高含水率油泥处理装置和方法

本发明涉及废物处理，尤其涉及一种高含水率油泥处理装置和方法。

背景技术：

1、石油开采和储藏过程中会产生大量的含水油泥，这些油泥的含水率较高，可达90％～95％。目前上述油泥的主要处理方式是加絮凝剂、分离、脱水后形成含水率80％～85％左右的含水油泥，之后进入回转炉燃烧处理。上述工艺流程复杂，设备成本高，且分离后的污水仍需进行处理。脱水过程使用的是电能，它属于高品位的二次能源，用在污泥脱水过程属于浪费。如果采用燃烧的方式蒸发掉水分、处理掉油泥，利用回热装置回收烟气中的热量(尤其是水蒸汽的潜热)，在处理污泥的过程中减少了能源的消耗。

2、中国专利公开号cn111826192b公开了一种油泥萃取单元、油泥萃取组件、油泥处理装置及油泥处理方法，油泥萃取单元包括萃取搅拌罐和第一机械脱水装置，萃取搅拌罐具有下端相互连通的搅拌区和静置分层区，萃取搅拌罐上端具有与其搅拌区连通的油泥入口和溶剂入口，萃取搅拌罐的搅拌区用以将溶剂和油泥混合，萃取搅拌罐的静置分层区用以将混合均匀后的溶剂和油泥分层为由上向下依次分布的萃取相层、水层和泥沙层，萃取搅拌罐上具有与其静置分层区下端连通的泥沙出口，其侧壁上设有与其静置分层区连通的萃取相出口和水位调节口；第一机械脱水装置的泥沙入口与萃取搅拌罐的泥沙出口连通，且二者连通处设有第一阀门，其结构简单，经济环保，除油效率高，可以小型化；由此可见，该发明未考虑由于工艺流程复杂和分离后的污水仍需再次处理造成设备成本高和能源消耗大的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种高含水率油泥处理装置和方法，用以克服现有技术中由于油泥处理方法流程复杂造成的设备成本高的问题。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供一种高含水率油泥处理装置和方法，包括雾化喷嘴、燃烧器、燃烧室、高温换热器、旋风分离器、低温换热器、烟气处理单元和智能调控单元；

3、所述雾化喷嘴位于所述燃烧室的顶部中心处，用以将高含水率的油泥雾化为泥雾后通入燃烧室中；

4、所述燃烧器包括第一燃烧器和第二燃烧器，所述第一燃烧器和所述第二燃烧器分别位于燃烧室顶部的所述雾化喷嘴的两侧，用以产生燃烧泥雾的火焰；

5、所述燃烧室的底部设置有出料口，用以将泥雾燃尽产生的烟气和灰渣排出燃烧室；

6、所述高温换热器与所述出料口相连，用以吸收烟气中的热量并使用烟气热量加热高温换热器中的热交换对象；

7、所述旋风分离器与所述高温换热器相连，用以分离所述灰渣；

8、所述低温换热器两端分别与所述旋风分离器和所述燃烧器的进气口相连，用以回收水蒸汽中的气化潜热，凝结和排放在所述燃烧室中蒸发的泥雾中的水，和，预热所述燃烧器燃烧所需要的空气；

9、所述烟气处理单元与所述低温换热器相连，用以脱除泥雾中含硫物质燃烧产生的二氧化硫；

10、所述智能调控单元，其分别与所述雾化喷嘴、所述燃烧器、所述燃烧室、所述高温换热器、所述旋风分离器、所述低温换热器和所述烟气处理单元相连，用以根据所述雾化喷嘴中雾化气和油泥的气液质量比确定雾化气流量和油泥流量，根据燃烧器的功率和燃烧室的温度确定向雾化喷嘴通入雾化气和油泥的时间，以及，根据高温换热器中进行热交换对象的需求确定雾化喷嘴的参数；

11、其中，所述出料口，所述高温换热器，所述旋风分离器，所述低温换热器和所述烟气处理单元均依次通过管道连接；

12、所述油泥的含水率大于等于90％，所述雾化喷嘴的参数包括雾化喷嘴的流量。

13、进一步地，燃烧室下部靠近所述出料口位置设置有第一一氧化碳含量检测器和第一二氧化碳含量检测器。

14、进一步地，雾化喷嘴为气动雾化喷嘴，所述喷嘴包括压缩雾化气的气体进气口、油泥进入口和泥雾出口；

15、所述气体进气口设置有监测雾化气流量的气流传感器和监测雾化气压力的压力传感器，所述油泥进入口设置有检测油泥流量的流量传感器；

16、所述智能调控单元根据雾化气与油泥的气液质量比和泥雾出口流量确定油泥流量和雾化气流量；

17、其中，所述雾化气为包含氧气的混合气。

18、进一步地，智能调控单元根据在所述出料口位置检测的一氧化碳含量和二氧化碳含量确定泥雾流量的调整方式。

19、进一步地，低温换热器的燃尽气体管道中设置有第二一氧化碳含量检测器和第二二氧化碳含量检测器，所述低温换热器的燃尽气体管道与所述燃烧器的空气进气口通过第一排气管道相连，并且第一排气管道中设置有用以控制管道中气体通过的开关阀；

