本發(fā)明屬于固廢無害化資源綜合利用處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高含水率含油污泥的高效綜合利用方法。

背景技術(shù)：

含油污泥，簡稱油泥，是石油開采、運輸、煉制和含油污水處理過程中產(chǎn)生的固體廢物，其中，煉油廠污水處理場產(chǎn)生的油泥主要來源于隔油池底泥、浮選池浮渣、原油罐底泥等，俗稱“三泥”，這些油泥組成各異，通常含油率在10％～50％之間，含水率在40％～90％之間，含水率高，又極難脫水，導(dǎo)致“三泥”處理難度很大。

目前，我國的石化企業(yè)每年都有大量的含油污泥產(chǎn)生，由于缺乏適當(dāng)?shù)奶幚砑夹g(shù)，對“三泥”的處理一般為濃縮-沉降后轉(zhuǎn)移到農(nóng)村，不僅造成了二次污染，而且使得含油污泥中的石油資源無法得到有效利用，造成了一定的經(jīng)濟損失。目前處理含油污泥的方法主要有溶劑萃取法、焚燒法、生物處理法和焦化法等，其中，溶劑萃取法處理時間長、處理成本高，技術(shù)不夠成熟，且僅適用于含油量較高的含油污泥，性價比較低；生物處理法一般周期較長，且不能回收原油，造成石油資源的浪費；焦化法涉及焦化裝置的改造比較復(fù)雜，成本高，且處理量少；目前的焚燒法無法直接處理高含水率的含油污泥，都需要脫水等預(yù)處理步驟，增加了處理工序和成本，且由于“三泥”含油量低，焚燒時必須另外添加燃料油才能完成焚燒過程，大大增加了煉油廠的能耗，如國內(nèi)煉油廠每焚燒經(jīng)脫水后含水率仍為75-85％的“三泥”20-24噸，須添加1噸柴油做能源，過高的能耗使得煉油廠無法長期維持運行，目前國內(nèi)許多廠家的焚燒爐均處于閑置狀態(tài)，此外，焚燒還存在熱量回收率低，空氣二次污染嚴(yán)重等缺陷。

因此，研究一種高效、綠色、綜合利用處理高含水率含油污泥的方法，具有重要的環(huán)保意義和經(jīng)濟效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高含水率含油污泥的高效綜合利用方法，所述方法無需脫水預(yù)處理，能夠直接處理含水率高達40％-90％的含油污泥，且能夠回收含油污泥中的原油，提高了油泥處理的經(jīng)濟效益；此外，所述方法能夠循環(huán)利用熱能，大大降低了處理成本，且不產(chǎn)生二次污染，能夠?qū)崿F(xiàn)含油污泥的高效、綜合利用、清潔化處理。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種高含水率含油污泥的高效綜合利用方法，包括以下步驟：

步驟1：將含水率為40％-90％的含油污泥與農(nóng)作物粉碎物料、生石灰、生物質(zhì)炭、調(diào)質(zhì)劑按質(zhì)量比60-80：5-10：3-5：0-10:2-10的比例混合制得混合物，所述的農(nóng)作物粉碎物料選自粒徑為2-8mm的糠殼、秸稈和玉米芯等，所述的生物質(zhì)炭粒徑為1-8mm，發(fā)熱量為4500-6500大卡，所述的調(diào)質(zhì)劑為表面活性劑；

步驟2：將步驟1所得的混合物送入負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)的焚燒裝置中，所述混合物的厚度為350-700mm，混合的行進速度0-0.2m/s，所述負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)包括混合裝置(1)、焚燒裝置(2)，抽風(fēng)裝置(3)、煙氣循環(huán)裝置(4)、油水收集裝置(5)、傳送裝置(6)和煙氣凈化裝置(7)，其特征在于：

所述混合裝置(1)包括多個料倉(11)、計量稱(12)、混合攪拌裝置(13)，所述料倉(11)的出料口對準(zhǔn)計量稱(12)的稱量盤，所述計量稱(12)的稱量盤與混合攪拌裝置(13)的進料口對應(yīng)，料倉(11)內(nèi)的農(nóng)作物粉碎物料、生石灰、生物質(zhì)炭和調(diào)質(zhì)劑經(jīng)計量稱(12)稱量后，送入混合攪拌裝置(13)內(nèi)與高含水率含油污泥混合攪拌得到步驟1所述的混合物，混合攪拌裝置(13)的出料口連接傳送裝置(6)，經(jīng)傳送裝置(6)送入焚燒裝置(2)中；

