油泥干化技术方案

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1、1前言油泥的产生在人类活动过程中是不可避免的。石油厂产生的大量油泥通常被任意堆放 和投弃，这对环境造成了新的污染。如何将这些污泥妥善处理已成为全球共同关注的课题。 当前油泥处理成为了一项世界难题。不过随着污泥干化热解技术水平的不断提高，北方节 能环保针对油泥开发了黑洞油泥处理设备，它集余油回收、干燥、热解三种功能，使原来 需要多种设备组成的复杂工艺变成了一个设备，设备简单可靠，解决了当下油泥裂解中结 焦和VOC问题，其优势非常明显：1. 污泥显著减容，体积可减少45倍；2. 形成颗粒或粉状稳定产品，污泥性状大大改善；3产品无臭且无病原体，减轻了污泥有关的负面环境效应，使处理后的污泥更易被接 受

2、；4产品具有多种用途，如作土壤改良、铺路、制作材料、直接填埋等。5.出料含油率低，最低可小于0.3%,水分接近于0。XXXXX环保有限公司秉承矢志碧水，一诺千金”的宗旨，在进行对各类污水进行处 理的，同时，对于污水处理中产生的污泥问题，以及后续处理一直保持关注，并花费大量 的人力、物力、财力进行研究以及技术储备。通过日本焚烧、干燥、炭化领域的专家及国 内知名大学研究院各位教授的研究开发，终于在 2014 年完成对污泥脱水、干燥、炭化一 系列技术的研发及设备制造，申报了该系列的发明专利与实用新型专利，实现了整体技术 的国产化并开始正式推广。此技术可利用国家推广的柴油、天然气、RDF、沼气等清洁环

3、 保能源进行加热干燥，并利用炭化技术，在处理过程中基本不产生二噁英，而且能将原料 中的碳元素进行固定。与直接将污泥焚烧相比，此项技术所需能源和二氧化碳排放量大大 减少，符合国家低碳环保要求。通过大量数据分析表明，污泥经历碳化后，污泥中的重金 属形态发生了改变，可交换态含量显著降低，残留态含量升高，浸出浓度都低于监测标准。而黑洞油泥热解设备则是此研究中产生的最新油泥真空干燥热解设备，代表了世界油 泥设备制造的最高水准。本公司将针对不同客户提出的要求设计不同的技术处理方案。2 项目概况1) 项目名称：污泥造粒干化2) 工艺路线：污泥干化3) 处理后指标：油含水：小于5%；油含杂：小于10%；水含油

4、：小于1500mg/L;剩余污泥含油：5%10%； 剩余污泥含水：6575 %。4) 污泥处理量：20t/d5) 污泥性质：油田罐、池底污泥6) 工程地点：大港油田CJJl7-2001GBl6889-2001建标2001101号CJJ93-2003CJ/T3037GB14554-93GB8978-1996GB3095-1996GBl6297-1996CJJ50-1992GBJ16-1987GB50286-1998GBJ22DBJ08-11-1999nBJ0840-1999GBJl4-1997GB50015-2003GB50069-2002GB50052-1995GB50290-1998GB12

5、348-2008GT 3130-1988GB/T 14848-1993GB/T 12801-2008GB 4387-2008GB/T23485-2009GB 24188-2009GB18918-20023设计采用的规范和标准3.1 污泥处理处置规范城市生活垃圾卫生填埋技术规范 生活垃圾填埋污染控制标准 城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准 城市生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程 生活垃圾填埋场环境监测技术标准 恶臭污染物排放标准 污水综合排放标准 环境空气质量标准 大气污染物综合排放标准 城市防洪工程设计规范 建筑设计防火设计设计规范 堤防工程设计规范 厂矿道路设计规范 地基基础设计规范

6、地基处理技术规范 室外排水设计规程 建筑给水排水设计规范 给水排水工程构筑物结构设计规范 供配电系统设计规范 土工合成材料应用技术规范 工业企业厂界环境噪声排放标准 汽车危险货物运输规则 地下水质量标准 生产过程安全卫生要求总则 工业企业厂内铁路、道路运输安全规程 城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质 城镇污水处理厂污泥泥质 城镇污水处理厂污染物排放标准 道路危险货物运输管理规定中华人民共和国道路运输条例JB2932-99JB/ZQ3011-88GB8923-88GB700-88JB/ZQ4000.2-86JB/ZQ4000.3-86JB/ZQ4000.10-86JB/ZQ4000.9-86J

