含油污泥熱解氣凈化處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是針對油田生產(chǎn)過程中不同類型含油污泥熱解處理產(chǎn)生的多組分煙氣進(jìn)行資源化回收和無害化處置的一種方法和系統(tǒng)裝置。采用一種對熱解煙氣進(jìn)行深度熱化學(xué)處理和冷態(tài)濾過煙氣的綜合處理處置方法，其系統(tǒng)組成如下：解吸系統(tǒng)，激冷系統(tǒng)，反應(yīng)系統(tǒng)，吸附系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。其總工藝流程：熱解煙氣→湍流→解吸→激冷→霧化反應(yīng)→過濾吸附→環(huán)保排放。含油污泥熱解煙氣凈化過程采用高溫解吸、激冷霧化反應(yīng)、調(diào)溫兩級過濾吸附的工藝。在密閉的微負(fù)壓的空間完成了污染物的分解，吸收和過濾的三個過程，通過PLC控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)、控制和監(jiān)測污染物的動態(tài)變化趨勢，實現(xiàn)煙氣的環(huán)保排放。系統(tǒng)可二十四小時連續(xù)運(yùn)行。
【專利說明】含油污泥熱解氣凈化處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是針對油田生產(chǎn)過程中不同類型含油污泥經(jīng)過熱解處理后產(chǎn)生的多組分煙氣進(jìn)行資源化綜合回收和無害化處置的一種方法和系統(tǒng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]含油污泥是石油開采和煉制過程中原油中所攜帶的泥、砂沉淀，采油污水浮渣與底泥，以及鉆井、采油過程中產(chǎn)生的落地原油與泥土、雜物混合等形成的污染物。含油污泥是油田生產(chǎn)過程中從頭到尾的必然產(chǎn)物，其中的藥劑毒性、腐蝕性以及油的阻隔特性和礦物毒性必然對環(huán)境造成污染，在《國家危險廢物名錄》中被列為08類危險廢物。目前，含油污泥的環(huán)保處理已列入國家十二五規(guī)劃的重點項目，防止污泥的二次污染成為重中之重。上個世紀(jì)國內(nèi)外普遍采用的處理方法是分離法，固化法和生物降解法和焚燒處理。由于分離法和固化法都需要需要添加入藥劑，處理后的污泥仍含有一定的石油類物質(zhì)，達(dá)不到環(huán)保要求，后處理不及時容易造成二次污染；生物降解法對土壤性質(zhì)、溫度、濕度等環(huán)境因素要求較高，周期長，投入大，適用范圍窄，國內(nèi)還處于技術(shù)摸索階段；焚燒和熱解處理設(shè)備成本高，減容率高，一次性完成無害化處理，但煙氣凈化處理需亟待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是一種針對熱解煙氣進(jìn)行深度熱化學(xué)處理和冷態(tài)濾過煙氣的綜合處理處置的方法和模塊化裝置，含油污泥的地域特性和產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行熱解處理后產(chǎn)生的復(fù)合煙氣，實現(xiàn)資源化利用的同時滿足無害化安全環(huán)保排放要求，其系統(tǒng)組成如下:
[0004]解吸系統(tǒng),激冷系統(tǒng),反應(yīng)系統(tǒng),吸附系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。
[0005]解吸系統(tǒng):由湍流輻射室、加藥裝置、空壓站和點火助燃器構(gòu)成；
[0006]激冷系統(tǒng):由煙道換熱器、急冷塔、軟化水站、防爆器構(gòu)成；
[0007]反應(yīng)系統(tǒng):由反應(yīng)塔、換熱器、加藥系統(tǒng)和排絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成；
[0008]吸附系統(tǒng):由復(fù)合過濾系統(tǒng)、袋式除塵器和除霧器構(gòu)成；
[0009]監(jiān)控系統(tǒng):由煙氣連續(xù)檢測儀、PLC組態(tài)系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、檢測儀表組構(gòu)成；
