100t/d油泥處理系統工程設計

張宏杰 趙斐

摘 ? 要：目前我國含油污泥的年產量已達400萬t，但其無害化處理率卻相當低，面對這樣龐大的危廢處理市場，國內形成了多元化處理技術并存的局面。設計采用過熱蒸汽噴射干化技術對油泥進行處理，處理后的干灰含油率可≤3‰，滿足農用污泥中污染物控制標準。本工藝處理效果穩定達標，系統操作管理簡單可靠，能夠為我國油泥處理站的設計提供借鑒。

關鍵詞：含油污泥，過熱蒸汽，工程設計

含油污泥是一種重要污染源，含油污泥處理應符合國家、地方環保法律法規的要求。《廢礦物油回收利用污染控制技術規范》中要求原油和天然氣開采應將開采現場沾染廢礦物油的泥、沙、水全部收集。原油和天然氣開采產生的殘油、廢油、油基泥漿、含油垃圾、清罐油泥等應全部回收，不應排放或棄置。油泥沙經油沙分離后含油率應<2%。

我國西部某集團公司將石油開采、集輸、處理過程中含油固體廢物的處理作為一項重要工作，提出油泥處理量滿足100 t/d，油泥處理后含油指標≤3‰（質量分數）。本課題嚴格執行國家、行業的標準和規范，設計油泥處理站時選擇“減量化、資源化”的工藝，使油泥處理后可達到回用農田的標準。

1 ? ?油泥組分

在本課題中，含油污泥包括“液態”油泥和“固態”油泥兩種，年生成量在10 000 t左右。

“液態”污泥包括清罐油泥和其他油泥。固體質量分數較低，為5%～35%。水的質量分數較高，為60%～75%。再加上10%～25%的油，總液體質量分數在70%～90%。

“固態”污泥包括作業油泥和落地油泥，前者油的質量分數與液態污泥相近，固體質量分數高至40%，液體質量分數在50%～70%。后者的固體質量分數最高80%，油和水的質量分數均在10%～15%。西部某集團公司油泥來源、組成及產量如表1所示。

2 ? ?工藝流程

設計采用的油泥處理工藝流程為：經過前端調質脫水處理后的油泥通過上料設備進入SOSS油泥干化設備進行深度減量、脫油處理，過熱蒸汽噴射含油污泥處理技術主要工作原理是通過鍋爐產生的超高溫蒸汽，蒸汽溫度為500～550 ℃，經特制的噴嘴以2 Ma速度噴出，與油泥顆粒正面碰撞，在高溫及高速所產生的沖量作用下將油泥中所吸附或包含的油分和水分蒸出。干化后的氣固兩相混合物進入除塵設備中進行氣固分離，搜集的達標干灰直接外拉利用，不達標的干灰進入深度處理裝置，進一步降低干灰的含油率直至達標。油水混合蒸汽經冷凝后進行油水分離，油分儲存在回收油罐內交付油田聯合站，污水排入油田的污水處理站，工藝流程如圖1所示。

3 ? ?工藝設計

過熱蒸汽噴射含油污泥處理設備主要包括以下5個子系統：

（1）過熱蒸汽生成系統：提供處理設備所需的熱量，是系統處理能力的體現。

（2）含油污泥輸送系統：按照工況參數要求供應處理設備所需的含油污泥。

（3）污泥干化系統：該分系統是處理設備最關鍵的部件，在該分系統中，含油污泥和過熱蒸汽進行了充分的碰撞、接觸，實現了油、水與泥砂的分離。

（4）氣固分離系統：分離后的水蒸氣和干灰在離心力的作用下分離，收集干灰。

（5）冷凝冷卻系統：分離后的油蒸氣和水蒸汽進行冷卻分離，從而提取油分。

3.1 ?過熱蒸汽生成系統

深度處理裝置系統中設置有單獨的飽和蒸汽發生鍋爐，產生0.3 MPa的飽和蒸汽12 t/h，該飽和蒸汽進入焚燒系統的蒸汽過熱系統中進行煙氣再熱，升溫到500 ℃輸出。

3.2 ?含油污泥輸送系統

（1）料斗（含破碎器）。

體積：4 m3

主體設備材質：碳鋼

數量：2套

（2）油泥輸送器。

輸送能力：3 t/h

主體設備材質：不銹鋼

數量：2套

配套設備：破碎電機，油泥輸送電機

3.3 ?污泥干化系統

（1）干化處理室。

油泥處理能力：2.5 t/h

外形尺寸：Φ2.3 m×0.8 m（D×W）

材質：碳鋼

數量：2臺

（2）過熱蒸汽噴射系統。

噴射流量：5.2 t/h

噴嘴材質：不銹鋼

數量：2套

3.4 ?氣固分離系統

（1）一級旋風分離器。

型號：CLK-700

外形尺寸：Φ0.7 m×5.7 m（D×H）

進口風速：10～20 m/s

處理風量：4 600～9 200 m3/h

除塵效率：85～90%

數量：4臺

（2）二級旋風分離器。

型號：CLT/A-6×6

外形尺寸：2.46 m×2.35 m×5.92 m（L×W×H）

處理風量：16 020～24 000 m3/h

除塵效率：85%

數量：2臺

（3）干灰輸送器。

輸送能力：3 t/h

主體設備材質：不銹鋼

數量：4套

配套設備：油泥輸送電機，出料閥

3.5 ?冷凝冷卻系統

（1）油水分離器。

工作溫度：50～80 ℃

工作壓力：常壓

材質：S30408

配套：液位傳感器、噴淋器、布水器、噴淋泵、排氣液封組件

噴淋泵參數：

流量：約375 m3/h

揚程：約15～20 m

數量：2臺

（2）冷卻塔。

制冷量：4 930 kW

蒸發水量：7.85 m3/h

配套：循環泵

循環泵參數：

流量：約1 000 m3/h

揚程：約30 m

數量：2臺