含油污泥資源化處理關鍵設備的開發

王廣收，葛延，孫向陽，王有飛，崔冬

（中國重型機械研究院股份公司，陜西西安710032）

含油污泥資源化處理關鍵設備的開發

王廣收，葛延，孫向陽，王有飛，崔冬

（中國重型機械研究院股份公司，陜西西安710032）

根據含油污泥含油率高、固、液難以分離的特點，本文闡述一種通過新開發的三相臥式螺旋沉降離心機與泥餅擠出機的配套使用工藝，可以最大資源化的處理含油污泥。并著重介紹一種輕、重液相堰口高度均可調結構，轉動手柄，輕、重液相堰口高度可在合適的范圍內無極調節。

調整堰口高度；三相臥式螺旋沉降離心機；含油污泥；擠出機

含油污泥是油田企業生產過程中主要污染源之一，含油污泥的處理與應用是國內外石油生產領域環境保護的重要內容，是較難解決而急需解決的一大難題。罐底含油污泥中一般含油率在70%～75%，含水率在20%～25%，含無機物5%。如通過離心分離將其回煉，泥餅再通過擠出機制作型煤，達到最大資源化的處理。

綜合考慮國內外含油污泥處理技術的優缺點，提出以顆粒化原料制備為目的兼顧原油回收，以達到經濟、社會效益最大化為目標，對油泥含油量超過規定值的進行離心分離，回收原油；含油量低的含油污泥及分離后的油泥通過成型設備加工成易燃燒產品[1，2]。

圖1 油泥綜合處理工藝路線Fig.1 Comprehensive sludge treatment process route

1 工藝系統

由于含油污泥成分復雜，沉淀時間長，黏度大等特點，在處理工藝上一般采用加熱來降低污油泥的黏度，并根據污油泥乳化程度來添加破乳催化劑，攪拌均勻后由進料泵輸送三相分離機。綜合處理工藝路線（見圖1）。

2 離心機原理

臥式螺旋離心機的主要作用是將固體從液體中分離出來，在離心機中，離心力是完成分離的主要因素，即在澄清過程中，懸浮在液體中的固體受到離心力以及與此相反的浮力和流動阻力的作用（見圖2）。對離心機分離效果起決定作用的澄清速度是上述各個力的綜合效果。固體顆粒的沉降速度受到離心機產生的離心力以及固體和液體因密度不同而產生的浮力和流動阻力的作用。流動阻力取決于顆粒的尺寸、形狀以及液體的黏度。對許多物料來講，液體的黏度主要受溫度的影響。液體與沉降的固體所產生的摩擦力以及螺旋旋轉的旋流和轉筒旋轉產生的攪動，產生一個綜合性的動力效應，對離心機內的半靜態沉降產生強烈的效果。

圖2 靜止液體中球型顆粒所受力的平衡圖Fig.2 Spherical particles in stationary liquid force equilibrium diagram

密度為ρs，直徑為d的污泥顆粒，在污泥黏度為μ，水相密度為ρw，離心速度為ε=ω2×r的離心機中的離心沉降速度v符合Stock公式，即：

由于ε和重力加速度g的比值即為離心因素a，通過變換，可得到公式：

由公式（2）可見，污泥懸浮顆粒在離心機內的沉降速度和其粒徑d的平方、粒徑和水相的密度差（ρs-1），離心機的離心因數a成正比，而和污泥混合液的黏度μ成反比。因此，污泥粒子與水相之間存在密度差是含油污泥離心分離的前提，要提高和保證離心分離效果，應從增大污泥顆粒粒徑和密度，減少黏度，提高離心速度著手[3-5]。

3 設備簡介

3.1 離心機結構簡介[6-9]