[0010]本發(fā)明的特點是結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)集成化程度高，通過煙氣連續(xù)監(jiān)測進(jìn)行智能處理，從而避免了堵塞濾料、藥劑逃逸和凈化效率低下等諸多弊端。其總工藝流程:熱解煙氣一湍流一解吸一激冷一霧化反應(yīng)一過濾吸附一環(huán)保排放。含油污泥熱解煙氣凈化過程采用高溫解吸、激冷霧化反應(yīng)、調(diào)溫兩級過濾吸附的工藝，先改變煙氣流態(tài)，其中有毒有害物質(zhì)經(jīng)高溫氧化分解并進(jìn)行藥劑吸收，通過激冷來抑制其二次合成，煙氣進(jìn)入反應(yīng)塔進(jìn)行霧化反應(yīng)和除霧工藝，再經(jīng)兩級過濾和吸附痕量有毒有害物質(zhì)后完成污染物總體控制過程，滿足煙氣環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。
【具體實施方式】
[0011]解吸系統(tǒng)。其包括兩個主要功能，一是將煙氣混繞湍流，利用高壓力低流量的鼓風(fēng)使煙室后，經(jīng)二次射流風(fēng)供氧，進(jìn)行過氧燃燒，爐內(nèi)溫度控制在950°C-1050°C,整個熱解
系統(tǒng)處于_50Pa土 IOPa微負(fù)壓態(tài)。湍流輻射室分段補(bǔ)風(fēng)，煙氣采用旋流方式切向進(jìn)入，使得熱解煙氣充分?jǐn)_動，延長了煙氣在湍流輻射室2秒的停留時間，滿足局部過氧和分段供風(fēng)過程中所形成的低氮燃燒和分離燃盡雙重功效。使得油泥中有機(jī)組份徹底焚化的同時，在焚燒機(jī)理、湍流、煙塵產(chǎn)生量和燃燒溫度和燃燒時間上等重要技術(shù)特征上避免和破壞了污染物的生成條件，有效地減少了二惡英、氮氧化物、硫氧化物和氯化氫等污染物的生成量。同時，在輻射室平流段采用環(huán)流霧化尿素噴射技術(shù)，平流層能形成穩(wěn)定的氣幕，尿素自身或其分解產(chǎn)生的氨氣都會與氮氧化物和氧氣反應(yīng)生產(chǎn)無害的氮?dú)?、二氧化碳和水。氨氣還可以和煙氣中酸性物質(zhì)反應(yīng)，附著在煙塵上通過旋流的作用沉降在輻射室底部出渣口，定期排除。這樣解吸系統(tǒng)完成了煙氣中大分子有害物質(zhì)的分解和吸收，為后續(xù)處理提供條件。
[0012]激冷系統(tǒng)。其主要功能是通過布置換熱面，控制煙氣的停留時間，有效防止有害物質(zhì)在低溫段的二次合成，并實現(xiàn)能量的回收。換熱器進(jìn)行合理布置換熱面，使得煙氣快速冷卻，換熱管束采用噴涂技術(shù)，防止酸腐蝕和掛灰，并提高換熱效率。根據(jù)煙氣的熱焓和用戶需求等條件來設(shè)計產(chǎn)生蒸汽量，蒸汽送到分汽缸進(jìn)行多方面熱能利用。換熱管束通過脈沖波除灰，可以在密閉空間收集煙氣冷卻過程的飛灰。換熱面尾端設(shè)計有循環(huán)急冷塔，熱電偶測溫儀表與循環(huán)泵等，排煙溫度設(shè)定后，通過變頻調(diào)節(jié)循環(huán)泵，與熱電偶測溫儀進(jìn)行連鎖控制，達(dá)到數(shù)字化控制的過程，有效防止有毒有害物質(zhì)的二次合成。
[0013]反應(yīng)系統(tǒng)。系統(tǒng)功能包括煙氣的調(diào)溫和脫酸，其主體工藝是:采用排絡(luò)反應(yīng)器+煙氣霧化反應(yīng)+除霧。激冷后的煙氣通過排絡(luò)層進(jìn)入反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行霧化反應(yīng)，排絡(luò)反應(yīng)器使得煙氣均勻分布并能提高反應(yīng)塔內(nèi)反應(yīng)物的飽和度。計量循環(huán)泵把10%濃度的石灰乳溶液加壓與壓縮空氣混合，從反應(yīng)塔頂通過疊螺式分布的霧化器把堿液霧化成70?200um的霧滴，與200°C的煙氣順流反應(yīng)，形成致密的懸流反應(yīng)層，霧化后的石灰乳液迅速氣化，在噴嘴附近形成一個堿性霧滴懸浮的高密度區(qū)域，增加了接觸面積和反應(yīng)時間，煙氣中的N0X、SOx和HCl等酸性物質(zhì)通過此區(qū)域時發(fā)生中和反應(yīng)，反應(yīng)后的煙氣夾帶著反應(yīng)產(chǎn)物隨煙氣通過氣氣換熱除霧過程，除霧過程是反應(yīng)塔脫酸和除塵的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，起到煙氣的脫水脫鹽和除塵等多方面功效。
