本发明涉及油气钻探开采过程中产生的废弃油基泥浆的无害化处理技术领域,具体涉及一种用于废弃油基泥浆无害化处理的装置及工艺。
背景技术:
目前在油气钻探开发过程中,对深井、超深井、水平井及页岩气的开采过程中油基泥浆被广泛应用。油基泥浆中含有大量的矿物油类的基油,包括柴油、白油或其它合成矿物油等。钻井过程中随着泥浆循环,产生大量的废弃油基泥浆及含油钻屑,单井产量约为400m3-800m3。废弃油基泥浆是钻井液、岩屑和污油的混合物,是一种相当稳定的胶态悬浮体系,含有大量的化学处理剂、污油及岩屑等,石油类、盐类、重金属等主要污染物,其中有机物来源于调制钻井液的基础油和各类有机添加剂,主要成分为烷烃、多环芳烃、苯系物和烯烃。
2016年,我国颁布了新的《危险废物名录》,其中在“hw08废矿物油与含矿物油废物”中,明确规定“以矿物油为连续相配置钻井泥浆用于石油开采产生的废弃钻井泥浆”(071-002-08),“以矿物油为连续相配置钻井泥浆用于天然气开采所产生的废弃钻井泥浆”(072-001-08)为危险废物,须按照危险废物管理办法,进行收集、储存、包装、运输、处置。
目前废油基钻井液主要的处理方法有:热解法、焚烧法、常规萃取法、超临界co2萃取法、化学热洗-机械脱水法、微生物法等。其中,热解法操作温度高、消耗热量大、能耗高、设备投资大。焚烧法由于温度高无法回收昂贵的油基和主乳、辅乳等泥浆添加剂,造成大量的资源浪费,同时燃烧排放的烟气中含有含硫化物、重金属和二噁英,二次污染严重。四川、重庆等地环保部门明确规定不允许采用焚烧法处理废弃油基泥浆。萃取法具有萃取剂价格高,需增加萃取剂回收设备,设备投资大,工艺过程控制复杂等缺点。超临界co2萃取法目前只能间歇式作业且处于实验室研发阶段、热解过程中的高温会使重质烃类发生缩合结焦,油损失大,同时温度过高容易破坏钻井液中化学添加剂的性能,使其不能再循环利用。生物法由于油基泥浆中含有多环芳烃等难以生物降解的有机物,致使生物降解的难度和环境风险大,且耗时长。
因此,针对油气钻探开采过程中产生的废弃油基泥浆,急需开发技术合理、不产生二次污染、经济有效的方法进行无害化处理,使其达到日益严格的环保要求。
技术实现要素:
本发明提供一种基于水热氧化技术的连续式的废弃油基泥浆无害化处理装置,解决目前既有处理方法易产生二次污染(如焚烧法)、耗能大(热解法,易发生气体泄漏)、周期长(微生物法)、无法连续生产(超临界co2萃取)、大量使用化学药剂(化学热洗法)等问题。
一方面,本发明提供一种废弃油基泥浆无害化处理装置,其特征在于:包括依次通过管道连接的进料研磨装置1、均质罐2、砂浆泵3、细研磨装置4、泥浆中间储罐5、高压泥浆泵6、压力调控系统7、换热器8、辅助加热器9、水热解氧化反应器10、离心机11、储水罐12和水泵13;所述水热解氧化反应器10的出料口连接所述换热器8的热料入口,所述换热器8的热料出口连接所述离心机11的进料口;所述水泵13的出水口连接所述均质罐2的进水口;所述水热解氧化反应器10包括水热解段和水氧化段;所述水热解段包括至少一个管式反应器,所述水氧化段包括至少一个管式反应器;所述水氧化段的起始端设有氧化剂入口14;还包括氧化剂制造装置15;所述氧化剂入口14通过管道连接所述氧化剂制造装置15。
本发明的无害化处理装置,可分为预处理单元(进料研磨装置1、均质罐2、砂浆泵3、细研磨装置4)、温度和压力调控单元(压力调控系统7、辅助加热器9)、水热解氧化处理单元(水热解氧化反应器10)、氧化剂制造单元(氧化剂制造装置15)和热量回收单元(换热器8)。该装置利用水热氧化技术对废弃油基泥浆(钻屑)进行连续式处理,其工作原理如下:
