超臨界流體快速溶脹調質含油污泥的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超臨界流體快速溶脹調質含油污泥的方法，首選對含油污泥進行減量化分離處理，然后以二氧化碳或水為溶脹劑，在超臨界狀態(tài)下充分溶脹含油污泥，將含油污泥中殘留的粒徑較大的高分子粘彈性聚合物粒子快速、高效、低成本的分散為粒徑小、分布均勻、形態(tài)規(guī)整的高分子粒子。本發(fā)明綠色環(huán)保、廉價經濟，所需設備簡單，含油污泥處理效果好、處理時間短，處理后的含油污泥可直接在現(xiàn)有水煤漿配漿工藝中與煤摻配制得可供氣化使用的水煤漿，實現(xiàn)了對含油污泥進行無害化處理及資源化利用，為含油污泥摻配水煤漿進而利用水煤漿氣化方法綜合利用油泥資源提供了保障，經濟與環(huán)保綜合效益顯著，具有較高的工業(yè)應用價值。
【專利說明】超臨界流體快速溶脹調質含油污泥的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明含油污泥處理【技術領域】，具體涉及一種基于超臨界流體快速溶脹技術調質處理含油污泥的方法。
【背景技術】
[0002]水煤漿是一種由煤、水及添加劑按一定比例經物理研磨混合后，得到的新型、高效、清潔的煤基燃料，水煤漿具有燃燒效率高、污染物排放低等特點，可用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐代油、代氣、代煤燃燒，是當今潔凈煤技術的重要組成部分。在我國水煤漿主要用于加壓煤氣化制備合成氣繼而進行合成氨及甲醇工業(yè)，是煤化工產業(yè)的龍頭。水煤漿要求良好的制漿工藝，需要制得的水煤漿具有較高的煤漿濃度、一定的粘度以保證良好的流動性、較好的穩(wěn)定性及適宜的粒徑分布以保證水煤漿在氣化、燃燒時保持良好的特性。因此適宜的煤種、添加劑及配漿工藝對于水煤漿的制漿顯得極為重要。
[0003]含油污泥的主要成分為油、水及泥，其具有較好的熱值和造氣性能，將含油污泥按一定比例與煤、添加劑及水進行摻配，配制成含油泥的水煤漿后進行氣化，可將常規(guī)方法處理含油污泥中難以利用的石油資源轉化為合成氣，并在1300°C高溫處理下對含油污泥徹底進行無害化處理，剩余的泥沙轉化為灰分可制水泥。因此，含油污泥摻配水煤漿造氣與目前各種油泥處理相比較是一種工藝可行、經濟性優(yōu)良、工業(yè)化前景良好并且能對含油污泥進行資源化利用和無 害化處理的方法。但由于油泥來源廣泛、成分復雜、體系均一性差、分散能力不良且含有大量的膠質和大分子有機質等組分，尤其是油泥中含有大量酸化壓裂而殘留于原油中的因未能有效破膠返排形成的超高分子量瓜爾膠、田菁膠生物聚合物以及超高分子量球狀或網層結構的聚丙烯胺、聚丙烯酸等，因其粘度大、形態(tài)恢復性強，在油泥中形成大量粒徑在50~20000 μ m的凍膠狀粘彈性顆粒，傳統(tǒng)的物理機械研磨、破損法無法將這些粘彈性好的大分子聚合物粒子研磨成符合水煤漿粒徑要求的粉末，而化學酸堿分解、生物酶法處理成本高、廢水排放量大、適應性差、環(huán)境污染嚴重，同時由于這些粒子的存在影響油泥及煤在水煤漿中的分散性能，進而影響油泥摻配水煤漿的穩(wěn)定性，更嚴重的是這些大粒徑粒子的存在直接會引起水煤漿進料泵、燒嘴的堵塞而直接影響氣化生產。因此，如何在不改變現(xiàn)有水煤漿制漿工藝的條件下將油泥摻配進入水煤漿系統(tǒng)，同時簡單、廉價、高效的將油泥中各類超高分子量聚合物大粒徑粒子轉化為符合水煤漿粒徑分布要求的粒子就成為能否使用水煤漿氣化技術處理油泥的關鍵。