[0014]吸附系統(tǒng)。系統(tǒng)對脫酸和除濕后的煙氣進(jìn)行兩級過濾，包括粗濾和細(xì)濾。采用不同的濾料布置工藝是解決煙氣環(huán)保達(dá)標(biāo)等級的核心所在，既要減少煙氣的阻力，同時要保證有害物質(zhì)的隔離。粗濾過程的復(fù)合濾料主要采用稀土陶瓷和絲網(wǎng)波板式填料等組成，具有高比表面積的特性，同時易于修復(fù)利用，煙氣細(xì)濾模塊是脈沖袋式除塵和活性炭纖維吸附組成，布袋表面采用覆膜PPS，提高透氣性以便于維護(hù)，煙氣中殘余二噁英和重金屬汞、鎘、鉛等有害物質(zhì)通過活性炭吸附層凈化使得煙氣環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。除塵系統(tǒng)排出的飛灰采用水泥固化處理后填埋，以防止二次污染。
[0015]監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的智能中樞，其主要功能是對各個功能系統(tǒng)進(jìn)行控制、輔助系統(tǒng)調(diào)節(jié)和系統(tǒng)安全的報警與防護(hù)。本系統(tǒng)由煙氣連續(xù)檢測儀、PLC組態(tài)系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、檢測儀表組等構(gòu)成；含油污泥熱解煙氣采用解吸、換熱、激冷、反應(yīng)和過濾吸附處理以及煙氣控制等各個環(huán)節(jié)都進(jìn)行實時監(jiān)控，它的具體功能為數(shù)據(jù)的采集、系統(tǒng)控制、凈化調(diào)節(jié)、系統(tǒng)監(jiān)測等過程以及系統(tǒng)安全報警與防護(hù)。其主要由以下幾個子系統(tǒng)構(gòu)成:
[0016]1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。采集的數(shù)據(jù)主要有解吸溫度；換熱器進(jìn)出口壓差和溫度；蒸汽壓力、溫度、流量；給水溫度、流量；反應(yīng)塔進(jìn)出口壓差和溫度；排煙溫度；煙氣流量；煙氣中一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物和煙塵等含量(在線檢測)；引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流等。將這些數(shù)據(jù)上傳智能模塊，通過應(yīng)用程序?qū)崟r傳送到監(jiān)控機(jī)，為控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)一步數(shù)據(jù)連接。
[0017]2、控制系統(tǒng)。主要進(jìn)行的控制有熱解煙氣流速和系統(tǒng)壓力控制；換熱系統(tǒng)溫度和液位控制；加藥系統(tǒng)流量和壓力控制；煙氣濾過差壓控制；安全消防控制等。通過該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)反饋和數(shù)據(jù)執(zhí)行確保整個熱解煙氣凈化過程的正常運(yùn)行，達(dá)到人機(jī)交互中智能管理的效果。
[0018]3、調(diào)節(jié)系統(tǒng)。包括溫度調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)和多層凈化調(diào)節(jié)。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)煙氣凈化機(jī)理，在不同區(qū)間進(jìn)行控溫措施，自動調(diào)節(jié)解吸系統(tǒng)的煙氣流量和供風(fēng)量。為了防止因煙氣熱值的變化造成解吸過載，設(shè)置了超限自動保護(hù)和報警功能。根據(jù)反應(yīng)塔進(jìn)出口煙氣的溫度和尾氣中的酸性有害物質(zhì)的含量調(diào)節(jié)堿液流量，以保證尾氣排放達(dá)標(biāo)，當(dāng)排放有害物質(zhì)超標(biāo)時，系統(tǒng)將自動記錄、打印和報警，為將來尾氣處理提供數(shù)據(jù)。