所述焚燒裝置(2)由前至后依次包括布料段(20)、干燥段(21)、點火段(22)、焚燒段(23)和冷卻段(24)，所述布料段(20)設(shè)有物料打散器(25)，所述干燥段(21)的長度為1-6m，點火段(22)的長度為1-3m，點火溫度為850℃-1050℃，既能夠避免混合物無法點燃的缺陷，又能夠避免溫度過高引起的能耗高、混合物表層熔融影響透氣性的缺陷，焚燒段(23)的長度為4-20m，焚燒段溫度為1100℃，能夠保證有害物質(zhì)能得到充分的焚燒，所述干燥段(21)和點火段(22)的上方設(shè)有從前至后由低到高的預(yù)熱罩(26)，與點火段(22)位置對應(yīng)的預(yù)熱罩上設(shè)有廢氣進口(27)和燃料噴嘴(28)，形成二燃室，既對物料進行干燥預(yù)熱，又將廢氣進行深度處理，所述干燥段(21)、點火段(22)、焚燒段(23)和冷卻段(24)的下方與抽風(fēng)裝置(3)密封連接，所述焚燒段(23)的上方與煙氣循環(huán)系統(tǒng)(4)密封連接，步驟1所得混合物的上部在點火段(22)點火后，在抽風(fēng)裝置(3)產(chǎn)生的負壓作用下，火從混合物上部開始向下燃燒，上部燃燒產(chǎn)生的高溫蒸汽一方面對下部物料進行烘干和預(yù)熱，另一方面將下部物料中的水和油分帶走，帶出的油水混合物在重力作用下從底部流出進入油水收集裝置(5)；

所述抽風(fēng)裝置(3)包括多個抽風(fēng)罩(31)、每個抽風(fēng)罩(31)連接一套由抽風(fēng)管(32)和抽風(fēng)機(33)組成的抽風(fēng)管路，所述抽風(fēng)管(32)和抽風(fēng)機(33)之間設(shè)有油水收集裝置(5)，與所述干燥段(21)下方連通的抽風(fēng)管路的尾端與煙氣凈化裝置(7)連通，與所述點火段(22)和焚燒段(23)下方連通的抽風(fēng)管路的尾端與煙氣循環(huán)裝置(4)連通，與焚燒段(23)下方連通的最后一級抽風(fēng)管路的出口與預(yù)熱罩(26)的廢氣進口(27)連通，與冷卻段(24)下方連通的抽風(fēng)管路與機尾除塵裝置連通；

所述的煙氣循環(huán)裝置(4)包括多個煙氣罩(41)，每個煙氣罩(41)上均設(shè)有廢氣入口(42)和新風(fēng)配入口(43)，所述煙氣罩(41)的廢氣入口(42)與上一級抽風(fēng)管路的尾端連通，混合物料中的有害物質(zhì)在高溫焚燒中分解形成的煙氣，經(jīng)抽風(fēng)罩(31)進入抽風(fēng)管(32)，在油水收集裝置(5)中進行煙氣油水分離收集后，剩余煙氣通過抽風(fēng)機(33)送至下一級煙氣罩(41)，完成對后段混合物料的干燥和預(yù)熱，帶出的油水混合物在重力作用下從底部流出進入油水收集裝置(5)，與焚燒段(23)下方連通的最后一級抽風(fēng)管路中的煙氣通過廢氣進口(27)進入預(yù)熱罩(26)后，在二燃室進行二次燃燒，深度處理后進入煙氣凈化裝置(7)；

所述油水收集裝置(5)包括上部呈圓柱狀，下部呈倒圓錐狀的旋風(fēng)式除油器(51)，所述旋風(fēng)式除油器(51)的內(nèi)部設(shè)有螺旋刮油板(52)、外壁設(shè)有與抽風(fēng)管(32)的尾端連通的煙氣進口(53)、頂部設(shè)有與煙氣罩(41)的廢氣入口(42)連通的煙氣出口(54)，底部與油水收集器(55)連通，煙氣和含油液滴經(jīng)抽風(fēng)管進入油水收集裝置(5)后，含有液滴經(jīng)螺旋刮油板(52)與煙氣分離，進入油水收集器(55)，剩余煙氣經(jīng)煙氣出口(54)進入下一級煙氣罩(41)，實現(xiàn)石油的回收利用；

