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含油汙泥處理解決方案

发布时间:2019/6/10 13:52:30         浏览人次:152         
油田和煉油廠的汙水處理系統以及原油生産儲運系統會産生大量含油汙泥。隨著大多數油田進入中後期開采階段,采出油中含水率越來越高,含油汙泥量還會繼續增加。
含油汙泥成分極其複雜,主要由乳化油、水、固體懸浮物等混合組成,其成分與地質條件、生産技術、汙水處理工藝、汙水水質、加藥種類、排汙方式以及管理操作水平有關。含油汙泥的比阻比一般汙泥大40倍,其可壓縮性系數大20倍,屬難過濾性汙泥,又由于其顆粒細小,呈絮凝體狀,含水量高,體積龐大,因此不易實現油-水-泥的三相分離。我國大部分油田含油汙泥的含水率一般爲70%-99%,油、鹽成分含量較高,且含有重金屬和其它有害雜質;煉油廠汙泥還含有大量苯系物、酚類、芘等有害物質。
      焚烧装置概况:
  作爲科技前沿的等離子火炬技術因其經濟、高效,世界各國競相研究,並成功用于汙泥及固體廢棄物處理。
  近年來永研環保科技陸續推出等離子火炬工業固廢焚燒、等離子火炬醫療廢棄物焚燒、等離子火炬汙泥焚燒裝置等一系列资源网,用戶遍布各行各業,成就斐然。
  等離子火炬汙泥焚燒裝置由等離子火炬、等離子火炬電源、進出料裝置、隧道窯(由多個窯爐單元組合而成)、攪拌輸送、尾氣處理系統組合而成。
  等離子火炬汙泥焚燒裝置,同樣適用固態、半固態、粘稠油狀、液態廢棄物處理。
  等離子火炬汙泥焚燒裝置各部件(包括隧道窯)爲標准化設計,自成體系,可以單獨運行或根據需要(處理工藝、處理量)級聯、組合工作。
  等離子火炬隧道窯由多個窯爐單元級聯組合而成。
  窯爐單元由不鏽鋼爐體、耐火材料爐襯、等離子火炬、等離子火炬電源、控制器、攪拌輸送裝置組合而成,窯爐單元自成體系,爐溫、工作模式可單獨設置,獨立運行。
  等離子火炬隧道窯囊括:等離子火炬、等離子火炬電源、窯爐爐體、窯爐工作模式、攪拌輸送、保溫耐火材料錨固技術等多項發明專利。
  焚燒裝置工作機理:
  1、含水率30%到90%的汙泥、固態、半固態、液態廢棄物,經粉碎、濾除塊狀物後,由螺杆送料器輸送至料倉,由氣動裝置推送進入等離子火炬隧道窯,推送頻度由用戶自行設置。
  2、等離子火炬隧道窯長度、等離子火炬功率,尾氣處理方案,依據廢棄物成分、含水率、日處理量等因素綜合考量決定
  3、等離子火炬隧道窯內置等離子火炬、攪拌、輸送裝置,攪拌器變換運動方向、攪拌速度,汙泥等廢棄物頃刻間被等離子火焰包圍炙烤。
  4、汙泥等廢棄物在攪拌輸送裝置作用下,翻滾前移,離子體火炬瞬間産生上千度高溫,穿透力極強的等離子焰,徹底分解有機物。
  汞、鋅、鉛、錫、銅等重金屬隨煙氣排出,經活性炭噴射裝置,噴射活性炭富集後再行處理。
  5、等離子火炬隧道窯內煙氣與汙泥等廢棄物逆向運動,在此過程中空氣由等離子火炬隧道窯末端進入爐體,自隧道窯進料口前端排放。如示意圖所示,紅色箭頭表示煙氣流動方向,黑色箭頭表示汙泥等廢棄物運動方向。
  6、汙泥等廢棄物由幹燥區進入焚燒區時含水率已經顯著降低,高溫煙氣自焚燒區經幹燥區與汙泥等廢棄物相向運動,在此過程中煙氣含水率逐漸上升。
  7、煙氣經余熱回收裝置加熱工作氣體(空氣)後注入隧道窯幹化汙泥等廢棄物,可節省30%的能源。
  8、隧道窯多個部位設有泄爆裝置保證設備安全。
  9、隧道窯工作于微負壓狀態,防止煙氣泄露汙染環境。

