一种热解熔融燃烧装置及其应用的制作方法

本技术属于油泥处置，尤其涉及一种热解熔融燃烧装置及其应用，其中应用涉及采用热解熔融燃烧装置进行油泥热解熔融燃烧处理的方法、含有热解熔融燃烧装置的油泥无害化处理系统及方法。

背景技术：

1、油泥是在油田钻井开采、运输、炼制及油污水处理过程中产生的含油固体废弃物。一般来说，油泥含油量高(在10％-50％)，含水量在50％-90％，黏度大，脱水难，是黑色粘稠状的半流体。含油污泥组成中不仅具有大量老化原油、沥青质、蜡质、胶体、细菌、固体悬浮物、盐类、腐蚀性产物、酸性气体和化学重金属超标物质(如铜、锌、铬、汞等)等，还包括在生产过程中所加入的缓蚀剂、凝聚剂、杀菌剂、阻垢剂等水处理剂，这些有害物质如果得不到有效而及时地处理，将对周边农作物土壤耕种、水体、空气、生态环境等都会产生严重的危害和腐蚀。因此，油泥已经被我国列入国家危险废物名录，同时也为油泥处置(如填埋、热解、焚烧等)制定了相应环保标准。

2、目前，油泥处理普遍采用回转窑热解法。所谓回转窑热解法是指在惰性气氛微正压的条件下将含油污泥通过送至回转窑后进行加热处理后分离为热解渣、热解液、热解气，从而达到含油污泥资源化利用，油泥热解过程所需热源主要由回转窑外套筒燃烧天然气或柴油(同时掺烧热解油气)所产生的热烟气予以提供。但是，常规回转窑油泥热解工艺存在诸多弊端：1)热解过程要严格关注炉内氧含量变化以避免回转窑外筒含氧热烟气可能因内筒壁脱焊而进入热解油气造成局部爆燃或者爆炸；2)回转窑热解后的油泥热解渣作为危废尚需进一步进行单独处置，未能形成油泥一体化环保处理。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的一个目的在于提供一种热解熔融燃烧装置，由于在熔渣池内设置延伸至熔渣池外的可用于下料、发生热解和排出热解油气的下料管，在熔渣池上设有用于排出热烟气的烟气出口，可使热解油气和热烟气分开排放，避免二者混合带来的安全隐患；同时，热解和熔融燃烧一体化的设计，可使油泥等热解产生的热解渣直接进行熔融燃烧处理，实现了油泥等处理过程的连续化、一体化和绿色无害化。

2、本技术的另一个目的在于提供一种油泥热解熔融燃烧处理的方法。

3、本技术的又一个目的在于提供一种油泥无害化处理系统。

4、本技术的又一个目的在于提供一种油泥无害化处理方法。

5、为实现上述目的，本技术的第一方面提出了一种热解熔融燃烧装置，包括：

6、熔渣池，所述熔渣池具有用于排出热烟气的烟气出口和用于熔渣排出的熔渣出口，所述熔渣池内设有至少一个用于物料流动并发生热解产生热解渣和热解油气的下料管，所述下料管顶部伸出所述熔渣池连接用于储存所述物料和排出热解油气的储料斗；所述下料管底部与所述熔渣池连通，且插入所述熔渣池的熔渣池液面内；

7、燃烧室，所述燃烧室设在所述熔渣池的外部，且所述燃烧室通过至少一个烟气通道连通所述熔渣池，以为所述热解渣在所述熔渣池内熔融燃烧产生所述熔渣提供燃料；所述燃烧室具有用于燃料气体进入的进气口。

8、在一些实施方式中，所述下料管的数量为多个，且多个所述下料管间隔分布在所述熔渣池内。

9、在一些实施方式中，所述烟气通道的数量为多个，且多个烟气通道均匀分布。

10、在一些实施方式中，所述烟气通道包括相互连通的第一子通道和第二子通道；所述第一子通道一端连接所述燃烧室，另一端连接第二子通道；所述第二子通道位于所述熔渣池内，且位于所述下料管的下方。