所述煙氣凈化裝置(7)的出氣管經(jīng)過抽風(fēng)機連接至煙囪，將凈化達標(biāo)的廢氣排出。

根據(jù)本發(fā)明所述的方法，步驟1中所述的農(nóng)作物粉碎物料為粒徑為2-8mm的糠殼，且污泥、糠殼、生石灰、生物質(zhì)炭和調(diào)質(zhì)劑的質(zhì)量比為60-75：6-10：3-5：2-8:5-10。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，含油污泥、農(nóng)作物粉碎物料、生石灰、生物質(zhì)炭、調(diào)質(zhì)劑五者的比例對混合物的焚燒效果影響較大，當(dāng)上述五者按質(zhì)量比60-80：5-10：3-5：0-10:2-10的比例，尤其是按質(zhì)量比60-75：6-10：3-5：2-8:5-10的比例混合時，得到的混合物透氣性好、熱值水平適當(dāng)、焚燒速度適宜，燃燒充分，同時又能為含油液滴提供下流的通道。

此外，農(nóng)作物粉碎物料和生物質(zhì)炭粒的粒徑也對混合物的性質(zhì)影響很大，當(dāng)農(nóng)作物粉碎物料粒徑或生物質(zhì)炭粒粒徑超過8mm時，制得的混合物透氣性過好，焚燒速度過快，燃燒不充分；當(dāng)農(nóng)作物粉碎物料粒徑小于2mm或生物質(zhì)炭粒粒徑小于1mm時，制得的混合物透氣性差，風(fēng)機負荷過大，焚燒不充分，且無法提供足夠的油滴下流通道；本發(fā)明人通過大量的試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)農(nóng)作物粉碎物料粒徑為2-8mm或生物質(zhì)炭粒粒徑為1-8mm時，既能保證制得的混合物的透氣性，燃燒充分，又能為含油液滴提供足夠的下流通道。

根據(jù)本發(fā)明所述的方法，步驟2中所述的混合物厚度為500-700mm。

本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，混合物送入負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)的焚燒裝置時，厚度和行進速度對焚燒效果也有很大影響，當(dāng)厚度超過700mm或行進速度超過0.2m/s時，混合物的透氣性不夠，無法焚燒充分，影響焚燒效果；若厚度低于350mm時，混合物的蓄熱效果差，焚燒溫度較低，無法充分分離出含油污泥中的石油，石油回收率低；只有控制混合物的厚度為350-700mm，且行進速度為0-0.2m/s時，既能保證混合物焚燒充分，又能有效回收混合物中的石油，提高了固廢處理的經(jīng)濟效益和處理效率，同時能夠確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

根據(jù)本發(fā)明所述的方法，步驟2中所述的煙氣裝置(4)的新風(fēng)配入口上設(shè)有進風(fēng)管調(diào)節(jié)閥，通過控制其開度控制新風(fēng)的配入量。

本發(fā)明的方法，利用負壓循環(huán)蓄熱焚燒裝置的特點，添加一定的輔助物料，來實現(xiàn)對含油污泥的處置，其特點是能夠在對含油污泥中的有害物質(zhì)進行焚燒處理的同時，利用焚燒裝置邊焚燒邊預(yù)熱的特點，將污泥中的油類提取出來，實現(xiàn)對油類物質(zhì)的回收利用，具體優(yōu)勢如下：

1、采用負壓循環(huán)蓄熱回收技術(shù)，有效利用上層物料焚燒產(chǎn)生的高溫蒸汽對下部物料進行烘干和預(yù)熱，由于下部物料為濕物料，在上部產(chǎn)生的熱蒸汽作用下，將混合料中的水和油分帶走，油水混合蒸汽遇到冷物料凝結(jié)成油水液滴，煙氣的高溫同時也可以降低粘度、增加重油的流動性，液滴從底部流出，進行統(tǒng)一收集，大幅降低能耗和處理成本；

2、能對高含水率含油污泥直接進行處理，解決了目前高含水率含油污泥的處置難題；

3、焚燒產(chǎn)生的煙氣一方面通過抽風(fēng)裝置和煙氣裝置循環(huán)利用熱能，一方面在抽風(fēng)裝置和煙氣裝置的密封管路中運行，最終在二燃室深度處理后進入煙氣凈化裝置，不產(chǎn)生二次污染，能實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)；

