本實(shí)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(shù)：

石油作為一種重要的戰(zhàn)略性能源，在整個(gè)人類社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)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(kāi)采、油田集輸、儲(chǔ)存、煉油廠污水處理等過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生大量的含油污泥。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)一個(gè)小中型油田每天大約產(chǎn)生100t左右的油泥，石化領(lǐng)域每年產(chǎn)生的油泥總量高達(dá)(10～44)×10⁴噸。含油污泥主要由各種油、水、機(jī)械雜質(zhì)、化學(xué)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(zhì)，如直接外排，有毒物質(zhì)會(huì)污染水、土壤和空氣，惡化生態(tài)環(huán)境，因此已被列為危險(xiǎn)廢物，含油超過(guò)千分之三的油泥必須進(jìn)行無(wú)害化處理。此外，含油污泥中的石油類物質(zhì)含量很高，一般能達(dá)到20～30％，具有非常高的利用價(jià)值，如果處置不當(dāng)，不僅污染環(huán)境，還會(huì)造成巨大的資源浪費(fèi)。

含油污泥處理技術(shù)難度大，成本高，一直是困擾我國(guó)石油行業(yè)的環(huán)保難題。目前，國(guó)內(nèi)外含油污泥處理主要技術(shù)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(shè)備和裝置系統(tǒng)在實(shí)際處理過(guò)程中都存在不同程度的缺陷，例如：生物法存在處理周期長(zhǎng)，對(duì)環(huán)烷烴、芳烴、雜環(huán)類處理效果差，無(wú)法回收有效資源；固化處理中加入的有機(jī)固化劑可能造成二次污染，處理技術(shù)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(duì)空氣造成二次污染，油資源也沒(méi)能得到有效回收；溶劑萃取法的關(guān)鍵在于開(kāi)發(fā)性價(jià)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(dá)到國(guó)家要求的無(wú)害化指標(biāo)。

為此，針對(duì)上述問(wèn)題實(shí)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(shù)利用油泥中所攜帶的能源對(duì)油泥本身進(jìn)行間接攪拌干燥和裂解。其中 間接攪拌干燥的優(yōu)點(diǎn)是干燥氣體處理量小，利用本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的“ω”型機(jī)體結(jié)構(gòu)，并結(jié)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(yùn)；特別設(shè)計(jì)的燃燒爐能夠?qū)崿F(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(jìn)一步的作為干燥和燃燒煙氣的凈化劑，實(shí)現(xiàn)油泥干燥和炭化一體化系統(tǒng)的零排放目標(biāo)。與其他技術(shù)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(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)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(dá)到上述目的，本實(shí)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(jī)和燃燒爐；所述槳葉式干化機(jī)包括夾套、油泥干化室、熱軸、葉片、進(jìn)料口、出口、干化水蒸汽出口夾套進(jìn)油口、夾套出油口、熱軸進(jìn)油口和熱軸出油口，夾套設(shè)于油泥干化室外側(cè)，熱軸以及設(shè)于熱軸上的葉片設(shè)于油泥干化室中，油泥干化室連接進(jìn)料口、出口和干化水蒸汽出口，熱軸的兩端分別連接熱軸進(jìn)油口和熱軸出油口，夾套的兩端分別連接夾套進(jìn)油口和夾套出油口；槳葉式干化機(jī)的進(jìn)料口通過(guò)油泥泵的輸泥管和油泥倉(cāng)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(guò)，槳葉式干化機(jī)的出口和熱解室的進(jìn)口相連，熱解室的第一出口通過(guò)鎖氣器和油泥炭化顆粒倉(cāng)相連，熱解室的第二出口和燃燒器相連，燃燒器連接設(shè)于旋流燃燒室中的噴嘴，余熱利用煙道中設(shè)有導(dǎo)熱油換熱器、空氣預(yù)熱器和煙氣凈化器，導(dǎo)熱油換熱器的進(jìn)口通過(guò)導(dǎo)熱油泵和導(dǎo)熱油箱的出油口相連，導(dǎo)熱油換熱器的出口通過(guò)管道分成兩路分別連接至槳葉式干化機(jī)的熱軸進(jìn)油口和夾套進(jìn)油口，槳葉式干化機(jī)的熱軸出油口和夾套出油口由導(dǎo)熱油管和導(dǎo)熱油箱相連，槳葉式干化機(jī)的干化水蒸汽出口通過(guò)引風(fēng)機(jī)和噴淋器相連，所述噴淋器的氣體出口連接至氣體過(guò)濾器的進(jìn)口，氣體過(guò)濾器出口和引風(fēng)機(jī)相連，引風(fēng)機(jī)出口管路和送風(fēng)機(jī)出口管路匯合后接入空氣預(yù)熱器的進(jìn)口管路，空氣預(yù)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(guò)濾器相連，冷凝水過(guò)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(nèi)設(shè)有由調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的絞龍。