11、在一些实施方式中，所述熔渣池液面的高度为所述熔渣池高度的1/3-1/2。

12、在一些实施方式中，所述下料管的底部插入所述熔渣池液面内的深度为0.2-0.3m。

13、在一些实施方式中，所述烟气出口位于所述熔渣出口的上方。

14、在一些实施方式中，所述物料包括干燥的油泥、褐煤、油页岩中的至少一种。

15、在一些实施方式中，所述燃料气体包括第一气体和第二气体，所述第一气体包括热解气或者热解气和燃气，所述第二气体包括预热空气。

16、在一些实施方式中，所述第二子通道距所述熔渣池底部的距离为3-6cm。

17、在一些实施方式中，所述第二子通道上布设有至少一个风孔。

18、在一些实施方式中，当所述烟气通道的数量为多个时，相邻两个所述第二子通道的中心间距为120-150mm。

19、本技术的第二方面提出了一种油泥热解熔融燃烧处理的方法，该方法采用本技术所述的热解熔融燃烧装置进行，包括：

20、干燥的油泥经所述储料斗移动至所述下料管内，并在沿所述下料管向下移动的过程中发生热解反应，产生热解油气和油泥热解渣；

21、所述燃料气体在所述燃烧室内发生燃烧反应，产生所述第一热烟气；

22、所述油泥热解渣在所述第一热烟气所提供的热量下发生熔融燃烧反应，产生熔渣和第二热烟气；

23、所述第二热烟气与所述下料管内的干燥的油泥间壁换热为所述热解反应提供热量。

24、在一些实施方式中，所述的油泥热解熔融燃烧处理的方法还包括：

25、所述第二热烟气与所述下料管内的干燥的油泥间壁换热后自所述烟气出口排出；

26、所述热解油气沿所述下料管和所述储料斗排出；

27、所述熔渣自所述熔渣出口排出。

28、在一些实施方式中，所述热解反应的温度为450-650℃。

29、在一些实施方式中，所述燃烧反应的温度为1300-1700℃。

30、在一些实施方式中，所述熔融燃烧反应的温度为1200-1250℃。

31、在一些实施方式中，所述第一热烟气的温度为1250-1600℃。

32、在一些实施方式中，所述第二热烟气的温度为1000-1200℃。

33、在一些实施方式中，所述第二热烟气与所述下料管内的干燥的油泥间壁换热后的温度为1000-1200℃。

34、在一些实施方式中，所述热解油气的温度为400-600℃。

35、本技术的第三方面提出了一种油泥无害化处理系统，包括：

36、油泥热解熔融燃烧单元，所述油泥热解熔融燃烧单元为如权利要求1至5任意一项所述的热解熔融燃烧装置；

37、干燥单元，所述干燥单元连接所述油泥热解熔融燃烧单元，为所述油泥热解熔融燃烧单元提供干燥的油泥；

38、余热回收单元，所述余热回收单元的冷侧连接所述干燥单元，所述余热回收单元的热侧连接所述烟气出口和空气预热单元的热侧，所述空气预热单元的冷侧连接空气源和所述进气口；

39、油气分离单元，所述油气分离单元连接所述储料斗、所述进气口、水源和所述余热回收单元的冷侧，以将所述热解油气与来自水源的水换热得到作为所述燃料气体的热解气、热解油和水蒸气；所述水源包括所述干燥单元的热水出口和常温新鲜水管线。

40、在一些实施方式中，所述的油泥无害化处理系统还包括熔渣冷却单元，所述熔渣冷却单元连接所述熔渣出口。

41、在一些实施方式中，所述的油泥无害化处理系统还包括用于收集热解油的热解油收集装置，所述热解油收集装置连接所述油气分离单元。

42、在一些实施方式中，所述油气分离单元、所述余热回收单元、所述干燥单元均为间壁式换热器。

43、在一些实施方式中，所述空气预热单元为间壁式管式空气预热器或间壁式板式空气预热器。

44、在一些实施方式中，所述熔渣冷却单元为冷却池、熔渣池或急冷池。

45、本技术的第四方面提出了油泥无害化处理的方法，该方法采用本技术所述的油泥无害化处理系统进行，包括：

46、将油泥干燥后送入热解熔融燃烧单元进行热解熔融燃烧，所述热解熔融燃烧的方法为本技术所述的油泥热解熔融燃烧处理的方法；

47、将所述热解油气与常温新鲜水在所述油气分离单元中进行间壁换热，产生热解油、热解气和水蒸气；

48、将所述热解气回用至所述热解熔融燃烧单元作为所述燃烧反应的燃料气体；

49、将所述水蒸气与所述第二热烟气进行换热，得到过热蒸汽和第三热烟气；

50、将所述过热蒸汽作为干燥气体回用至所述干燥单元；

51、将所述第三热烟气与所述空气换热得到预热空气；

52、将所述预热空气作为燃料气体送入所述燃烧室。

53、在一些实施方式中，所述油泥无害化处理的方法，还包括：

54、将所述过热蒸汽作为干燥气体回用至所述干燥单元产生的热水送入所述油气分离单元与所述热解油气进行间壁换热。

55、在一些实施方式中，所述油泥无害化处理的方法，还包括：将所述热解油作为产品出售。

56、在一些实施方式中，所述油泥无害化处理的方法，还包括：将所述第三热烟气净化后达标排放。

57、在一些实施方式中，所述油泥无害化处理的方法，还包括：将所述熔渣送入所述熔渣冷却单元冷却后进行填埋处理。

58、本技术的热解熔融燃烧装置，至少可以带来以下有益效果。

59、由于在熔渣池内设置延伸至熔渣池外的可用于下料、发生热解和排出热解油气的下料管，在熔渣池上设有用于排出热烟气的烟气出口，可使热解油气和热烟气分开排放，避免二者混合带来的安全隐患；同时，热解和熔融燃烧一体化的设计，可使油泥等热解产生的热解渣直接进行熔融燃烧处理，实现了油泥等处理过程的连续化、一体化和绿色无害化。

60、本技术的油泥热解熔融燃烧处理的方法、油泥无害化处理系统及油泥无害化处理方法，至少具有本技术的热解熔融燃烧装置的有益效果。其中，本技术的油泥无害化处理系统及油泥无害化处理方法，还至少具有以下有益效果：

61、实现了油泥热解和热解渣熔融燃烧工艺耦合，既充分回收利用油泥热解产生的热解油气和熔融燃烧产生的热烟气的余热，又高效回收了油泥热解过程中所产生的热解油(收率在36-45％wt)。

62、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。