  焚燒裝置技術參數:
  等離子體火炬:
  工作温度: 800--1000℃ 用户设定,自动控制。
  输出功率: 100--400kW 自动调节输出功率,精确控制焚烧炉温度。
  使用寿命: 连续工作5000小时
  焚燒爐:
  组合式: (微负压) 以日处理量由窑炉单元组合、级联。
  送料装置: 以处理量设置进料频度。
  灰烬出口控制阀: 用户设定,自动控制。
  温度传感器: 实时采集温度数据。
  泄壓裝置保證設備安全
  日处理量: 20吨--200吨
  控制器: PLC控制器,彩色触摸屏,用户自行设置运行参数。
  冷凝器: 新型平板式冷凝器,滤除烟气中水分。
  温度传感器: 实时采集温度数据。
  二燃室:
  燃烧室: 烟气由烟道进入二燃室(停留2秒)。
  温度传感器: 实时采集温度数据。
  进风风机: 注入足量空气,保证烟气充分燃烧。
  等离子火炬: 自动调节输出功率,精确控制二燃室温度。
  余热回收: 烟气经二燃室补充空气,充分燃烧后产生1000-1200度高温气体。回收其中热能,是企业节能减排获取经济利益,降低资源网成本,实现精细化管理的重要举措,利用烟气余热,加热工作气体(空气)后注入隧道窑干化污泥等废弃物,可节省30%的能源。
  喷淋急冷装置: 喷淋式急冷装置,烟气1秒由800℃降至150℃。
  温度传感器: 实时采集温度数据。
  
  煙氣處理:
  經余熱鍋爐:回收部分熱能後煙氣溫度大幅降低。
  急冷裝置:進一步將煙氣溫度降至180度以下,脫除酸性物質(包括二氧化硫)及部分顆粒物。
    活性炭、消石灰喷射装置: 向烟气管道喷射活性炭、消石灰,吸收烟气中的二噁英、及重金属。
  布袋除尘: 清除烟气中的颗粒物。
  除酸塔: 25%氢氧化钠溶液,脱除酸性物质及二氧化硫。
  引风机: 变频调速风机,克服布袋除尘风阻,使焚烧系统工作于微负压状态。
  焚燒裝置资源网優勢:
  1、利用焚燒煙氣和余熱回收裝置加熱工作氣體注入隧道窯,幹燥含水汙泥可節約30%能源。
  2、等離子火炬熱效率高于90%,使用壽命長達5000小時,遠高于國內外同行水平。
  3、低運營成本:可直接焚燒含水率90%的汙泥,無需進行脫水處理或添加輔助燃料。
  4、設備及廠房投資只有流化床、回轉窯方案的二分之一。
  5、以日處理100噸廢棄物的等離子火炬焚燒裝置爲例,每年維護費用(包括更換等離子火炬及爐體大修)不超過50萬元。
  6、模塊化:焚燒爐體爲模塊化設計,根據用戶實際處理量組合拼裝,維護成本低。
  7、標准化:縮短生産周期,降低生産成本,以統一的質量及檢驗標准,流水化的作業方式生産高質量的资源网,滿足市場需要。
  8、煙氣排放量小:煙氣排放量、粉塵排放量不到常規技術一半。

  焚燒裝置工作模式:
  A、焚燒模式:
  等離子體火炬在富氧環境下(過量空氣)加熱廢棄物其中有機物發生氧化反應(燃燒),生成CO2、H2O等單質物質,其中汞、鋅、鉛、錫、銅等重金屬以氧化物形式隨煙氣排出,經活性炭噴射裝置,噴射活性炭富集後再行處理。
  B、熱解模式:
  等離子體火炬在缺氧環境下熱解廢棄物,其中有機物熱分解,生成H2、CO、H2O、CH4、CnHm等可燃煙氣。
  煙氣由排氣口搜集,經列管式冷凝器,濾除煙氣中水分,送入二燃室適量補充空氣燃燒,遵循3T原則,煙氣在二燃室停留時間超過2秒。
  只用少量空氣作爲等離子火炬的工作氣體,發揮等離子火炬自身不消耗氧氣且熱效率高(高于百分之九十),穿透力強這一技術優勢,實現節能降耗的設計初衷。
  以日處理100噸工業汙泥設備爲例的方案比較:
  1、回轉窯設備投資額3--4千萬元(包括煙氣處理設備),而同等規模的等離子火炬隧道窯(包括煙氣處理設備),設備投資額在2千萬上下。
  2、回轉窯每兩年大修費用近千萬元,相當設備投資的三分之一,而同等規模的等離子火炬隧道窯,每年維護費(包括等離子火炬槍)不超過50萬元。
  3、回轉窯需要400千瓦電力配置,此外每小時消耗40立方天然氣,二燃室每小時消耗50--80立方天然氣,平均噸處理成本1--1.5千元。
  而同等規模的等離子火炬隧道窯(包括煙氣處理設備),不消耗天然氣或其他諸如燃油等輔助能源,只需要400千瓦電力配置,初步測算平均噸處理成本4百元左右。
  4、回轉窯需要天然氣助燃,每小時排放2--3萬立方煙氣,而同等規模的等離子火炬隧道窯只排放0.5--1萬立方煙氣,煙氣處理成本要低很多。
  5、回轉窯處理含水率高的廢棄物,極易因熱沖擊造成爐內保溫材料變形塌陷,縮短爐體使用壽命。
  6、回轉窯體積龐大動辄數十噸,設備基礎必須穩固一經安裝便成爲永久設施。等離子火炬隧道窯體態輕盈,只消幾卡車便可搬運,尤其適合油田等需要搬遷的流動作業場合。