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是克服油泥中由于殘留各類粒徑較大的高分子粘彈性聚合物粒子，直接與煤摻配進行水煤漿制漿造成水煤漿成漿性較差、穩(wěn)定性不良，易堵塞管路及燒嘴等問題，提供一種采用超臨界流體快速溶脹技術，將油泥中殘留的粒徑較大的高分子粘彈性聚合物粒子快速、高效、低成本的分散為粒徑小、分布均勻、形態(tài)規(guī)整的高分子粒子的方法。[0005]解決上述技術問題所采用的技術方案由下述步驟組成:
[0006]1、減量化分離處理含油污泥
[0007]將含油污泥注入油泥濃縮罐中進行絮凝沉降分離，將油泥濃縮罐上部水回注至污水處理廠處理，下部含水油泥進入臥式螺旋離心機進行離心分離，分離液進入真空轉鼓壓濾機進行壓濾，濾餅與離心分離得到的油泥餅混合后作為待處理油泥。
[0008]2、超臨界溶脹調質
[0009]將待處理油泥送入兩段式超臨界流體溶脹裝置中，以超臨界二氧化碳或超臨界水為溶脹劑，對待處理油泥進行超臨界溶脹調質，溶脹劑與待處理油泥的體積比為1:1~6，得到調質后的含油污泥。
[0010]上述的減量化分離處理含油污泥步驟I中，具體可以用聚丙烯酰胺類絮凝劑對含油污泥進行絮凝沉降分離，也可以用聚丙烯酰胺類絮凝劑與聚氧乙烯基醚類反相破乳劑按質量比為10:1~5的混合物對含油污泥進行絮凝沉降分離，其加入量為含油污泥質量的
0.1%~0.5%，所述的聚丙烯酰胺類絮凝劑具體為重均分子量為5000~200000道爾頓的陽離子聚丙烯酰胺或重均分子量為1000~200000道爾頓的兩性離子聚丙烯酰胺，所述的聚醚多元醇具體可以是聚醚多元醇F-68、聚醚多元醇330N、聚醚多元醇DL-400D、聚醚多元醇DL-1000D、聚醚多元醇MN-3050D等。
[0011]上述的超臨界溶脹調質步驟2中，溶脹劑與待處理油泥的體積比優(yōu)選1:5~6，所述的溶脹劑為超臨界二氧 化碳時，優(yōu)選超臨界溶脹壓力為7.5~15MPa、超臨界溶脹溫度為38~65°C，所述的溶脹劑為超臨界水時，優(yōu)選超臨界溶脹壓力為22~30MPa、超臨界溶脹溫度為220~280°C。
[0012]本發(fā)明采用超臨界流體快速溶脹技術將含油污泥中殘留的粒徑較大的高分子粘彈性聚合物粒子快速、高效、低成本的分散為粒徑小、分布均勻、形態(tài)規(guī)整的高分子粒子，以改善含油污泥摻配水煤漿的穩(wěn)定性及由于這些大粒徑粒子引起的水煤漿進料泵、燒嘴的堵塞問題，使用的溶脹劑為超臨界水或超臨界二氧化碳，綠色環(huán)保、廉價經濟，并且能夠循環(huán)使用，處理后的含油污泥可直接在現(xiàn)有水煤漿配漿工藝中與煤摻配制得可供氣化使用的水煤漿，實現(xiàn)了含油污泥的無害化處理及資源化利用。本發(fā)明操作及所用設備簡單，含油污泥的處理效果好、處理時間短，調質后的含油污泥與煤摻配制水煤漿無需改變現(xiàn)有制漿工藝，具有較高的工業(yè)應用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明超臨界流體快速溶脹調質含油污泥的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍不僅限于這些實施例。
[0015]實施例1
[0016]以陜西北部某煉油廠污水車間所產生的“三泥”及陜西北部某采油廠聯(lián)合站原油沉降罐底油泥按質量比1:4混合后的含油污泥為例，其初始含水量為65%，含油類物質25%，含泥量為10%，具體調質方法如下:[0017]1、減量化分離處理含油污泥
