王进明
江苏金陵环保科技有限公司 江苏南京 210000
摘要:本文以某石化采油厂的油泥砂为研究对象，结合其含油量较高的特点，提出热洗分离、干化-热解处理含油污泥的方法。通过小试试验，摸索出了热洗的关键操作参数；并开展了热洗分离、干化-热解处理工程研究。通过该组合工艺后含油率可以达到0.3%，实现了安全、连续运行，达到了污油泥资源化、无害化处理的法律法规，具有显著地经济和社会效益。
关键词：干化-热解技术；真空圆盘干化机；含油污泥
前言
含油污泥是指石油开采，存储及生产过程中产生的大量地废弃油泥，油泥是指含石油烃、水、无机物固体等的混合物，是一种高危污染物，我国已经将油泥列入《国家危险废物目录》，含油污泥常伴有恶臭气体产生，含油重金属，及苯系类等有害物质，若不及时处理，对环境有污染隐患。
目前，国内各大油田含油污泥处理的主流技术为热洗工艺和热解工艺，其中热解技术是在较高温度下，大分子石油烃分解为小分子烃和焦炭热解处理后含油率可小于1.0%，可实现彻底减量化和无害化，并可回收一部分能源，热解技术是国际上固废处置技术的发展趋势。
1．工艺流程
含油污泥经调质分离后初步分油及除杂后，经真空圆盘污泥干化机将污泥含水率降至35%左右，来自来自圆盘干化撬的污油泥进入热解炉，440-650℃，50-3000pa条件下中温热解，热解产物为含油气和固态残渣（为无机矿物质与残炭，含油率小于0.3%），最后将含油气进行冷凝分离出多馏分轻质油，实现油气回收、污染控制与资源化利用。
含油污泥分离-干化-热解一体化成套技术，充分利用热解气资源及能量，回收热解油气，实现含油污泥处理过程的固体废弃物减量，油气组分的资源化。创造性地构建由污泥密封进料系统、尾气热量回收系统、尾气负压处理系统、干污泥密封出料系统、无氧环境下热解过程及高效热解炉等组成的含油污泥分离-干化-热解成套装备，并利用传感器监控技术，通过控可燃组分、控温、控压、控氧的方式，构建系统运行的安全体系，设置氮气保护、水雾喷淋等联锁防护手段，实现危险状态的紧急处置，保障系统的安全运行。
2. 含油污泥热洗分离实验
2.1 试验
根据油泥性质，通过加温，加入化学调质剂及搅拌沉淀分离，改变污泥粒子表面的物化性质和组分，破坏污泥的胶体结构，减小与水的亲和力，从而改善脱水脱油性能。由于含油污泥颗粒表面吸附同种电荷，相互之间排斥，加之充分乳化，极难脱稳，使得油、水、泥渣分离比较困难。需要加入特种化学调理药剂，使原油与固体颗粒分离、油滴聚合以及加入的化学药剂随固体杂质沉降，实现油、水、渣三相的完全分离。
2.2 试验结果讨论
2.2.1温度对热洗影响
温度主要是改变油泥分离外因之一，其主要作用是向油泥中进行传热，使得油的粘度下降，流动性变好，大大降低他们之间的包结能力，使得油从油泥中分离出来的能力。
随着温度的升高，洗出油中的含固率是逐渐减小，清洗效率是逐渐提高。因为温度升高，原油粘度下降，表面张力减弱，易于与泥砂分离。但是在70℃以后，洗出油中的含沙率的下降就不是很显著了。而且温度越高水分蒸发越快，水量损失越多，温度越高耗能也越高。这种变化与含油固污泥沥青油表观粘度随温度的变化规律相吻合。因此可以看出，适合含油污泥热洗分离的温度应该在60℃－70℃之间。温度太低，则洗涤效率不高，温度太高，能耗太大，且对热洗效率的增加并不明显。
2.2.2 加剂量对热洗效果影响
选取搅拌温度：70℃，搅拌时间：45min，固液比为1：4。改变加剂量，测得处理后样品中分离出的油相中含固率（%），其试验结果如下：
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综合考虑效果及运行成本，因此，化学调质剂加量为0.2%合适。
3．油泥分离-干化热解研究
整个分离-干化热解系统由两大系统组成：热洗分离系统，干化-热解系统组成。其中热洗分离主要包括筛分调质撬、调质撬、离心分离撬组成；而干化热解系统主要含真空圆盘干化撬、热解炉撬组成、冷却分离撬组成。
真空圆盘干化处理撬：真空圆盘桨叶干化系统由密封进料系统、真空圆盘桨叶干化机、密封出料系统、尾气处理系统等子系统组成，系统通过控温、控压、控氧的方式实现了运行的安全控制，针对含油等有机溶剂的污泥有较高的适用性，是目前国内污泥干化工艺中安全性最高的系统之一。
热解炉撬主要由热解炉组成：来自圆盘干化撬的污油泥进入热解炉，440-650℃，50-3000pa条件下低温热解，在热解过程中，温度是逐步提高的，其中油泥砂中所含的水分、石油类被蒸馏、热解、碳化，水蒸气、油气形成混合气体分别从热解炉混合气出口管道进入冷却除尘塔后进入油气冷却分离撬。尾渣热解后经过多级冷却，最终进行外输。
冷却分离撬：从烘干炉、热解炉除尘塔出来的油气，进入一洗塔、二洗塔进一步除尘、冷却降温。油进入液相和水由泵送入闭式冷却塔降温，然后进入油水分离器进行水、油、固体三相分离：分离出的油回收外输或作为燃料使用；水进入下一循环，过剩部分排入污水处理系统；沉降的固相由螺旋推出，分离水后在进入下一处理循环。
4 运行成本分析
含油污泥经热洗离心分离后，含油率由热洗前的30%降至分离后的8%以内，再经过圆盘干化-热解处理后，含油率从干化前8%至0.3%以下，达到GB4284-84《农用污泥中污染物控制标准》的要求，达到了污油泥资源化、无害化处理的法律法规要求，符合国家产业政策。
5. 结论
第一，综合处理成本为200元左右，考虑待处理污油泥性质及综合利用途径可选择热洗分离处理，热洗分离+干化处理，热洗分离+干化-热解”处理等不不同的工艺组合，达到环保要求及成本控制的需要；第二，热洗分离后含油率控制在2%-8%为最佳运行成本，干化后污泥含水率控制在35%以内后进入热解系统能够经济及稳定的运行，热解处理含油率可以达到0.3%的农用污泥指标要求。第三，通过在系统中增设氮封装置，控制含氧量，可以有效地避免事故的发生。
参考文献：
[1]刘建国,姜秀民,马玉峰,等.油污泥的循环流化床焚烧和资源化利用[J].动力工程,2007,(1).
[2]胡耀强,张宁生,屈撑囤,等.含油污泥固化处理后油的迁移研究[J].油气田环境保护,2006,(4).