸 : 主体长 L为2000mlTl;

外径 D为700mm;

内径 d为500mm;

高 H为 l

6 0

6 m m .

3 .

3 焚烧烟尘控制技术 对灰分 的处理选 用结构简单、 操作方便 、 造价低 廉、加工方便 的旋风除尘器 ( 如图4),它对 粒径大于

5 0 m的颗粒物净化效率 为94%, 对粒径 为5m的细微颗粒物净化效率为

2 7 % , 可 以作为灰分的预处理 装置.进入旋风除尘器内的含尘烟气流沿筒壁旋转下 降,当旋转气流大部分到达锥体底部附近时 , 开始转为 向上运动, 在中心边旋转边上升, 最后 由出口排除.烟 气中的颗粒物在旋转运动过程中 , 在离心力 的作用下 逐步沉降到灰斗中, 收集下来 的灰分中的重金属含量 低于国家允许卫生填埋 的标准 , 可以对其进行卫生填 埋或者其他处理.处理后的烟气 中颗粒物浓度低于 国 家排放标准. 蜗壳式旋风除尘器为钢板焊接而成 , 内部焊缝用 砂轮打磨光滑 . 主要尺寸 : 主体长 H为400mm,L为

1 5

0 m m, h 为150rnlTl,直径 D为400mm, d为160mm. 二氧化硫是烟气中的主要有害气体.选用喷淋干 燥吸收塔( 如图

5 ) 作为其处理净化装置 , 氢氧化钙作 为喷雾吸收剂 , 浓度 为10%.喷淋干燥吸收塔 , 不仅 可以吸收烟气 中的二氧化硫 , 还可以捕集旋风除尘器 不能捕集下来的微细颗粒物.烟气从塔底部的侧壁进 入,并向上流动 , 吸收液从上端喷嘴喷入呈雾状 向下运 动,当烟气通过喷淋吸收液所形成的液体空间时, 二氧 化硫被碱液吸收 , 颗粒物也因吸收液的碰撞 、 拦截及凝 聚等作用转移到吸收液 中, 烟气中的热量把液滴蒸干 , 最终 , 反应产物以固体形式从底部排出, 可 以用作建筑 材料或其他用途.经处理后烟气 中的二氧化硫气体浓 度低于国家的排放标准 . 喷淋吸收塔为钢板焊接而成 , 内部有防腐涂层 , 气 体从底部进入经喷淋塔后 , 气体 中的二氧化硫被雾化 的碱液所吸收 , 一些微细烟尘也被捕集下来 , 形成固体 物质 , 可以回收利用或填埋 , 烟气 出口有引风机 . 主要尺寸: 主体长 L为l500mm, 直径 D为400维普资讯 http://www.cqvip.com

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8 石油 与天然气化 工3.4试验结果分析 (

1 )焚烧后灰分 ( 渣分) 测试 表2渣项组成分析 从表 2中可以看出, 焚烧产生的烧渣 中含 油量很 少,含水率也很低 , 经测试烧渣热灼减率 在3%一5 % 之间 , 低于国家标准, 烧渣产生量为

3 % 一5%,可以进 行卫生填埋处理. (

2 )焚烧耗油量测定.经........