20、所述智能调控单元根据低温换热器的燃尽气体管道中的一氧化碳含量确定所述开关阀的工作状态。

21、另一方面，本发明还提供一种高含水率油泥处理方法，包括：

22、步骤s1，将燃料和空气通入所述燃烧器中预热高含水率油泥处理装置；

23、步骤s2，向雾化喷嘴通入雾化气；

24、步骤s3，根据燃烧室温度确定向雾化喷嘴通入油泥的开始时间，并将雾化后油泥泥雾通入燃烧室中燃烧；

25、步骤s4，通过抽气泵将泥雾燃烧生成的烟气和灰渣以设定的单位通气量流向出料口进入高温换热器，并利用烟气中的热量加热高温换热器中的热交换对象；

26、步骤s6，烟气通过旋风分离器进入低温换热器，被烟气裹挟的灰渣滞留在旋风分离器中；

27、步骤s7，烟气中的水蒸汽在低温换热器中凝结后通入烟气处理装置；

28、步骤s8，对烟气进行除尘和脱硫后收集或排入大气。

29、进一步地，在步骤s2中，根据燃烧器功率确定雾化气开始通入所述雾化喷嘴的时间。

30、进一步地，在步骤s3中，根据所述燃烧室温度的稳定度确定是否开始通入油泥；

31、当燃烧室温度的稳定度大于等于稳定度参考值时，开始通入油泥。

32、进一步地，在步骤s3中，根据燃烧室预设时间内的温度波动值确定所述稳定度：

33、所述稳定度与燃烧室预设时间内的温度波动值成反比。

34、进一步地，根据灰渣粒径确定进入所述旋风分离器的导流装置的气流速度，气流速度v由以下公式计算：

35、其中，c为气流常数，ρ1为灰渣的密度，ρ2为进入导流装置气体的密度，g为重力加速度，d为灰渣等效直径。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的装置和方法可以一次性将油泥处理完毕，省去了分离、脱水、输送等工艺，还能二次利用处理过程中产生的热量，既简化了油泥处理的过程又节约了能源消耗和成本。

技术特征：

1.一种高含水率油泥处理装置，其特征在于，包括雾化喷嘴、燃烧器、燃烧室、高温换热器、旋风分离器、低温换热器、烟气处理单元和智能调控单元；

2.根据权利要求1所述的高含水率油泥处理装置，其特征在于，所述燃烧室下部靠近所述出料口位置设置有第一一氧化碳含量检测器和第一二氧化碳含量检测器。

3.根据权利要求1所述的高含水率油泥处理装置，其特征在于，所述雾化喷嘴为气动雾化喷嘴，所述喷嘴包括压缩雾化气的气体进气口、油泥进入口和泥雾出口；

4.根据权利要求3所述的高含水率油泥处理装置，其特征在于，所述智能调控单元根据在所述出料口位置检测的一氧化碳含量和二氧化碳含量确定泥雾流量的调整方式。

5.根据权利要求1所述的高含水率油泥处理装置，其特征在于，所述低温换热器的燃尽气体管道中设置有第二一氧化碳含量检测器和第二二氧化碳含量检测器，所述低温换热器的燃尽气体管道与所述燃烧器的空气进气口通过第一排气管道相连，并且第一排气管道中设置有用以控制管道中气体通过的开关阀；

6.一种高含水率油泥处理方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的高含水率油泥处理方法，其特征在于，在所述步骤s2中，根据燃烧器功率确定雾化气开始通入所述雾化喷嘴的时间。

8.根据权利要求6所述的高含水率油泥处理方法，其特征在于，在所述步骤s3中，根据所述燃烧室温度的稳定度确定是否开始通入油泥；

9.根据权利要求8所述的高含水率油泥处理方法，其特征在于，在所述步骤s3中，根据燃烧室预设时间内的温度波动值确定所述稳定度：

10.根据权利要求6所述的高含水率油泥处理方法，其特征在于，根据灰渣粒径确定进入所述旋风分离器的导流装置的气流速度，气流速度v由以下公式计算：

技术总结本发明涉及废物处理技术领域，尤其涉及一种高含水率油泥处理装置，包括雾化喷嘴、燃烧器、燃烧室、高温换热器、旋风分离器、低温换热器和烟气处理单元；还提出一种新的油泥处理方式，即将含水率90％以上的高含水率油泥以喷雾的形式喷入燃烧炉进行燃烧处理，再回收烟气的热量。本发明提供的装置和方法可以一次性将含油的原泥处理完毕，省去了分离、脱水、输送等工艺，简化了油泥处理流程，降低了油泥处理成本。技术研发人员：陈亚东,闫丙宏,张晓宇,杨楠楠,田亮,陈世远,段润泽,刘联胜受保护的技术使用者：河北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/4/7