專利名稱：油污泥的異密度循環(huán)流化床燃燒處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油污泥的處理方法，尤其涉及一種采用異密度循環(huán)流化床燃燒方法對石油開采過程中所產(chǎn)生的油污泥進(jìn)行資源化潔凈利用，減少石油開采過程中所形成的油污泥對環(huán)境的污染。屬于廢棄物能源利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
含油污泥是石油生產(chǎn)的“伴生品”，也是石油生產(chǎn)的主要污染源之一，主要由油井產(chǎn)出液中含有的大量泥沙在污水罐中沉積而成。油污泥是原油生產(chǎn)過程中的一種廢棄物，其有兩個(gè)來源，主要是原油開采過程中從地下采出的原油中含有水及泥沙等雜質(zhì)，將其輸送到聯(lián)合站進(jìn)行加工處理，固體廢棄物與水被分離，被分離的固體廢棄物中含有部分原油稱為油污泥。另一部分是原油開采中的落地油。僅大慶、勝利、遼河三大油田每年產(chǎn)出的含油污泥就達(dá)200萬立方米以上。在采油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量井場落地油泥和罐底油泥，既造成原油損失，又污染環(huán)境，每年需支付數(shù)額巨大的污染賠償費(fèi)，使油田開采成本增加，全國現(xiàn)有450多個(gè)油田，油污泥的產(chǎn)量很大。由于油污泥的處理成本很高，傳統(tǒng)處理方法是將含油污泥進(jìn)行固化處理，然后露天堆放、掩埋或用于道路建設(shè)。但這種辦法不僅處理費(fèi)用高，而且油污泥中含有硫等有害物質(zhì)直接污染了土壤、地表水和地下水并占有土地，并沒有根本解決環(huán)境污染問題。油污泥的成分非常復(fù)雜，油含量在10％～30％，水分含量10％～30％，泥土含量30％～60％。含油污泥處理是困擾石油開采業(yè)的難題之一。
申請?zhí)枮?3106566.X的中國發(fā)明專利公開了一種用溶劑萃取法從含油污泥中回收燃料油的方法，可將燃料油從含油污泥中回收，形成油、水、泥三相，但由于能量與溶劑的消耗使油污泥的處理成本較高。另有一種含油污泥處理方法(中國發(fā)明專利，申請?zhí)?7118778.9)將經(jīng)過預(yù)脫水的含油污泥通過減壓蒸餾釜在一定的殘壓和蒸出溫度的控制下，破壞含油污泥中油、水、泥渣所形成的穩(wěn)定體系，蒸出污泥中全部的水和部分的油，使減壓蒸餾后所剩下的油和泥渣可自然沉降分離，泥渣經(jīng)洗滌其含油量可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝相對復(fù)雜，能耗較高。若采用生物技術(shù)來處理油污泥除成本較高外，且易受外界因素的影響(油田含油污泥中烴類污染物的微生物降解，山東環(huán)境，2003年，第4期，45～46頁)。油污泥在焚化爐的直接燃燒，也由于其含水量高，品質(zhì)波動(dòng)大而很難高效穩(wěn)定燃燒，且燃燒過程中的硫氧化物很難處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種油污泥的異密度循環(huán)流化床燃燒處理方法，采用較低的運(yùn)行成本對油污泥進(jìn)行資源化潔凈利用，將油污泥變廢為寶，降低石油開采成本，解決環(huán)境污染問題。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明采用石英砂與石灰石作為異密度流化床的媒體物料，實(shí)現(xiàn)油污泥的異密度循環(huán)流化床燃燒。具體步驟是首先制備由石英砂與石灰石混合構(gòu)成的媒體物料，石英砂與石灰石的比率，是按油污泥中的硫含量來確定的，混合物料中的鈣硫的摩爾比約為1～4。由石灰石與石英砂混合組成的媒體物料的顆粒粒度與級配為0.71mm～1mm的質(zhì)量份額為5％～10％，1mm～2mm的質(zhì)量份額為10％～20％，2mm～3mm的質(zhì)量份額為50％～60％，3mm～4mm的質(zhì)量份額為10％～20％，4mm～5mm的質(zhì)量份額為5％～10％。然后通過媒體物料添加裝置，將由石灰石與石英砂混合組成的媒體物料添加入循環(huán)流化床，靜止料層的厚度為250mm～500mm。啟動(dòng)時(shí)用外熱源將由石灰石與石英砂混合組成的媒體物料加熱，然后調(diào)節(jié)送風(fēng)量使媒體物料處于流化狀態(tài)，將油污泥從燃燒室頂部或側(cè)墻給入，進(jìn)行循環(huán)流化燃燒，流化床運(yùn)行溫度控制在850～1000℃左右。