更優(yōu)選地，所述的絞龍為有軸絞龍或無(wú)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(jī)設(shè)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(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述的槳葉式干化機(jī)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(dǎo)熱油換熱器和空氣預(yù)熱器之間。

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

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型通過(guò)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(shí)現(xiàn)以廢治廢的目的。裂解焦炭顆粒進(jìn)一步用于干燥冷凝水處理和燃燒煙氣凈化，實(shí)現(xiàn)油泥干燥及炭化系統(tǒng)的零排放目標(biāo)。

本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的槳葉式干化機(jī)采用“ω”型結(jié)構(gòu)布置，可以大幅提高油泥的攪拌效果，促進(jìn)楔形葉片對(duì)油泥的擠壓，從而提高油泥干化效率，而且使得干化機(jī)出口的干油泥顆粒粒徑分布更加均勻。

本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的熱解室采用絞龍推進(jìn)，經(jīng)間接攪拌干燥后的油泥呈顆粒狀，可以通過(guò)絞龍均勻推進(jìn)，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(nèi)淤積。

本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的燃燒爐分為三個(gè)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?zé)煔饨?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(guò)布置導(dǎo)熱油換熱器和空氣預(yù)熱器進(jìn)一步回收煙氣余熱。

本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)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(guò)程產(chǎn)生的熱解可燃?xì)獾娜紵?，提供油泥干燥和熱解所需的熱能，?shí)現(xiàn)了資源回 收利用，無(wú)需外加燃料、運(yùn)行成本低，當(dāng)熱解氣有多余時(shí)，可以作為能源加以回收儲(chǔ)存。

本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的污染物零排放。

本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)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(wú)臭無(wú)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(shuō)明

圖1是油泥干燥及炭化一體化處理零排放裝置結(jié)構(gòu)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(jī)的A-A剖面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

