100t/d油泥處理系統(tǒng)工程設(shè)計

張宏杰 趙斐

摘 ? 要：目前我國含油污泥的年產(chǎn)量已達400萬t，但其無害化處理率卻相當?shù)停鎸@樣龐大的危廢處理市場，國內(nèi)形成了多元化處理技術(shù)并存的局面。設(shè)計采用過熱蒸汽噴射干化技術(shù)對油泥進行處理，處理后的干灰含油率可≤3‰，滿足農(nóng)用污泥中污染物控制標準。本工藝處理效果穩(wěn)定達標，系統(tǒng)操作管理簡單可靠，能夠為我國油泥處理站的設(shè)計提供借鑒。

關(guān)鍵詞：含油污泥，過熱蒸汽，工程設(shè)計

含油污泥是一種重要污染源，含油污泥處理應(yīng)符合國家、地方環(huán)保法律法規(guī)的要求。《廢礦物油回收利用污染控制技術(shù)規(guī)范》中要求原油和天然氣開采應(yīng)將開采現(xiàn)場沾染廢礦物油的泥、沙、水全部收集。原油和天然氣開采產(chǎn)生的殘油、廢油、油基泥漿、含油垃圾、清罐油泥等應(yīng)全部回收，不應(yīng)排放或棄置。油泥沙經(jīng)油沙分離后含油率應(yīng)<2%。

我國西部某集團公司將石油開采、集輸、處理過程中含油固體廢物的處理作為一項重要工作，提出油泥處理量滿足100 t/d，油泥處理后含油指標≤3‰（質(zhì)量分數(shù)）。本課題嚴格執(zhí)行國家、行業(yè)的標準和規(guī)范，設(shè)計油泥處理站時選擇“減量化、資源化”的工藝，使油泥處理后可達到回用農(nóng)田的標準。

1 ? ?油泥組分

在本課題中，含油污泥包括“液態(tài)”油泥和“固態(tài)”油泥兩種，年生成量在10 000 t左右。

“液態(tài)”污泥包括清罐油泥和其他油泥。固體質(zhì)量分數(shù)較低，為5%～35%。水的質(zhì)量分數(shù)較高，為60%～75%。再加上10%～25%的油，總液體質(zhì)量分數(shù)在70%～90%。

“固態(tài)”污泥包括作業(yè)油泥和落地油泥，前者油的質(zhì)量分數(shù)與液態(tài)污泥相近，固體質(zhì)量分數(shù)高至40%，液體質(zhì)量分數(shù)在50%～70%。后者的固體質(zhì)量分數(shù)最高80%，油和水的質(zhì)量分數(shù)均在10%～15%。西部某集團公司油泥來源、組成及產(chǎn)量如表1所示。

2 ? ?工藝流程

設(shè)計采用的油泥處理工藝流程為：經(jīng)過前端調(diào)質(zhì)脫水處理后的油泥通過上料設(shè)備進入SOSS油泥干化設(shè)備進行深度減量、脫油處理，過熱蒸汽噴射含油污泥處理技術(shù)主要工作原理是通過鍋爐產(chǎn)生的超高溫蒸汽，蒸汽溫度為500～550 ℃，經(jīng)特制的噴嘴以2 Ma速度噴出，與油泥顆粒正面碰撞，在高溫及高速所產(chǎn)生的沖量作用下將油泥中所吸附或包含的油分和水分蒸出。干化后的氣固兩相混合物進入除塵設(shè)備中進行氣固分離，搜集的達標干灰直接外拉利用，不達標的干灰進入深度處理裝置，進一步降低干灰的含油率直至達標。油水混合蒸汽經(jīng)冷凝后進行油水分離，油分儲存在回收油罐內(nèi)交付油田聯(lián)合站，污水排入油田的污水處理站，工藝流程如圖1所示。

3 ? ?工藝設(shè)計

過熱蒸汽噴射含油污泥處理設(shè)備主要包括以下5個子系統(tǒng)：

（1）過熱蒸汽生成系統(tǒng)：提供處理設(shè)備所需的熱量，是系統(tǒng)處理能力的體現(xiàn)。

（2）含油污泥輸送系統(tǒng)：按照工況參數(shù)要求供應(yīng)處理設(shè)備所需的含油污泥。

（3）污泥干化系統(tǒng)：該分系統(tǒng)是處理設(shè)備最關(guān)鍵的部件，在該分系統(tǒng)中，含油污泥和過熱蒸汽進行了充分的碰撞、接觸，實現(xiàn)了油、水與泥砂的分離。

（4）氣固分離系統(tǒng)：分離后的水蒸氣和干灰在離心力的作用下分離，收集干灰。

（5）冷凝冷卻系統(tǒng)：分離后的油蒸氣和水蒸汽進行冷卻分離，從而提取油分。

3.1 ?過熱蒸汽生成系統(tǒng)

深度處理裝置系統(tǒng)中設(shè)置有單獨的飽和蒸汽發(fā)生鍋爐，產(chǎn)生0.3 MPa的飽和蒸汽12 t/h，該飽和蒸汽進入焚燒系統(tǒng)的蒸汽過熱系統(tǒng)中進行煙氣再熱，升溫到500 ℃輸出。

3.2 ?含油污泥輸送系統(tǒng)

（1）料斗（含破碎器）。

體積：4 m3

主體設(shè)備材質(zhì)：碳鋼

數(shù)量：2套

（2）油泥輸送器。

輸送能力：3 t/h

主體設(shè)備材質(zhì)：不銹鋼

數(shù)量：2套

配套設(shè)備：破碎電機，油泥輸送電機

3.3 ?污泥干化系統(tǒng)

（1）干化處理室。

油泥處理能力：2.5 t/h

外形尺寸：Φ2.3 m×0.8 m（D×W）

材質(zhì)：碳鋼

數(shù)量：2臺

（2）過熱蒸汽噴射系統(tǒng)。

噴射流量：5.2 t/h

噴嘴材質(zhì)：不銹鋼

數(shù)量：2套

3.4 ?氣固分離系統(tǒng)

（1）一級旋風分離器。

型號：CLK-700

外形尺寸：Φ0.7 m×5.7 m（D×H）

進口風速：10～20 m/s

處理風量：4 600～9 200 m3/h

除塵效率：85～90%

數(shù)量：4臺

（2）二級旋風分離器。

型號：CLT/A-6×6

外形尺寸：2.46 m×2.35 m×5.92 m（L×W×H）

處理風量：16 020～24 000 m3/h

除塵效率：85%

數(shù)量：2臺

（3）干灰輸送器。

輸送能力：3 t/h

主體設(shè)備材質(zhì)：不銹鋼

數(shù)量：4套

配套設(shè)備：油泥輸送電機，出料閥

3.5 ?冷凝冷卻系統(tǒng)

（1）油水分離器。

工作溫度：50～80 ℃

工作壓力：常壓

材質(zhì)：S30408

配套：液位傳感器、噴淋器、布水器、噴淋泵、排氣液封組件

噴淋泵參數(shù)：

流量：約375 m3/h

揚程：約15～20 m

數(shù)量：2臺

（2）冷卻塔。

制冷量：4 930 kW

蒸發(fā)水量：7.85 m3/h

配套：循環(huán)泵

循環(huán)泵參數(shù)：

流量：約1 000 m3/h

揚程：約30 m

數(shù)量：2臺