含油污泥热解处理的试验与应用

治理技术与研究油气田环境保护第19卷·增刊·47含油污泥热解处理的试验与应用阮宏伟1王志刚白天2(1.辽河油田公司锦州采油厂;2.辽河油田公司安全环保处)摘要介绍了欢三联含油污泥热解处理工程的工艺流程、技术要点、设计参数、运行效果和效益情况。调试工作表明,热解炉系统工艺作为一个整体,能够稳定有效运行,残渣的测验结果表明,残渣可以达到无害化程度,含油率小于0.3%(满足GB4284-84《农用污泥中污染物控制标准》的要求)。以12t/d的处理量运行,能耗成本为74.47元/t,产生的经济效益为125.50元/t,同时产生较好的社会效益。另外,热解固态产物也有较好的利用价值,可以进一步研究利用关键词欢三联合站含油污泥热解处理应用试验0引言◆釆用管道密闭输送技术,实现污泥清洁连续、稳定含油污泥的污染控制与资源化利用,一直是困扰可靠的上料进料◆采用多燃烧器焙烧回转窑炉结构,确保对污泥实油田开发与炼化企业发展的环保难题。利用回转炉进行油泥热解处理开展油泥热解处理工业化应用试现有效处理;验,实现含油污泥的资源化,达到可持续发展的目的,◆采釆用冷凝分离技术进行热解馏分的分离,实现馏符合清洁生产和循环经济的核心理念是将来油田含分和热能的有效回收;◆采用密闭干式排渣技术氮气保护隔氧条件和实油污泥处理的基本方向。欢三联合站含油污泥热解处理试点工程是股份现残渣的洁净排放;◆采用系统自动控制技术将单元工艺有机整合,实公司的重点科研项目,是油田含油污泥无害化处理资源化利用的工业化试验工程;是解决油田开发固废现生产运行的连续性、稳定性和安全性排放,突破环保难题的示范工程;是辽河油田第一个2工艺流程及主要设备运行参数也是全国规模最大的利用回转炉进行含油污泥热解的工程。对坚持科学发展观、发展循环经济、建设资2.1工艺流程源节约、环境友好型企业具有重要意义。将由污泥运输车定期运来的污泥(含水率80%左右)存于污泥存储仓内,用污泥泵密闭输送进入回1工艺原理及技术要点转式含油污泥热解炉,在200~650℃条件下经油田开发过程中含油污泥的主要来源不同油泥3~5h反应后残渣排入冷却渣池然后外运处置的性质也不同。污水处理过程中经板框压滤后产生馏分流经换热器冷凝至50℃以下进人气液分离缓冲的油泥含油率为5.3%、含水率为80.2%无机矿物罐,分离出的油水混合物回收进入联合站一次沉降系质含量高;清罐过程中产生的油泥性质波动较大,泥统,分离出的不凝气体作为热解炉供热系统的燃料,沙含量较高,含油率普遍高于10%热解炉供热系统产生的烟道尾气经换热器回收热能热解又叫干馏、热分解或炭化,是比较成熟的工后直接排放艺。含油污泥热解技术是在隔氧高温下将蒸馏和热2.2主要系统设备的运行参数分解溶为一体,将污泥转变成三种相态物质,气相为2.2.1进料系统甲烷、二氧化炭等,液相以常温燃油、水为主,固相为进料系统设计的进料量控制范围为0~3t/h无机矿物质与残碳。根据污泥的物性条件、热解实验为配合热解炉试验,分别以每天7.2、10.0和120t条件与产物生成情况,该工艺具备以下技术要点:进行系统的输送量与运行稳定可靠性试验直至目前阮宏伟,1995年毕业于江汉石油学院采油工程专业高级工程师,现从事油气集输及污水处理管理工作,通信地址:辽宁省锦州市辽河油田公司锦州采油厂·121209482009年11月油气田环境保护治理技术与研究该系统运行稳定可靠25Hz的频率下工作,炉体反应筒转速为1.48r/min2.2.2热解系统热解炉的加热系统由21个独立的火嘴组成,其中有热解炉的转速由变频器调节变频器的调节范围20个常用火嘴和一个备用火嘴。20个常用火嘴共分是0.71~3r/min。目前热解炉的主拖动电机在为5个加热区块,分布情况如图1所示图1热解炉加温区分布示意当温控区的温度低于该区的设定温度时该区的炭,Al2O3含量(残渣经过600℃灼烧脱碳剩余产4个火嘴会依次启动加热,当温度高于设定值时,火物)。检测数据表明,残渣的含油率0.117%嘴由PLC控制依次熄火。经过调试摸索,加热控制0.292%平均值为0.234%。说明目前设定的处温度分别设定为:1区500℃;2区650℃;3区理工艺参数满足处理要求,残渣含油率达到了小750℃;4区720℃;5区500℃。于0.3%的设计指标。残炭的百分含量21.09%3运行效果35.56%,平均为28.30%,说明残渣中有较高的热值。