塊狀油污泥在流化燃燒過程中燃燒本身的爆裂與媒體物料的沖擊與研磨形成細(xì)小顆粒與顆粒團(tuán)被熱煙氣帶入上部稀相區(qū)進(jìn)行懸浮燃燒。在燃燒室出口設(shè)有分離回輸燃盡裝置，被熱煙氣帶出的媒體物料和較大的油污泥顆粒團(tuán)被分離器分離、捕捉，通過分離器下部設(shè)置的回輸通道返回燃燒室下部密相區(qū)，既減少了媒體物料的損失，又實(shí)現(xiàn)了油污泥顆粒團(tuán)的循環(huán)燃燒。同時(shí)分離器氣流的擾動(dòng)有助于可燃?xì)怏w與氧氣的進(jìn)一步混合和燃盡，從而獲得高的燃燒效率。此外，由于為低溫燃燒過程(850～1000℃左右)，有效的控制了熱力型NOx的形成和避免爐內(nèi)結(jié)焦。由于媒體物料由石英砂與石灰石構(gòu)成，石灰石在運(yùn)行溫度下煅燒生成CaO，生成的CaO與煙氣中的SO2反應(yīng)進(jìn)一步生成CaSO4，抑制了SO2的排放。油污泥的異密度循環(huán)流化床燃燒所產(chǎn)生的熱量，傳給布置在流化床燃燒室內(nèi)的受熱面的工質(zhì)，加熱后的工質(zhì)作為生產(chǎn)的熱源或作為汽輪機(jī)的動(dòng)力源產(chǎn)生動(dòng)能進(jìn)一步推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是(1)利用石灰石與石英砂構(gòu)成的媒體物料，輔之于低溫燃燒技術(shù)實(shí)現(xiàn)了油污泥燃燒過程中直接脫硫、脫硫系統(tǒng)簡單、成本低；(2)實(shí)現(xiàn)了油污泥的低溫燃燒，抑制了熱力型NOx的生成與排放；(3)為油污泥著火、燃燒、燃盡創(chuàng)造了有利條件，具有高的燃燒效率；(4)采用循環(huán)流化床燃燒方法，即減少了媒體物料的補(bǔ)充量又提高了燃燒效率；(5)油污泥的異密度循環(huán)流化床燃燒處理方法適應(yīng)了油污泥含水量大，熱值波動(dòng)大的特點(diǎn)，可以穩(wěn)定安全連續(xù)運(yùn)行；(6)不需要對油污泥進(jìn)行前期預(yù)處理，運(yùn)行成本低。(7)實(shí)現(xiàn)了石油開采過程中產(chǎn)生的對環(huán)境有害的油污泥廢棄物的資源化潔凈利用。
本發(fā)明將石油開采過程中所產(chǎn)生的“伴生品”即廢棄物油污泥進(jìn)行資源化潔凈利用，大幅度降低了石油開采成本和對環(huán)境的污染。本發(fā)明將油污泥變廢為寶，既解決了環(huán)境污染問題，又節(jié)約了運(yùn)輸成本，減少了土地占有，獲得了熱能，為油污泥的高效、清潔、資源化利用開辟了一條新的途徑，具有巨大的市場潛力與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(1)將石灰石與石英砂混合構(gòu)成媒體物料，石灰石與石英砂的比例按油污泥的含硫量確定，確定媒體物料中鈣硫的摩爾比約為2。
(2)媒體物料的顆粒粒度與級配為0.71mm～1mm的質(zhì)量份額為5％，1mm～2mm的質(zhì)量份額為15％，2mm～3mm的質(zhì)量份額為60％，3mm～4mm的質(zhì)量份額為15％，4mm～5mm的質(zhì)量份額為5％。
(3)將媒體物料通過媒體物料補(bǔ)充裝置送入燃燒室底部，料層厚度為500mm。
(4)在流化狀態(tài)下，用外熱源將媒體物料加熱到850℃。
(5)用投料裝置將油污泥從燃燒室的頂部或側(cè)墻送入流化床，運(yùn)行溫度為850～1000。
(6)設(shè)置在燃燒室出口的分離回輸燃盡裝置，將熱煙氣帶出的媒體物料和油污泥顆粒團(tuán)分離、捕捉，通過分離器下部設(shè)置的回輸通道返回燃燒室下部密相區(qū)，實(shí)現(xiàn)油污泥顆粒團(tuán)的循環(huán)燃燒和減少媒體物料的損失，燃燒效率可達(dá)98％以上，固硫效率可達(dá)85％以上，熱力型NOx的生成量趨于零。
實(shí)施例2(1)石灰石與石英砂混合組成的媒體物料的比例按油污泥的含硫量確定，確定媒體物料中的鈣硫的摩爾比約為3。
(2)混合物料的顆粒粒度與級配為0.71mm～1mm的質(zhì)量份額為8％，1mm～2mm的質(zhì)量份額為14％，2mm～3mm的質(zhì)量份額為55％，3mm～4mm的質(zhì)量份額為15％，4mm～5mm的質(zhì)量份額為8％。
(3)將媒體物料石英砂與石灰石的混合物通過媒體物料補(bǔ)充裝置，送入燃燒室底部，料層厚度為400mm。