4、采用了煙氣多級循環(huán)二次燃燒技術(shù)，氣體中的有害成分得到有效處理，同時燃燒過程中廢氣的含氧量得到有效利用，因此大幅減少新進風(fēng)量，進而大量減少煙氣排放總量，與一般焚燒方式煙氣排放總量相比可減少60％以上；

5、排放的水、氣、渣均達到國家標(biāo)準(zhǔn)；

6、污泥減量化、無害化、資源化程度高，效果明顯；

7、含油污泥的原油可進行回收；

8、處理后的殘渣達標(biāo)后，可進行油井回填。

附圖說明

圖1是本發(fā)明負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)焚燒裝置、抽風(fēng)裝置、煙氣循環(huán)裝置、油水收集裝置和煙氣凈化裝置的的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)旋風(fēng)式除油器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的混合物焚燒原理示意圖；

圖6是本發(fā)明的方法流程圖；

圖中，

1－混合裝置，11－料倉，12－計量稱，13－混合攪拌罐；

2－焚燒裝置，20－布料段，21－干燥段，22－點火段，23－焚燒段，24－冷卻段，25－物料打散器，26－預(yù)熱罩，27－廢氣進口，28－燃料噴嘴；

3－抽風(fēng)裝置，31－抽風(fēng)罩，32－抽風(fēng)管，33－抽風(fēng)機；

4－煙氣循環(huán)裝置，41－煙氣罩，42－廢氣入口，43－新風(fēng)配入口；

5－油水收集裝置，51－旋風(fēng)式除油器，52－螺旋刮油板，53－煙氣進口，54－煙氣出口，55－油水收集器；

6－傳送裝置；

7－煙氣凈化裝置。

具體實施方式

實施例1負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)

如圖1-6所示，本發(fā)明的負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)包括混合裝置1、焚燒裝置2，抽風(fēng)裝置3、煙氣循環(huán)裝置4、油水收集裝置5、傳送裝置6和煙氣凈化裝置7，所述混合裝置1包括多個料倉11、計量稱12、混合攪拌裝置13，所述料倉11的出料口對準(zhǔn)計量稱12的稱量盤，所述計量稱12的稱量盤與混合攪拌裝置13的進料口對應(yīng)，料倉11內(nèi)的農(nóng)作物粉碎物料、生石灰、生物質(zhì)炭和調(diào)質(zhì)劑經(jīng)計量稱12稱量后，送入混合攪拌裝置13內(nèi)與高含水率含油污泥混合攪拌得到混合物，混合攪拌裝置13的出料口連接傳送裝置6，經(jīng)傳送裝置6送入焚燒裝置2中；

所述焚燒裝置2由前至后依次包括布料段20、干燥段21、點火段22、焚燒段23和冷卻段24，所述布料段20設(shè)有物料打散器25，所述干燥段21的長度為1-20m，點火段22的長度為1-6m，點火溫度為850℃-1050℃，既能夠避免混合物無法點燃的缺陷，又能夠避免溫度過高引起的能耗高、混合物表層熔融影響透氣性的缺陷，焚燒段23的長度為4-50m，焚燒段溫度為1100℃，能夠保證有害物質(zhì)能得到充分的焚燒，所述干燥段21和點火段22的上方設(shè)有從前至后由低到高的預(yù)熱罩26，與點火段22位置對應(yīng)的預(yù)熱罩上設(shè)有廢氣進口27和燃料噴嘴28，形成二燃室，既對物料進行干燥預(yù)熱，又將廢氣進行深度處理，所述干燥段21、點火段22、焚燒段23和冷卻段24的下方與抽風(fēng)裝置3密封連接，所述焚燒段23的上方與煙氣循環(huán)系統(tǒng)4密封連接，步驟1所得混合物的上部在點火段22點火后，在抽風(fēng)裝置3產(chǎn)生的負壓作用下，火從混合物上部開始向下燃燒，上部燃燒產(chǎn)生的高溫蒸汽一方面對下部物料進行烘干和預(yù)熱，另一方面將下部物料中的水和油分帶走，帶出的油水混合物在重力作用下從底部流出進入油水收集裝置5；