泥浆预处理:经随钻泥浆回收系统回收后产生的废弃油基泥浆固相,经所述进料研磨装置1粉碎、研磨后,进入均质罐2中加水(可以为钻井过程中产生的污水)均质。均质后的物料通过砂浆泵3输送至细研磨装置4中,进一步将颗粒研磨得更细,得到预处理泥浆,进入泥浆中间储罐5中。然后通过高压泥浆泵6将预处理泥浆输送至压力调控系统7中调节压力。
泥浆加热:初始启动时,通过辅助加热器9加热泥浆。运行稳定后,通过换热器8加热泥浆,并通过辅助加热器9补充经换热器加热后不足的热量,得到预热泥浆。
水热氧化反应:预热泥浆进入具有一定温度(150~300℃)和压力(5~20mpa)的水热解氧化反应器10中。水热解氧化反应器10包括水热解段和水热氧化段两个部分。水热解段的主要功能包括:(1)溶解固相颗粒表面的有机物,(2)将大分子有机物转化为小分子有机物,和(3)稳定固化重金属。水热氧化段在加入氧化剂(优选通入氧气或富氧空气)的条件下,对溶入水中的有机物进行氧化分解并产生大量的热量。
热量回收:经水热氧化段氧化后的物料进入换热器8中,热量经换热器8回收,用于加热预处理泥浆。本发明利用水热氧化反应放出的热量加热水热解氧化反应器10的进口物料,实现了热量平衡。整个处理装置在正常运行过程中不需要额外增加热源,降低了工艺运行成本。
固液分离:氧化后的物料经换热器8回收热量后,进入离心机11中进行固液分离,分离的水进入储水罐12并通过水泵13输送至均质罐2中。
本发明首次采用水热解氧化反应器10在较低的温度(120~300℃)下对预处理后的油基泥浆进行水热解氧化。水在150~300℃的温度和5~20mpa的压力条件下,称之为近临界水或亚临界水(水的临界状态:温度大于374℃,压力大于22mpa),水在近临界状态具有一些比常温常压水更优良的性质,其电离常数大和介电常数小的特点使其具备了酸碱催化功能和溶解有机物的特性。这些特性使得亚临界水既可以作为有机化学反应的催化剂,又可以作为反应物和溶剂。在水热解阶段,油基泥浆(油基钻屑)中的有机物,主要是烷烃、环氧烷烃、多环芳烃(笨系物及其衍生物)、醛类等组成的大分子有机物,被转化为小分子的有机物并溶入亚临界水中;与此同时,部分有机物经过无氧热解会生成有机碳,残留在固体颗粒表面,从而增强了重金属的稳定固化作用。在水热氧化阶段,水热解后的物料在加入氧化剂(例如,通入氧气或富氧空气)的条件下进行水热氧化反应,将物料中的有机成分(主要溶入亚临界水中)转化为水和二氧化碳,同时释放出大量热量。
在本发明的优选实施例中,所述管式反应器包括管体16和搅拌装置17;所述管体16的两端分别设有进料口和出料口;所述水热解段末端的管式反应器的出料口连接所述水氧化段起始端的管式反应器的进料口;所述氧化剂入口14设置在所述水氧化段起始端的管式反应器的进料口附近。
所述水热解氧化反应器10,可根据所要处理的物料量和物料的性质分别设置水热解段和水热氧化段的反应时间或反应器的体积。所述水热解段和水热氧化段优选采用带有搅拌装置的管式反应器,以增强物料在反应器内的传热以及物料与富氧空气的传质效果,方便实现连续式运行及便于采用分点供氧的方式,节约了氧气的用量。
在本发明的一些实施例中,所述搅拌装置17包括伸入所述管体16内的搅拌轴18,所述搅拌轴18上均匀地设置有减半桨叶19。
在本发明的优选实施例中,所述水热解段包括两个或两个以上管式反应器,所述水氧化段包括两个或两个以上管式反应器;所述两个或两个以上管式反应器通过所述管体16两端的进料口和出料口首尾连接。