(4)在流化狀態(tài)下，用外熱源將媒體物料加熱到800℃。
(5)用投料裝置將油污泥從燃燒室的頂部或側(cè)墻送入流化床，運(yùn)行溫度為850～1000。
(6)設(shè)置在燃燒室出口的分離回輸燃盡裝置，將熱煙氣帶出的媒體物料和油污泥顆粒團(tuán)分離、捕捉，通過分離器下部設(shè)置的回輸通道返回燃燒室下部密相區(qū)，實(shí)現(xiàn)油污泥顆粒團(tuán)的循環(huán)燃燒和減少媒體物料的損失，燃燒效率可達(dá)98％以上，固硫效率可達(dá)90％以上，熱力型NOx的生成量趨于零。
實(shí)施例3(1)石灰石與石英砂混合組成的媒體物料的比例是按油污泥的含硫量確定的，確定媒體物料中的鈣硫的摩爾比約為4。
(2)混合物料的顆粒粒度與級配為0.71mm～1mm的質(zhì)量份額為10％，1mm～2mm的質(zhì)量份額為16％，2mm～3mm的質(zhì)量份額為50％，3mm～4mm的質(zhì)量份額為14％，4mm～5mm的質(zhì)量份額為10％。
(3)將媒體物料石英砂與石灰石的混合物通過媒體物料補(bǔ)充裝置，送入燃燒室底部，料層厚度為250mm。
(4)在流化狀態(tài)下，用外熱源將媒體物料加熱到750℃，(5)用投料裝置將油污泥從燃燒室的頂部或側(cè)墻送入流化床，運(yùn)行溫度為850～1000。
(6)設(shè)置在燃燒室出口的分離回輸燃盡裝置，將熱煙氣帶出的媒體物料和油污泥顆粒團(tuán)分離、捕捉，通過分離器下部設(shè)置的回輸通道返回燃燒室下部密相區(qū)，實(shí)現(xiàn)油污泥顆粒團(tuán)的循環(huán)燃燒和減少媒體物料的損失，燃燒效率可達(dá)98％以上，固硫效率可達(dá)95％以上，熱力型NOx的生成量趨于零。
權(quán)利要求
1.一種油污泥的異密度循環(huán)流化床燃燒處理方法，其特征在于采用石灰石與石英砂混合構(gòu)成媒體物料，使媒體物料中的鈣硫的摩爾比為1～4，將媒體物料添加入循環(huán)流化床，靜止料層的厚度為250mm～500mm，用外熱源將混合物料加熱，然后調(diào)節(jié)送風(fēng)量使媒體物料處于流化狀態(tài)，將油污泥從燃燒室頂部或側(cè)墻給入，進(jìn)行流化燃燒，流化床運(yùn)行溫度為850～1000℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的油污泥的異密度循環(huán)流化床燃燒處理方法，其特征在于所述媒體物料的顆粒粒度與級配為0.71mm～1mm的質(zhì)量份額為5％～10％，1mm～2mm的質(zhì)量份額為10％～20％，2mm～3mm的質(zhì)量份額為50％～60％，3mm～4mm的質(zhì)量份額為10％～20％，4mm～5mm的質(zhì)量份額為5％～10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的油污泥的異密度循環(huán)流化床燃燒處理方法，其特征在于在燃燒室出口設(shè)有分離回輸燃盡裝置，將熱煙氣帶出的媒體物料和油污泥顆粒團(tuán)分離、捕捉，通過分離器下部設(shè)置的回輸通道返回燃燒室下部密相區(qū)，實(shí)現(xiàn)油污泥顆粒團(tuán)的循環(huán)燃燒和減少媒體物料損失。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油污泥的異密度循環(huán)流化床燃燒處理方法，采用石英砂與石灰石作為異密度流化床的媒體物料，將油污泥塊狀送入流化床中燃燒，油污泥在流化燃燒過程中由于爆裂與磨損形成的細(xì)小顆粒與顆粒團(tuán)被熱煙氣帶入上部稀相區(qū)進(jìn)行懸浮燃燒。在燃燒室出口設(shè)有分離燃盡回輸裝置，被熱煙氣帶出的媒體物料和較大的油污泥顆粒團(tuán)被分離捕捉，返回燃燒室下部密相區(qū)實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒，從而獲得高的燃燒效率，同時(shí)也減少了媒體物料的損失。流化床運(yùn)行溫度控制在850～1000℃，有效的控制了熱力型NO
文檔編號F23G5/44GK1624383SQ20041008930
公開日2005年6月8日 申請日期2004年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月9日
發(fā)明者姜秀民, 韓向新, 于立軍, 王輝, 張超群, 劉建國, 崔志剛, 任庚坡 申請人:上海交通大學(xué)