[0018]將含油污泥用泥漿泵I注入油泥濃縮罐2中，并向油泥濃縮罐2中加入含油污泥質量0.3%的重均分子量為13000道爾頓的兩性離子聚丙烯酰胺進行絮凝沉降分離，靜置6小時后，將油泥濃縮罐2上部水分離后回注至污水處理廠處理，下部含水油泥進入臥式螺旋離心機3進行固液分離，所得油泥餅含水量為50%、含油量為40%、含泥量為10%，所得分離液用真空轉鼓壓濾機4進行壓濾，濾液返回污水處理廠處理，濾餅與油泥餅混合后作為待處理油泥。
[0019]2、超臨界溶脹調質
[0020]將待處理油泥用螺旋輸送機5送入兩段式超臨界流體溶脹裝置6中，以超臨界二氧化碳為溶脹劑，按溶脹劑與待處理油泥的體積比為1:5對待處理油泥進行溶脹調質處理，溶脹溫度為40°C、溶脹壓力為8MPa、溶脹時間為10秒，得到調質后的含油污泥。在兩段式超臨界流體溶脹裝置6內，待處理油泥自上而下靠重力下落，超臨界二氧化碳由下而上流動與待處理油泥逆向混合反應后，超臨界流體經減壓閥進入減壓罐后循環(huán)使用，調質后的含油污泥落入兩段式超臨界流體溶脹裝置6底部的油泥儲槽。
[0021]本實施例的重均分子量為13000道爾頓的兩性離子聚丙烯酰胺也可用重均分子量為5000道爾頓的陽離子聚丙烯酰胺替換，還可用重均分子量為200000道爾頓的陽離子聚丙烯酰胺或重均分子量為1000道爾頓的兩性離子聚丙烯酰胺或重均分子量為200000道爾頓的兩性離子聚丙烯酰胺替換。
[0022]實施例2
[0023]以陜西北部某采油廠聯(lián)合站原油沉降罐底含油污泥為例，其初始含水量為35%，含油類物質40 %，含泥量為25 %，具體調質方法如下:
[0024]1、減量化分離處理含油污泥
[0025]將含油污泥用泥漿泵I注入油泥濃縮罐2中，并向油泥濃縮罐2中加入重均分子量為150000道爾頓的兩性離子聚丙烯酰胺與聚醚多元醇330N按質量比為10:3的混合物進行絮凝沉降分離，其加入總量是含油污泥質量的0.2%，靜置10小時后，將油泥濃縮罐2上部水分離后回注至污水處理廠處理，下部含水油泥進入臥式螺旋離心機3進行固液分離，所得油泥餅含水量為35%、含油量為45%、含泥量為20%，所得分離液用真空轉鼓壓濾機4進行壓濾，濾液返回污水處理廠處理，濾餅與油泥餅混合后作為待處理油泥。
[0026]2、超臨界溶脹調質
[0027]將待處理油泥用螺旋輸送機5送入兩段式超臨界流體溶脹裝置6中，以超臨界水為溶脹劑，按溶脹劑與待處理油泥的體積比均為1:6，對待處理油泥進行溶脹調質處理，溶脹溫度為240°C、溶脹壓力為26MPa、溶脹時間為I秒，得到調質后的含油污泥。
[0028]本實施例重均分子量為150000道爾頓的兩性離子聚丙烯酰胺與聚醚多元醇330N按質量比為10:3的混合物也可用重均分子量為5000道爾頓的陽離子聚丙烯酰胺與聚醚多元醇F-68按質量比為10:1的混合物替換，還可用重均分子量為1000道爾頓的兩性離子聚丙烯酰胺與聚醚多元醇DL-1000D按質量比為10:5的混合物或重均分子量為200000道爾頓的兩性離子聚丙烯酰胺與聚醚多元醇MN-3050D按質量比為10:3的混合物替換。
[0029]實施例3
[0030]在實施例1的超臨界溶脹調質步驟2中，將待處理油泥用螺旋輸送機5送入兩段式超臨界流體溶脹裝置6中，以超臨界二氧化碳為溶脹劑，按溶脹劑與待處理油泥的體積比為1:1對待處理油泥進行溶脹調質處理，溶脹溫度為60°C、溶脹壓力為15MPa、溶脹時間為10秒，得到調質后的含油污泥。
[0031]實施例4