三相離心機結構（見圖3），電機通過大、小端帶輪分別帶動轉鼓、差速器旋轉，高速旋轉的轉鼓內有同心安裝的螺旋推進器，轉鼓兩端支承在軸承上并且有一根靜置的進料管將物料通過加速錐套快速輸送到機內。轉鼓通過右端軸承座處的空心軸與差速器的外殼固連，差速器的輸出軸帶動螺旋推進器與轉鼓同向不同速高速旋轉。分離液逆流從各自溢流口排出，固體渣從排渣口排出。轉鼓三維（見圖4），性能參數（見表1）。

經過消化國外先進技術的基礎上自主研制開發出性能優越的離心機，在結構上做了相應的改進。進料口采用渦流式結構，加快物料快速進入轉鼓，縮短物料與液池接觸距離，減少物料對已形成分離的固相產生擾動，提高處理能力，避免螺旋體內的堵塞和進料管抱死現象。獨特出料口結構可減少固渣對螺旋體的磨損以及對澄清液的擾動，分別（見圖5、圖6）[10，11]。

圖3 臥式螺旋沉降離心機結構圖Fig.3 Horizontal decanter centrifuge chart

圖4 轉鼓三維Fig.4 Three-dimensional of tumbler

圖5 渦流式進料口Fig.5 Vortex inlet

圖6 獨特出料口Fig.6 Unique spouts

表1 性能參數Tab.1 Performance parameters

3.2 輕、重液相堰口高度調整結構簡介[12-14]

目前是采用分別調整重液相溢流板、輕液相溢流板沿著溢流腔徑向移動，從而改變堰口高度，調整環節多，較繁瑣。輕、重液相經過各自的通道進入相應的積液腔（見圖7）。

圖7 輕、重液相堰口高度調整結構圖Fig.7 Light and heavy liquid weir height adjustment chart

因調節板與溢流板上的溢流孔分布圓中心相對于轉鼓中心有一偏心距e，故轉動手柄帶動調節板從手柄位置1到從手柄位置2，重液相堰口高度變化為a1與a2的差值，輕液相堰口高度變化為b1與b2的差值。重液相沿重液相管溢流，經撇液管進入重液相腔，輕液相沿輕液相管溢流，進入輕液相腔（見圖8、圖9）。

3.3 擠出機簡介[15，16]

泥餅中添加一定比例的煤粉進入受料箱，由螺旋推進器推送出機頭，從而形成型煤（見圖10）。

圖8 新型輕、重液相堰口高度均可調結構圖Fig.8 New light，heavy liquid weir heights adjusted chart

圖9 溢流孔說明圖Fig.9 Illustrating of overflow hole

圖10 擠出機簡圖Fig.10 Extruder chart

4 結語

通過調研國內外處理含油污泥的研究現狀，提出一種最大資源化處理工藝。開發出的三相離心機以及擠出機，結構緊湊，使用效果理想。在含油污泥的無害化、資源化處理領域還屬首例。尤其是新型輕、重液相堰口高度均可調結構在樣機試驗階段需反復調試時，具有調節高效的優點。

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Oily sludge treatment resources development of key equipment

WANG Guangshou，GE Yan，SUN Xiangyang，WANG Youfei，CUI Dong
（China National Heavy Machinery Research Institute Co.，Ltd.，Xi'an Shanxi 710032，China）

According oily sludge oil is high,the solid-liquid separation is difficult,this paper describes the development of one kind through the new phase horizontal decanter centrifuge cake extruder supporting the use of technology that can handle the largest resource of containing oil mud.And highlights the kind of light and heavy liquid weir structure height can be adjusted,turn the handle,light and heavy liquid weir height infinitely adjustable within an appropriate range.

adjust the height of the weir；three-phase horizontal decanter centrifuges；oily sludge；extruder

TE968

A

1673-5285（2016）01-0089-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.01.024

2015-11-23

陜西省重大難題攻關項目，項目編號：2012KTZB03-02-04。

王廣收，男（1980-），中國重型機械研究院股份公司工程師，主要研究方向為冶金設備非標設計。