Al2O3含量51.32%~58.40%平均为3.1残渣样品检测结果55.19%,整体上比较稳定,说明热解残渣的无机残渣样品检测结果以污水处理过程中经板框压组成部分比较稳定。滤后产生的油泥为处理对象3.1.2残渣浸出毒性检测3.1.1含油率、残炭、Al2O3含量的检测对3月16日的残渣样品做了固体废物浸出毒性共取残渣样品18组,主要检测了含油率、残检测,结果见表1表1残渣样品浸出毒性检测mg/L测试项目六价铬锌铅残渣0.009420.002620.0160.0300.0060.033标准限值100注:GB508532007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》结果表明检测的9个指标远远低于GB5085.33.2效益分析2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》标准限值3.2.1天然气消耗其中镉、铅、砷未检出,实现了含油污泥处理无害化以12t/d的处理量,天然气消耗量平均为3.1.3不凝气样品检测518Nm3/d,以0.672元/m3取费,费用:348元/d,平分别对3月24日4月10日及4月19日3个不均每吨污泥处理成本为28.99元。凝气样品进行检测结果见表23.2.2电能消耗表中数据表明,不凝气的主要成分为甲烷和氢统计显示目前试验站的耗电量为926kW.h/d,气,除CO2和N2外其余可燃气体含量总和接近90%。耗电量与污泥的处理量没有直接关系。所以处理量3.1.4热解油检测越大,单位耗电量就会相应减小热解油检测结果表明热解油基本以柴油和煤油3.2.3污泥中油回收情况为主油中含有较多芳烃,见表3根据含油污泥的含油率5.33%(现场取样的平治理技术与研究油气田环境保护第19卷·增刊·49表2不凝气样品检测数据%热解固态产物也有较好的利用价值,可以进一步研究序号取样时间C1cO利用。113月24日34.854.420.40表4单位处理量的生产成本核算元/t24月10日33.775.220.515.33项目34月19日34.854.870.694.17(t/d)(t/d)(t/d)平均34.494.840.53天然气成本30.7831.4728.99行成本序号取样时间CONH其他有机物用电成本75.8054.5845,4813月24日6.835,4641.46运行成本总计106.5886.0574.474月10日5.136.8540.272.92100100效益1003|4月19日7.836.4639.461.6725.5025.5025.50平均6.606.2640.401.95效益总计125.50125.50125.50综合效益=效益一运行成本18.9239.4551.03表3热解油样品全烃气相色谱序号-C/C~Cn/Cs~Cu/C;~Ca/欢三联污泥热解试验站的投入运行,基本解%(汽油)%(煤油)%(柴油)%其他决了欢三联污水处理系统产生的油泥处置问题,53.6613.2426.133.49部分解决了欢三联站内清罐过程中污泥的处理问题。为其它油田的含油污泥处理提供了借鉴。但7.119.5514.632.65是,系统工艺要达到工业生产运行的要求还存在均值),对比热解产油量(油产量为51.82L/,密度约不凝气回收处理与利用、热解残渣收集和馏分管为0.87g/cm3,产油率4.51%),可以判断含油污泥道防淤清理等配套系统设施设备的进一步完善改的油回收率在78%左右剩余的有机组分主要转化造及跟踪试验问题为残炭和不凝气。产气量平均为38Nm2/t污泥。参考文献3.2.4单位生产成本核算对比随着处理量的增加,单位运行成本逐渐减小,见王琼,邹鹏污水污泥的热解处理石油炼制与化工,表4。[2]陈爽,刘会娥郭庆杰含油污泥热解特性和动力学研究4结论,,石油炼制与化工,2007,38(7)[3]陈超,李水清,岳长涛 Kruttschnitt T, Bruckner E,姚强调试工作表明,热解炉系统工艺作为一个整体,含油污泥回转式连续热解—质能平衡及产物分析能够稳定有效运行,残渣的测验结果表明,残渣可以化工学报,2006,(3)达到无害化程度,含油率小于0.3%(满足GB428484[4]邓皓刘子龙王蓉沙谢水祥含油污泥资源化利用技《农用污泥中污染物控制标准》的要求)。以12t/d的术研究]油气田环境保护,2007(1)处理量运行,能耗成本为74.47元/t,产生的经济效(收稿日期2009-07-20)益为125.50元/t,同时产生较好的社会效益。另外欢迎投稿迎订阋欢迎刊蜚厂告