[0032]在實施例1的超臨界溶脹調質步驟2中，將待處理油泥用螺旋輸送機5送入兩段式超臨界流體溶脹裝置6中，以超臨界水為溶脹劑，按溶脹劑與待處理油泥的體積比均為1:5，對待處理油泥進行溶脹調質處理，溶脹溫度為280°C、溶脹壓力為22MPa、溶脹時間為15秒，得到調質后的含油污泥。
[0033]實施例5
[0034]在實施例2的超臨界溶脹調質步驟2中，將待處理油泥用螺旋輸送機5送入兩段式超臨界流體溶脹裝置6中，以超臨界水為溶脹劑，按溶脹劑與待處理油泥的體積比均為1:1，對待處理油泥進行溶脹調質處理，溶脹溫度為220°C、溶脹壓力為30MPa、溶脹時間為5秒，得到調質后的含油污泥。
[0035]以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例子，本領域技術人員在本發(fā)明公開內容的基礎上所能想到的任意變形均在本發(fā)明的保護范圍內。
[0036]為了證明本發(fā)明的有益效果，發(fā)明人將實施例1和實施例2調質后的含油污泥與煤、水及添加劑送入磨煤機進行水煤漿制漿，并以實施例1和實施例2中未調質的含油污泥為對比，其中含油污泥的添加量為總水煤漿質量的5%，添加劑的添加量為總水煤漿質量的
0.3%，添加劑為聚α -萘磺酸，制得的水煤漿測試結果見表1。
[0037]表1含油污泥摻配水煤漿測試結果
[0038]
【權利要求】
1.一種超臨界流體快速溶脹調質含油污泥的方法，其特征在于它由下述步驟組成: (1)減量化分離處理含油污泥 將含油污泥注入油泥濃縮罐(2)中進行絮凝沉降分離，將油泥濃縮罐(2)上部水回注至污水處理廠處理，下部含水油泥進入臥式螺旋離心機(3)進行離心分離，分離液進入真空轉鼓壓濾機(4)進行壓濾，濾餅與離心分離得到的油泥餅混合后作為待處理油泥； (2)超臨界溶脹調質 將待處理油泥送入兩段式超臨界流體溶脹裝置(6)中，以超臨界二氧化碳或超臨界水為溶脹劑，對待處理油泥進行超臨界溶脹調質，溶脹劑與待處理油泥的體積比為1:1~6，得到調質后的含油污泥。
2.根據權利要求1所述的超臨界流體快速溶脹調質含油污泥的方法，其特征在于:在減量化分離處理含油污泥步驟(1)中，所述的絮凝沉降分離是用聚丙烯酰胺類絮凝劑或聚丙烯酰胺類絮凝劑與聚氧乙烯基醚類反相破乳劑按質量比為10:1~5的混合物進行絮凝沉降分離，其加入總量為含油污泥質量的0.1%~0.5%，所述的聚丙烯酰胺類絮凝劑為重均分子量為5000~200000道爾頓的陽離子聚丙烯酰胺或重均分子量為1000~200000道爾頓的兩性離子聚丙烯酰胺。
3.根據權利要求1所述的超臨界流體快速溶脹調質含油污泥的方法，其特征在于:所述的超臨界溶脹調質步驟(2)中，將待處理油泥送入兩段式超臨界流體溶脹裝置(6)中，以超臨界二氧化碳為溶脹劑，對待處理油泥進行超臨界溶脹調質，溶脹劑與待處理油泥的體積比為1:5~6，超臨界溶脹壓力為7.5~15MPa、超臨界溶脹溫度為38~65°C，得到調質后的含油污泥。
4.根據權利要求1所述的超臨界流體快速溶脹調質含油污泥的方法，其特征在于:所述的超臨界溶脹調質步驟(2)中，將待處理油泥送入兩段式超臨界流體溶脹裝置(6)中，以超臨界水為溶脹劑，對待處理油泥進行超臨界溶脹調質，溶脹劑與待處理油泥的體積比為1:5~6，超臨界溶脹壓力為22~30MPa、超臨界溶脹溫度為220~280°C。
【文檔編號】C02F11/00GK103979756SQ201410228697
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權日:2014年5月27日
【發(fā)明者】楊東元, 扈廣法, 齊永紅, 王燕, 李霽陽, 許磊, 姚彬 申請人:陜西延長石油（集團）有限責任公司