在本发明的一些实施例中,所述细研磨装置4的出料口分别连接所述泥浆中间储罐5和所述均质罐2;所述离心机11上设有进料口、出水口和固相排放口,所述离心机11的出水口连接所述储水罐12。
在本发明的优选实施例中,所述换热器8为套管式换热器;所述氧化剂制造装置15为富氧空气制造装置。根据水热解氧化反应器10的出口物料含有固相的特点,热量回收优选采用能够承受一定压力和温度的套管式换热器。套管式换热器是管式换热器的一种,是用两种尺寸不同的标准管连接而成同心圆套管,外面的叫壳程,内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。所述套管式换热器的管程两端分别设置冷料入口和冷料出口,壳程两端分别设置热料入口和热料出口。所述冷料入口和冷料出口分别连接所述压力调控系统7和所述辅助加热器9;所述热料入口和热料出口分别连接所述水热解氧化反应器10和所述离心机11。所述氧化剂制造装置15,优选采用富氧空气制造设备生产的富氧空气(氧气含量为90~95%)作为无害化处理工艺用的氧化剂。
在本发明的优选实施例中,所述废弃油基泥浆无害化处理装置为撬装式的。具体地,将本发明的无害化处理装置的各功能组件集成于一个整体底座上,可以整体安装和移动,现场安装工作量少,只需完成接口管道及外部电气的连接就可以工作。
本发明的撬装式的基于水热氧化技术的连续式的废弃油基泥浆无害化处理装置,为油基泥浆无害化处理提供了清晰的可实施的工艺路线,适合于单井或集中建站处理以及陆上与海上钻井平台使用。
任一所述的装置在废弃油基泥浆无害化处理中的应用也属于本发明的保护范围。
另一方面,本发明还提供一种废弃油基泥浆无害化处理工艺,其特征在于,采用任一所述的装置处理废弃油基泥浆,包括如下步骤:
s1.预处理:回收油基泥浆的固相,对泥浆固相进行粗研磨、加水均质和细研磨,得到预处理泥浆;
s2.加热:初始运行时,通过辅助加热器9加热所述预处理泥浆;运行稳定后,通过换热器8加热所述预处理泥浆,得到预热泥浆;
s3.水热氧化反应:所述预热泥浆进入水热解氧化反应器10的水热解段中,在150~350℃的温度下、5~20mpa的压力下进行热解;热解产物随后进入水热解氧化反应器10的水热氧化段中,通过氧化剂制造装置15向水热氧化段中通入氧化剂,在150~350℃的温度下、5~20mpa的压力下进行氧化反应,得到氧化产物;
s4.热量回收:所述氧化产物通过换热器8对预处理泥浆进行加热;
s5.固液分离:换热后的氧化产物进入离心机11中进行固液分离,分离的水进入储水罐12并通过水泵13输送至均质罐2中。
在本发明的优选实施例中,所述步骤s1中,泥浆固相进入进料研磨装置1,被研磨成粒径小于5mm的颗粒;然后进入均质罐2中,加水调节为含液率87-90%的泥浆,充分搅拌均匀;然后通过砂浆泵3输送至细研磨装置4中,进一步研磨成粒径小于1mm的颗粒;经过细研磨的泥浆,一部分回到均质罐2中,另一部分进入泥浆中间储罐5。
在本发明的优选实施例中,所述步骤s2中,当换热器8提供的热量不足时,使用辅助加热器9补充热量,将预处理泥浆加热至250~300℃;所述步骤s3中,保持水热解段的压力为10~20mpa,使泥浆在水热解段停留30-60分钟,得到热解产物;保持水热氧化段的压力为10~20mpa,通入氧气或富氧空气,保持过氧系数为1.2-2.0,使热解产物在水热氧化段停留30-60分钟,得到氧化产物。