  工業汙泥、市政汙泥治理方案選擇:
  污泥处理的常规技术:以热干化方法将含污泥水率降到70%左右, 再施以焚烧。
  运行中, 污泥所含水分以蒸汽的形态排出,水蒸汽以汽化潜热的形式带走了热干化及焚烧过程中的大部分能量。
  工業汙泥熱值低,以流化床或回轉窯焚燒處理必需摻煤助燃,煙氣排放量很大,運營成本居高不下。
  此外流化床、回轉窯等設備投資巨大,使用、維護成本很高。
  等離子火炬隧道窯可以直接處理含水率30%到90%的汙泥、固態、半固態、液態廢棄物,設備處理能力從每天0.5噸到200噸,尤其適合廠礦企業及規模大小不等的化工園區汙水處理廠。
  等離子火炬隧道窯處理化工園區汙水處理廠沈澱池汙泥或市政汙泥,可選擇焚燒工作模式
  等離子體火隧道窯通入過量空氣,汙泥中有機物因氧化反應,生成CO2、H2O等單質物質,其中汞、鋅、鉛、錫、銅等重金屬以氧化物形式隨煙氣排出,經活性炭噴射裝置,噴射活性炭富集後再行處理。  
      焚烧模式非常适合处理重金属含量较高的工业废弃物。

  油田汙泥治理方案選擇:
  油田含油汙泥成分複雜:包括部分原油、蠟質、瀝青、固體懸浮物、鹽類、酸性腐蝕性物質,生産過程中投加的絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、壓裂液、酸化液、發泡劑等、聚丙烯酰胺等成分。
  含油汙泥是一種極其穩定的懸浮乳狀液,很難實現多相分離。
  《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和在此基础上制定的《国家危险废物名录》、《危险废物鉴别标准》、《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)、《危险废物焚烧污染控制标准》(GB 18484-2001)等标准、法规,对危险废物的处置做出了具体规定。
  在這些標准和法規中,含油汙泥歸類爲危險固體廢物。
  国外相关标准规定,含油污泥处理后含油率应小于 百分之二,深度处理后污泥中含油率小于千分之三。
  以回轉窯焚燒法處理含油汙泥,需要對汙泥進行幹化處理,需要消耗大量電力和天然氣,而等離子火炬隧道窯只需消耗與之同等的電力。
  回轉窯處理含水率高的廢棄物,極易因熱沖擊造成爐內保溫材料變形塌陷,縮短爐體使用壽命。
  回轉窯體積龐大動辄數十噸,設備基礎必須穩固一經安裝便成爲永久設施。等離子火炬隧道窯體態輕盈,只消幾卡車便可搬運,尤其適合油田等需要搬遷的流動作業場合。
  等離子火炬隧道窯處理含油汙泥,可選擇熱解工作模式。
  等離子體火炬在缺氧環境下熱解含油汙泥,其中有機物熱分解,生成H2、CO、H2O、CH4、CnHm等可燃成分。
  煙氣由排氣口搜集,經冷凝器,濾除煙氣中水分,送入二燃室適量補充空氣燃燒,遵循3T原則,煙氣在二燃室停留時間超過2秒。
  只用少量空氣作爲等離子火炬的工作氣體,發揮等離子火炬自身不消耗氧氣且熱效率高(高于百分之九十),穿透力強這一技術優勢,實現節能降耗的設計初衷。
  焚燒模式適合處理重金屬含量相對較低的有機物含量較高的工業廢棄物。
示意圖:

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