7、B/ZQ4000.5-86JB/ZQ4000.7-86JB/T5000.5-98GB1176GB6414JB/T74-94JB/T75-94JB/T81-94ZBJ98003-87GB13306-1991JB/ZQ4000.1-86GB50205-98国家及有关部门对上述规范重新修订时，以现行规范为准；上述规范如有遗漏，遗 漏部分的内容可参阅相关的规范及标准。3.2工程所涉及的设备制造、安装技术规范安全文明施工标准中华人民共和国安全生产法 水处理设备制造技术条件 安装机械焊接件通用技术条件 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 碳素结构钢气焊手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB895

8、-88切削加工件通用技术要求 焊接件通用技术要求 涂装通用技术条件 装配通用技术条件 铸件通用技术条件 锻件通用技术条件 有色金属铸件通用技术条件 铸造铜合金技术条件 铸件尺寸公差 管路法兰技术条件 管路法兰类型 凸面板式平焊钢制管法兰 水处理设备油漆包装技术条件 标牌 水处理产品检验通用技术要求 钢结构工程施工及验收规范工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-97现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-98工业安装工程质量检验评定统一标准GB50252-94工业金属管道工程质量检验评定标准GB50184-93给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-97工业设备及管

9、道绝热工程质量检验评定标准GB50185-93国家及有关部门对上述规范重新修订时，以现行规范为准；上述规范如有遗漏，遗 漏部分的内容可参阅相关的规范及标准。3.3工程所涉及的电气控制设备及仪器仪表制造、安装规范低压电器外壳防护等级GB/T4942.2-93低压电器GB4720-84装有电子器件电控箱技术条件GB3797-89低压电器电控箱GB4720-84低压电器外壳防护等级GB/T4942.2-93工业自动化仪表工程施工及验收规范GBJ93-86自动化仪表安装工程质量检验评定标准GBJ131-90工业计算机监视系统抗干扰技术规范CECS81-96工业计算机监视系统验收大纲JB/T5234过程

10、检测和控制流程图用文字和图形符号GB2625-81分散型控制系统工程设计规定HG/T20573-95自动化仪表选型规定HG20507-92仪表系统接地设计规定HG20503-92控制室设计规定HG20508-92仪表供电设计规定HG20509-92信号报警、联锁系统计规定HG20511-92国家及有关部门对上述规范重新修订时，以现行规范为准；上述规范如有遗漏，遗 漏部分的内容可参阅相关的规范及标准。4 工艺流程4.1 流程主要内容序号项目内容1系统形式真空+干燥+热解2加热方式导热油间接加热或电加热3污泥输送方式螺旋输送4物料供给方式料斗直接进料5搅拌方式变频搅拌控制6热源生物质、柴油、天然气

11、7热介质导热油或电8尾气方式详见尾气处理9出料方式底部批次出料4.2 工艺流程图uww#尾气有较大变动，参见尾气处理。4.3 系统组成黑洞油泥资源化处理系统采用模块化、撬装化、机械化、自动化系统。由八大模块组成，分别是：模块1：进料系统模块2：真空热解本体模块3：出料系统模块4：尾气处理系统模块5：冷却循环系统模块6：控制系统5 技术原理黑洞油泥资源化处理系统的间接加热真空热解过程，可以用来处理各种不同的物料， 比如碳氢化合物污染的土壤、炼油污泥和淤泥，以及其他含固率 40-50%的污泥。其核心 是一个通过高温和可控制的真空来蒸发沸点在450(大气压下)以内的挥发性污染物的 热解器。对油泥的处

12、理，预期的沸点最高为450(大气压下)，在真空热解的运行压力 50mbar ( abs )下，油的沸点比大气压下的沸点低。压力相关的碳氢化合物的沸点为了给热解器供热，耐高温的导热油在热解器外壁和螺旋轴中间循环流动。圆柱形热解器的螺旋轴确保了物料的充分混合，能量高效的传递给物料，批次时间短，节约能源。 热解之后的尾气通过高效蒸汽过滤装置分离蒸汽中的粉尘。冷凝器利用间接冷却法将热解 的物质从蒸汽中分离出来。逐渐加热的方式可以确保可利用物质充分分离。第一步，在100C以下，水和可挥发的物质气化、冷凝回收。 当水蒸发后温度继续上升至第一种油热解气化，不同的油可以根据沸点分开收集。剩余的蒸汽经过有力的真