本发明的无害化处理工艺,包括泥浆预处理、泥浆加热、水热氧化反应、热量回收和固液分离的步骤。在预处理阶段,将油基泥浆(油基钻屑)甩干泥浆回收后产生的固相进行粗研磨、加水均质(优选得到含液率90%的泥浆)、细研磨,得到颗粒细小(粒径优选为1mm以下)的泥浆。在加热阶段,初始启动时,采用辅助加热器9加热预处理后的泥浆;运行稳定后,通过换热器8加热预处理后的泥浆,使泥浆温度升高为250~300℃,得到预热泥浆。在水热氧化阶段,预热泥浆首先进入水热解氧化反应器10的水热解段,将物料颗粒表面的有机物溶入亚临界水(在高温高压的条件下,将水加热到沸点以上,临界点以下,并控制系统的压力使水保持液态,该状态下的水称之为临界水)中的大分子有机物转化为小分子有机物,同时稳定固化重金属;热解后的物料紧接着进入水热解氧化反应器10的水热氧化段,水热氧化过程在通入氧化剂(优选氧气或富氧空气)的条件下,在水的亚临界状态下将水中的有机物转化为水和二氧化碳同时产生大量的热量。氧化过程产生的热量通过换热器8换热,使预处理后的泥浆在进入水热解氧化反应器10之前升温至250~300℃。
与现有的处理工艺相比,本发明的工艺具有以下优势:
(1)整个反应在密闭的反应器中进行且反应的介质为亚临界水,因此不会像传统焚烧法产生气体污染和传统热解法产生气体泄漏。
(2)设置水热解段有利于后续氧化反应的快速进行,同时可起到稳定固化重金属的作用(而传统焚烧法需要添加固化剂)。
(3)直接回收利用水热氧化反应放出的大量热量,可实现整个系统的热量平衡,运行稳定后不需要外加热源,降低了运行成本。而传统的热解法需要持续供热(例如,燃油、燃气或电磁加热)以保持很高的温度(500~650℃)。
(4)采用低温运行,运行温度一般为150~350℃,传统的热解炉采用高温运行,一般为500~650℃。
(5)可同时处理井场产生的污水,整个处理工艺不需要添加任何化学药剂,实现绿色生产。
附图说明
图1:本发明典型实施例中的废弃油基泥浆无害化处理装置;
图2:本发明典型实施例中的管式水热解氧化反应器;
附图标记:1-进料研磨装置、2-均质罐、3-砂浆泵、4-细研磨装置、5-泥浆中间储罐、6-高压泥浆泵、7-压力调控系统、8-换热器、9-辅助加热器、10-水热解氧化反应器(a b段为水热解段,c d段为水热氧化段)、11-离心机、12-储水罐、13-水泵、14-氧化剂入口、15-氧化剂制造装置、16-管体、17-搅拌装置、18-搅拌轴、19-减半桨叶。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明进行详细说明。下述实施例仅作为对本发明的解释和说明,不用于限制本发明的保护范围。
如图1所示,本发明提供的废弃油基泥浆无害化处理装置,包括依次通过管道连接的进料研磨装置1、均质罐2、砂浆泵3、细研磨装置4、泥浆中间储罐5、高压泥浆泵6、压力调控系统7、换热器8、辅助加热器9、水热解氧化反应器10、离心机11、储水罐12和水泵13;所述水热解氧化反应器10的出料口连接所述换热器8的热料入口,所述换热器8的热料出口连接所述离心机11的进料口;所述水泵13的出水口连接所述均质罐2的进水口;所述水热解氧化反应器10包括水热解段和水氧化段;所述水热解段包括至少一个管式反应器,所述水氧化段包括至少一个管式反应器;所述水氧化段的起始端设有氧化剂入口14;还包括氧化剂制造装置15;所述氧化剂入口14通过管道连接所述氧化剂制造装置15。