[0019]4、監(jiān)測系統(tǒng)。對系統(tǒng)運(yùn)行過程進(jìn)行可視化操作，直觀了解系統(tǒng)運(yùn)行的動態(tài)過程，同時對解吸過程、換熱過程、霧化反應(yīng)過程、污染物檢測等進(jìn)行實時監(jiān)視，并遠(yuǎn)程視屏聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)疆?dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測總站，完成可視化監(jiān)控的環(huán)保要求。
【權(quán)利要求】
1.一種對油田含油污泥熱解煙氣進(jìn)行綜合處理處置的裝置系統(tǒng)，其組成如下:解吸系統(tǒng)，激冷系統(tǒng)，反應(yīng)系統(tǒng)，吸附系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。 解吸系統(tǒng):由湍流輻射室、加藥裝置、空壓站和點火助燃器構(gòu)成； 激冷系統(tǒng):由煙道換熱器、急冷塔、軟化水站、防爆器構(gòu)成； 反應(yīng)系統(tǒng):由反應(yīng)塔、換熱器、加藥系統(tǒng)和排絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成； 吸附系統(tǒng):由復(fù)合過濾系統(tǒng)、袋式除塵器和除霧器等構(gòu)成； 監(jiān)控系統(tǒng):由煙氣連續(xù)檢測儀、PLC組態(tài)系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、檢測儀表組等構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對油田含油污泥熱解煙氣進(jìn)行資源化回收和無害化處置的工藝流程，其特征是:熱解煙氣以混繞湍流方式進(jìn)入輻射室，利用高壓低流量的壓縮空氣使煙氣局部富氧燃燒，煙氣進(jìn)入平流層后噴入環(huán)流霧化藥劑吸收高溫分解后的酸性物質(zhì)。燃盡的煙氣通過控制煙氣的停留時間和有效換熱面進(jìn)行熱能回收，這樣，有效防止有害物質(zhì)在低溫段的二次合成的同時實現(xiàn)熱能利用。降溫后的煙氣通過排絡(luò)層進(jìn)入反應(yīng)塔內(nèi)，起到提高煙氣均勻分布和反應(yīng)塔內(nèi)反應(yīng)物的飽和度作用，在反應(yīng)塔內(nèi)與霧化的藥劑充分發(fā)生霧化中和反應(yīng)后，吸附系統(tǒng)調(diào)整煙氣溫度和除去煙氣中水份后進(jìn)行煙氣兩級過濾，采用稀土陶瓷和網(wǎng)式波紋板復(fù)合過濾層完成粗濾，煙氣最后經(jīng)袋式過濾和活性碳纖維氈組合的細(xì)濾模塊進(jìn)入排空煙囪，最終解決煙氣完全環(huán)保達(dá)標(biāo)排放要求。整個系統(tǒng)流程采用PLC組態(tài)系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控，起到控制調(diào)節(jié)和系統(tǒng)安全的報警與防護(hù)功能，并對監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行可視化遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實時傳輸，供環(huán)保部門監(jiān)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求 2所述的油田含油污泥熱解煙氣處理系統(tǒng)的工藝流程，其特征是:含油污泥熱解煙氣凈化過程采用高溫解吸、激冷霧化反應(yīng)、調(diào)溫兩級過濾吸附的工藝。在密閉的微負(fù)壓的空間完成了污染物的分解，吸收和過濾的三個過程，通過PLC控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)、控制和監(jiān)測污染物的動態(tài)變化趨勢，實現(xiàn)煙氣的安全環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。
【文檔編號】B01D53/68GK104014234SQ201310062936
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】張俊林, 金喆 申請人:華油惠博普科技股份有限公司, 張俊林