實(shí)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(jié)構(gòu)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(jī)3和燃燒爐17，槳葉式干化機(jī)3設(shè)于燃燒爐17上方；所述槳葉式干化機(jī)3包括夾套44、油泥干化室46、熱軸43、葉片45、進(jìn)料口4、出口5、干化水蒸汽出口29夾套進(jìn)油口25、夾套出油口27、熱軸進(jìn)油口24和熱軸出油口26，夾套44設(shè)于油泥干化室46外側(cè)，熱軸43以及設(shè)于熱軸43上的葉片45設(shè)于油泥干化室46中，油泥干化室46連接進(jìn)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(jìn)油口24和熱軸出油口26，夾套44的兩端分別連接夾套進(jìn)油口25和夾套出 油口27；槳葉式干化機(jī)3的進(jìn)料口4通過(guò)油泥泵2的輸泥管和油泥倉(cāng)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(guò)，燃燒爐17和熱解室6構(gòu)成一整體，槳葉式干化機(jī)3的出口5和熱解室6的進(jìn)口7相連，所述的熱解室6內(nèi)設(shè)有由調(diào)速電機(jī)9帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的絞龍8。所述的絞龍8為有軸絞龍或無(wú)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(guò)鎖氣器12和油泥炭化顆粒倉(cāng)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(shè)于旋流燃燒室16中的噴嘴48，余熱利用煙道42中設(shè)有導(dǎo)熱油換熱器18、空氣預(yù)熱器19和煙氣凈化器39，導(dǎo)熱油換熱器18的進(jìn)口通過(guò)導(dǎo)熱油泵21和導(dǎo)熱油箱20的出油口相連，導(dǎo)熱油換熱器18的出口通過(guò)管道分成兩路分別連接至槳葉式干化機(jī)3的熱軸進(jìn)油口24和夾套進(jìn)油口25，槳葉式干化機(jī)3的熱軸出油口26和夾套出油口27由導(dǎo)熱油管和導(dǎo)熱油箱20相連，槳葉式干化機(jī)3的干化水蒸汽出口29通過(guò)第一引風(fēng)機(jī)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(guò)濾器32的進(jìn)口，氣體過(guò)濾器32出口和第二引風(fēng)機(jī)38相連，第二引風(fēng)機(jī)38出口管路和送風(fēng)機(jī)28出口管路匯合后接入空氣預(yù)熱器19的進(jìn)口管路，空氣預(yù)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(guò)濾器33相連，冷凝水過(guò)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(cāng)1中的油泥在槳葉式干化機(jī)3中干燥后，進(jìn)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(jìn)入油泥炭化顆粒倉(cāng)34，第一出口11和顆粒倉(cāng)34之間安裝有鎖氣器12，以防止熱解氣進(jìn)入顆粒倉(cāng)34，熱解氣則通過(guò)第二出口10進(jìn)入燃燒器13，導(dǎo)熱油箱20內(nèi)的導(dǎo)熱油經(jīng)導(dǎo)熱油泵21加壓后流入導(dǎo)熱油換熱器18，經(jīng)導(dǎo)熱油換熱器18加熱后通過(guò)熱軸進(jìn)油口24和夾套進(jìn)油口25流入槳葉式干化機(jī)3，導(dǎo)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(dǎo)熱油箱20，導(dǎo)熱油箱20設(shè)有瀉油排渣口23和排氣口22，槳葉式干化機(jī)3內(nèi)的油泥干燥水蒸汽由第一引風(fēng)機(jī)30經(jīng)干化水蒸氣出口29引出后送入噴淋器31，冷卻水進(jìn)入噴淋裝 置49對(duì)干燥水蒸汽進(jìn)行冷凝，經(jīng)冷凝后的干燥氣體經(jīng)第二引風(fēng)機(jī)38引入氣體過(guò)濾器32進(jìn)一步除濕，除濕后的干燥氣體和送風(fēng)機(jī)28的出口氣體匯合后進(jìn)入空氣預(yù)熱器19，氣體經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入燃燒器13參與燃燒，干燥冷凝水則通過(guò)水泵35引入冷凝水過(guò)濾器33進(jìn)行冷凝水凈化處理，凈化后的冷凝水送入空氣冷卻塔37進(jìn)行冷卻，冷卻后的形成冷卻水再通過(guò)循環(huán)水泵36送入噴淋器31進(jìn)行干燥水蒸汽的冷凝。

如圖1所示，以導(dǎo)熱油為熱介質(zhì)，導(dǎo)熱油在導(dǎo)熱油箱20和槳葉式干化機(jī)3之間循環(huán)，通過(guò)調(diào)整燃燒煙氣溫度和導(dǎo)熱油循環(huán)流速，使得導(dǎo)熱油溫度控制在150～250℃范圍。槳葉式干化機(jī)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(nèi)溫度通過(guò)調(diào)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(mén)14調(diào)節(jié)，使得熱解室6內(nèi)的熱解溫度維持在500～1000℃范圍，當(dāng)熱解氣有富裕時(shí)可以通過(guò)管道47回收多余的熱解氣，當(dāng)熱解氣不足時(shí)，輔助燃料通過(guò)管道15進(jìn)入燃燒器13。

如圖3和圖4所示，燃燒爐17分為三個(gè)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?xì)狻峤鈿夂涂諝饣旌虾笸ㄟ^(guò)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?zé)煔饨?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?zé)煔庠谛鱾鳠崾?1內(nèi)繼續(xù)作高速湍流和旋流流動(dòng)，大幅提高煙氣側(cè)對(duì)流換熱效率；余熱利用煙道42通過(guò)布置導(dǎo)熱油換熱器18和空氣預(yù)熱器19進(jìn)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(jī)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(cè)向內(nèi)凹曲，中間向上凹曲，形成截面呈“ω”型結(jié)構(gòu)，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(jī)3內(nèi)的干燥時(shí)間可以通過(guò)調(diào)節(jié)熱軸43轉(zhuǎn)速和槳葉式干化機(jī)3的傾斜角度加以控制，使干化機(jī)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(duì)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(dǎo)熱油換熱器18和空氣預(yù)熱器19之間，通過(guò)調(diào)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(guò)濾器33、氣體過(guò)濾器32和煙氣凈化器39中的凈化和過(guò)濾材料均來(lái)自油泥炭化顆粒倉(cāng)34中的油泥炭化顆粒，多余的炭化顆粒通過(guò)出口40外運(yùn)。