在本发明的优选实施例中,所述管式反应器包括管体16和搅拌装置17;所述管体16的两端分别设有进料口和出料口;所述水热解段末端的管式反应器的出料口连接所述水氧化段起始端的管式反应器的进料口;所述氧化剂入口14设置在所述水氧化段起始端的管式反应器的进料口附近。
在本发明的一些实施例中,所述搅拌装置17包括伸入所述管体16内的搅拌轴18,所述搅拌轴上均匀地设置有减半桨叶19。
在本发明的一些实施例中,所述水热解段包括两个或两个以上管式反应器,所述水氧化段包括两个或两个以上管式反应器;所述两个或两个以上管式反应器通过所述管体16两端的进料口和出料口首尾连接。
在本发明的一些实施例中,所述细研磨装置4的出料口分别连接所述泥浆中间储罐5和所述均质罐2;所述离心机11上设有进料口、出水口和固相排放口,所述离心机11的出水口连接所述储水罐12。
在本发明的优选实施例中,所述换热器8为套管式换热器;所述氧化剂制造装置15为富氧空气制造装置。
在本发明的优选实施例中,所述废弃油基泥浆无害化处理装置为撬装式的。
在本发明的一些实施例中,废弃油基泥浆无害化处理装置包括:进料研磨装置1,均质罐2,砂浆泵3,细研磨装置4,泥浆中间储罐5,高压泥浆泵6,压力调控系统7、换热器8,辅助加热器9、水热解氧化反应器10,富氧空气制造装置,离心机11,储水罐12和水泵13。钻井产生的油基泥浆经随钻泥浆回收系统回收后产生的废弃油基泥浆进入进料研磨装置1,将大的颗粒或岩屑粉碎研磨后进入均质罐2,并添加一定的水(可以是钻井井场产生的污水)进行均质。均质后的泥浆用砂浆泵3,经细研磨装置4再一次进行研磨后,部分循环到均质罐2,部分进入泥浆中间储罐5,后经高压泥浆泵6加压送至压力调控系统7中,然后通过换热器8和辅助加热器9加热,升温后进入水热解氧化反应器10。如图1所示,所述水热解氧化反应器10中,a b段为水热解段,c d段为水热氧化段,并且在c d段通入富氧空气制造装置产生的富氧空气。可根据需要处理的物料量适当增加水热解段(a b)和水热氧化段(c d)。在水热解氧化反应器10中,作为反应介质的水处于亚临界状态(温度:120~350℃和压力:5~20mpa)。使水热解段和水热氧化段的水处于亚临界状态的目的是减少对设备腐蚀、降低设备造价和运行成本。设置水热解段目的是将物料中的大分子有机物转化为小分子有机物,同时起到稳定固化重金属的作用;设置水热氧化段的目的是将小分子有机物快速转化为水和二氧化碳。经水热解氧化反应器10充分反应的热物料进入换热器8,用于加热进口物料,换热器8出来的物料经离心机11固液分离,分离出来的固相为达到国家相关标准的普通物料,分离出来的水进入储水罐12,经水泵13加压进入均质罐2,进行循环利用。
本发明提供的废弃油基泥浆无害化处理工艺,采用本发明任一所述的无害化处理装置处理废弃油基泥浆,包括如下步骤:
s1.预处理:回收油基泥浆的固相,对泥浆固相进行粗研磨、加水均质和细研磨,得到预处理泥浆;
s2.加热:初始运行时,通过辅助加热器9加热所述预处理泥浆;运行稳定后,通过换热器8加热所述预处理泥浆,得到预热泥浆;
s3.水热氧化反应:所述预热泥浆进入水热解氧化反应器10的水热解段中,在150~350℃的温度下、5~20mpa的压力下进行热解;热解产物随后进入水热解氧化反应器10的水热氧化段中,通过氧化剂制造装置15向水热氧化段中通入氧化剂,在150~350℃的温度下、5~20mpa的压力下进行氧化反应,得到氧化产物;
s4.热量回收:所述氧化产物通过换热器8对预处理泥浆进行加热;
s5.固液分离:换热后的氧化产物进入离心机11中进行固液分离,分离的水进入储水罐12并通过水泵13输送至均质罐2中。