13、空发生器，剩余物质经活性炭吸附装置后最终排放到大气中。 尾气排放接近20m3/h，符合国家排放标准。热量通过热解器外壁和螺旋轴传递到物料上。螺旋轴上的真空密封条确保整个过程维 持50mbar (ABS)低压，真空环境下，热量不需要浪费在加热额外的空气上，所有的能量 都直接传递到物料上，将能量损失降到最低。6工艺计算及选型6.1 真空热解工艺计算干燥处理量：Xd = 1000kg/h含水率：75%水分蒸发量：Wd = 1000x75%=750kg/h绝干污泥量：Yd=250kg/h设干燥机进料全年平均温度tda=20oc热源为柴油，采用导热油间接加热方式干燥所需热量Qdt计算：原料出口温度按td

14、b=300C(经验值)a. 原料中水分所需热量Qda :水的比热容：Cw=1kcal/kg水在50mbar下的沸点为tf=32.874CQda=Xd*Sd1*(tf-tda)*Cw=1000*0.75*(32.874-20)*1=9,655.6kcal/hb. 水分蒸发量Qdb：32.874C 蒸发潜热 Qdj = 573.4kcal/kgQdb=Qdj*Wd=573.4*750=430,050kcal/hc. 水蒸气温度上升热量Qdc水蒸气比热Cj=0.45kcal/kg蒸汽出口温度t3 = 300CQdc=Wd*Cj*(t3-tf)=750*0.45*(300-32.874)=90,151

15、kcal/hd. 绝干污泥上升热量Qdd绝干污泥比热Ck=0.4kcal/kg，产品温度tb=300C(经验值)Qdd=Xd*(1-Sd1)*Ck*(tdb-tda)=1000*(1-0.75)*0.4*(300-20) =28000kcal/he. 合计热量（Qdt）Qdt=Qda+Qdb+Qdc+Qdd=557,856kcal/hf. 必要热量（QdT ）热效率（K ）=60%-80% （以下采用热效率70%计算）QdT=Qdt/K=557856/0.7=796,937kcal/hg. 燃料消费量按柴油的热值10200kcal/kg计算所需量=796937/10200=78L/h柴油吨消耗

16、量=78L/t6.2 设备选型所选黑洞裂解设备型号为HD-1000型设备安装方式：集装箱撬装7热源设备选型柴油燃烧器发热量为1,000,000kcal/h的导热油加热系统。或同类生物质、天然气加热系统。8尾气处理系统尾气处理系统主要如下：污泥中主要为有机成分、油污、（菌体）及无机成分组成。相关研究表明，油泥排放 的尾气中的污染物质包括无机和有机污染物质，无机污染物质如粉尘、 SO2、NOx、H2S 等，有机污染物质包括低沸点的有机物如短链醛、醇、酸、酚类（4-羟基 3-甲基-正丁醛、 乙酸、丁酸、苯乙烯、4-甲基-己醛、苯甲醛、3-甲基苯酚）和沸点较高的物质如杂环类物 质、长链烃、酸、酯等。针

17、对粉尘，采用洗涤除尘器处理达标，SO2 （ 50-100 mg/m3 ）、 NOx（90 mg/m3）等加之这些有机物质阈值浓度较低，是引起恶臭污染的主要原因。黑洞系统处理工程中主要产生的尾气先由一级热交换器冷凝沉降进行处理，将大部分 的水以及沸点100度以上的含油气体进行冷凝然后进行油水分离处理。然后通过二级热交 换器，将沸点60度以上可凝气进行冷凝处理，然后再次进行油水分离。最后将不凝气通过 除湿降温塔进行初始处理，对于得到的不凝气（主要成分为甲烷乙烯乙炔等）转入导热油 锅入进行燃烧处理，（尾气燃烧是世界公认的尾气处理最有效方案）将废气变成能源进行 使用，实现节能环保效果，并将尾气处理真正

18、做到零排放。9干燥污泥存储系统热解产物经过冷却后装入密闭容器中，输送到现场污泥储存室冷却10 设备占地面积设备整体占地25mx12m （不包含物料运输和存储）11系统控制方式及用电量黑洞热解设备运行功率：112KW整体通过PLC控制柜进行，可接入任意公司内部DCS系统。12 运行成本分析根据上述理论计算值来分析设备的运行成本：按照设计要求设备每小时所需柴油量为78L/h ;所需电量为112kwh ;用水量有限， 水可循环使用。现场柴油以5 元/L，电费以0.85 元/kwh计运行成本=(78*5+0.85*112)兀485元/吨若泥饼含油率为5%，则每小时回收油为=1000x5%=50L回收油品质很好，以3 元/L卖出，则每小时可收益=50Lx3 元/L=150元则减收益后运行成本=485元/吨-150 元/t=335元/吨