所述抽風(fēng)裝置3包括多個抽風(fēng)罩31、每個抽風(fēng)罩31連接一套由抽風(fēng)管32和抽風(fēng)機33組成的抽風(fēng)管路，所述抽風(fēng)管32和抽風(fēng)機33之間設(shè)有油水收集裝置5，與所述干燥段21下方連通的抽風(fēng)管路的尾端與煙氣凈化裝置7連通，與所述點火段22和焚燒段23下方連通的抽風(fēng)管路的尾端與煙氣循環(huán)裝置4連通，與焚燒段23下方連通的最后一級抽風(fēng)管路的出口與預(yù)熱罩26的廢氣進口27連通，與冷卻段24下方連通的抽風(fēng)管路與機尾除塵裝置連通；

所述的煙氣循環(huán)裝置4包括多個煙氣罩41，每個煙氣罩41上均設(shè)有廢氣入口42和新風(fēng)配入口43，所述煙氣罩41的廢氣入口42與上一級抽風(fēng)管路的尾端連通，混合物料中的有害物質(zhì)在高溫焚燒中分解形成的煙氣，經(jīng)抽風(fēng)罩31進入抽風(fēng)管32，在油水收集裝置5中進行煙氣油水分離收集后，剩余煙氣通過抽風(fēng)機33送至下一級煙氣罩41，完成對后段混合物料的干燥和預(yù)熱，實現(xiàn)了熱能的傳遞，循環(huán)利用了熱能，提高了經(jīng)濟效率，與焚燒段23下方連通的最后一級抽風(fēng)管路中的煙氣通過廢氣進口27進入預(yù)熱罩26后，在二燃室進行二次燃燒，深度處理后進入煙氣凈化裝置7；

所述油水收集裝置5包括上部呈圓柱狀，下部呈倒圓錐狀的旋風(fēng)式除油器51，所述旋風(fēng)式除油器51的內(nèi)部設(shè)有螺旋刮油板52、外壁設(shè)有與抽風(fēng)管32的尾端連通的煙氣進口53、頂部設(shè)有與煙氣罩41的廢氣入口42連通的煙氣出口54，底部與油水收集器55連通，煙氣和含油液滴經(jīng)抽風(fēng)管進入油水收集裝置5后，含有液滴經(jīng)螺旋刮油板52與煙氣分離，進入油水收集器55，剩余煙氣經(jīng)煙氣出口54進入下一級煙氣罩41，實現(xiàn)石油的回收利用；

所述煙氣凈化裝置7的出氣管經(jīng)過抽風(fēng)機連接至煙囪，將凈化達標(biāo)的廢氣排出。

所述的煙氣裝置4的新風(fēng)配入口上設(shè)有進風(fēng)管調(diào)節(jié)閥，通過控制其開度控制新風(fēng)的配入量。

實施例2高含水率含油污泥的綜合利用

步驟1：將含水率為90％的含油污泥與糠殼、生石灰、生物質(zhì)炭、氯化鐵按質(zhì)量比70：5：6:10：9的比例混合制得混合物，所述糠殼的粒徑為2mm，所述生物質(zhì)炭粒徑為5mm，發(fā)熱量為5000大卡；

步驟2：將步驟1所得的混合物送入實施例1所述的負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)的焚燒裝置中，所述混合物的厚度為500mm，混合物的行進速度0.05m/s，點火焚燒，經(jīng)煙氣凈化裝置7排出的廢氣滿足歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)。

實施例3高含水率含油污泥的綜合利用

步驟1：將含水率為40％的含油污泥與糠殼、生石灰、生物質(zhì)炭、氯化鐵按質(zhì)量比80：8：5:3：4的比例混合制得混合物，所述糠殼的粒徑為8mm，所述生物質(zhì)炭粒徑為8mm，發(fā)熱量為4500大卡；

步驟2：將步驟1所得的混合物送入實施例1所述的負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)的焚燒裝置中，所述混合物的厚度為700mm，混合物的行進速度0.1m/s，點火焚燒，經(jīng)煙氣凈化裝置7排出的廢氣滿足歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)。

實施例4高含水率含油污泥的綜合利用

步驟1：將含水率為60％的含油污泥與糠殼、生石灰、生物質(zhì)炭、氯化鐵按質(zhì)量比60：10：10:10:10的比例混合制得混合物，所述糠殼的粒徑為8mm，所述生物質(zhì)炭粒徑為8mm，發(fā)熱量為4500大卡；

步驟2：將步驟1所得的混合物送入實施例1所述的負壓循環(huán)蓄熱回收系統(tǒng)的焚燒裝置中，所述混合物的厚度為700mm，混合物的行進速度0.2m/s，點火焚燒，經(jīng)煙氣凈化裝置7排出的廢氣滿足歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)。