在本发明的优选实施例中,所述步骤s1中,泥浆固相进入进料研磨装置1,被研磨成粒径小于5mm的颗粒;然后进入均质罐2中,加水调节为含液率87-90%的泥浆,充分搅拌均匀;然后通过砂浆泵3输送至细研磨装置4中,进一步研磨成粒径小于1mm的颗粒;经过细研磨的泥浆,一部分回到均质罐2中,另一部分进入泥浆中间储罐5。
在本发明的优选实施例中,所述步骤s2中,当换热器8提供的热量不足时,使用辅助加热器9补充热量,将预处理泥浆加热至250~300℃;所述步骤s3中,保持水热解段的压力为10~20mpa,使泥浆在水热解段停留30-60分钟,得到热解产物;保持水热氧化段的压力为10~20mpa,通入氧气或富氧空气,保持过氧系数为1.2-2.0,使热解产物在水热氧化段停留30-60分钟,得到氧化产物。
应用例:
西南某气田钻井产生的柴油基油基泥浆钻井废弃物,经随钻泥浆回收系统(经过振动筛→甩干机→离心机)回收泥浆后产生的废弃油基泥浆的含油量为5%,远大于国家要求的标准(含油量<1%)。废弃油基泥浆中最大的岩屑直径约为3~4cm。采用本发明的废弃油基泥浆无害化处理装置进行处理,步骤如下:
(1)预处理:上述废弃油基泥浆(油基钻屑)经进料系统进入进料研磨装置1,将物料研磨成粒径小于5mm的细颗粒后进入均质罐2内,加入适当的水,调整物料的含液率约为90%,并充分搅拌均匀;搅拌均匀的物料用砂浆泵3增压送至细研磨装置4内,进一步研磨成粒径小于1mm的颗粒,然后一部分重新进入均质罐2,另外一部分进入泥浆中间储罐5。通过高压泥浆泵6加压,使预处理泥浆进入压力调控系统7中,调节压力后进入换热器8中。
(2)加热:初始运行时,通过辅助加热器9加热所述预处理泥浆;运行稳定后,通过换热器8加热所述预处理泥浆,当换热器8提供的热量不足时,使用辅助加热器9进行补充。使预处理后的泥浆升温至250~300℃。
(3)水热解氧化反应:热泥浆进入水热解氧化反应器10中,通过压力调控系统7使反应器的压力保持在10~20mpa;在水热解段停留时间约为30~60分钟,在250℃时,水的介电常数只有27,对有机物的溶解能力大大增强,在水热解段,油基泥浆中的有机组分大部分溶解到水中,其中一部分大分子有机物转化为小分子有机物;在水热氧化段停留时间为30~60分钟,通入富氧空气制造装置产生的富氧空气,过氧系数为1.5,水中的小分子有机组分与氧气发生氧化反应,转化为水和二氧化碳。
(4)热量回收:反应后的物料经换热器8换热,用于加热预处理泥浆。
(5)固液分离:换热后的反应后物料通过离心机11进行固液分离,固相从离心机11的固相排放口排出,水相进入储水罐12中,然后经水泵13输送至均质罐2中循环利用。
经检测,所得固相的含油量约为0.7%,满足小于1%的国家标准。
1.一种废弃油基泥浆无害化处理装置,其特征在于:包括依次通过管道连接的进料研磨装置(1)、均质罐(2)、砂浆泵(3)、细研磨装置(4)、泥浆中间储罐(5)、高压泥浆泵(6)、压力调控系统(7)、换热器(8)、辅助加热器(9)、水热解氧化反应器(10)、离心机(11)、储水罐(12)和水泵(13);
所述水热解氧化反应器(10)的出料口连接所述换热器(8)的热料入口,所述换热器(8)的热料出口连接所述离心机(11)的进料口;所述水泵(13)的出水口连接所述均质罐(2)的进水口;
所述水热解氧化反应器(10)包括水热解段和水氧化段;所述水热解段包括至少一个管式反应器,所述水氧化段包括至少一个管式反应器;所述水氧化段的起始端设有氧化剂入口(14);
还包括氧化剂制造装置(15);所述氧化剂入口(14)通过管道连接所述氧化剂制造装置(15)。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述管式反应器包括管体(16)和搅拌装置(17);所述管体(16)的两端分别设有进料口和出料口;所述水热解段末端的管式反应器的出料口连接所述水氧化段起始端的管式反应器的进料口;所述氧化剂入口(14)设置在所述水氧化段起始端的管式反应器的进料口附近;
优选地,所述搅拌装置(17)包括伸入所述管体(16)内的搅拌轴(18),所述搅拌轴(18)上均匀地设置有减半桨叶(19)。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于:所述水热解段包括两个或两个以上管式反应器,所述水氧化段包括两个或两个以上管式反应器;所述两个或两个以上管式反应器通过所述管体(16)两端的进料口和出料口首尾连接。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述细研磨装置(4)的出料口分别连接所述泥浆中间储罐(5)和所述均质罐(2);所述离心机(11)上设有进料口、出水口和固相排放口,所述离心机(11)的出水口连接所述储水罐(12)。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述换热器(8)为套管式换热器;所述氧化剂制造装置(15)为富氧空气制造装置。
6.根据权利要求1-5任一所述的装置,其特征在于:所述废弃油基泥浆无害化处理装置为撬装式的。
7.权利要求1-6任一所述的装置在废弃油基泥浆无害化处理中的应用。
8.一种废弃油基泥浆无害化处理工艺,其特征在于,采用权利要求1-6任一所述的装置处理废弃油基泥浆,包括如下步骤:
s1.预处理:回收油基泥浆的固相,对泥浆固相进行粗研磨、加水均质和细研磨,得到预处理泥浆;
s2.加热:初始运行时,通过辅助加热器加热所述预处理泥浆;运行稳定后,通过换热器加热所述预处理泥浆,得到预热泥浆;
s3.水热氧化反应:所述预热泥浆进入水热解氧化反应器的水热解段中,在150~350℃的温度下、5~20mpa的压力下进行热解;热解产物随后进入水热解氧化反应器的水热氧化段中,通过氧化剂制造装置向水热氧化段中通入氧化剂,在150~350℃的温度下、5~20mpa的压力下进行氧化反应,得到氧化产物;
s4.热量回收:所述氧化产物通过换热器对预处理泥浆进行加热;
s5.固液分离:换热后的氧化产物进入离心机中进行固液分离,分离的水进入储水罐并通过水泵输送至均质罐中。
9.根据权利要求8所述的工艺,其特征在于:
所述步骤s1中,泥浆固相进入进料研磨装置,被研磨成粒径小于5mm的颗粒;然后进入均质罐中,加水调节为含液率87-90%的泥浆,充分搅拌均匀;然后通过砂浆泵输送至细研磨装置中,进一步研磨成粒径小于1mm的颗粒;经过细研磨的泥浆,一部分回到均质罐中,另一部分进入泥浆中间储罐。
10.根据权利要求8或9所述的工艺,其特征在于:
所述步骤s2中,当换热器提供的热量不足时,使用辅助加热器补充热量,将预处理泥浆加热至250~300℃;
所述步骤s3中,保持水热解段的压力为10~20mpa,使泥浆在水热解段停留30-60分钟,得到热解产物;保持水热氧化段的压力为10~20mpa,通入氧气或富氧空气,保持过氧系数为1.2-2.0,使热解产物在水热氧化段停留30-60分钟,得到氧化产物。
技术总结