油泥低溫真空干燥新技術(shù)探討

安寧寧，鞏金麟

（1.天水電氣傳動研究所有限責(zé)任公司，甘肅天水741020；2.西安交通大學(xué)，陜西西安710049）

1 引言

油泥主要是指由于各種原因造成的原油或其它油品與泥土等形成的含油污泥，以及油田正常生產(chǎn)中系統(tǒng)帶出的含油泥沙等，是一種富含礦物油、高水分的固體廢物，主要成分是油份（5%-20%）、泥砂（20%-50%）和水（30%-50%）。固體顆粒尺寸可從不足微米到幾英寸，大多數(shù)在1至100微米之間。這些油泥中一般也含有苯系物、酚類等物質(zhì)，并伴隨惡臭和毒性，若直接和自然環(huán)境接觸，會使土地毒化、酸化或堿化，導(dǎo)致土壤及土質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，妨礙植物根系生長并會對水體和植被造成較大污染，同時也意味著石油資源的浪費。過去由于國家對這類油泥的危害性缺乏足夠的重視，油區(qū)內(nèi)油泥隨處堆放的現(xiàn)象普遍存在，既污染了環(huán)境，油泥中含有的寶貴油分又無法回收造成資源浪費。

近年來，隨著環(huán)保形勢越來越嚴(yán)峻，各油區(qū)管理門不斷加強對油泥的管理，但由于一直沒有適當(dāng)?shù)奶幚磙k法，油泥處理成為一項難題。影響油泥無害化處理和資源化利用的最大障礙是油泥中含水率過高，油泥與水分相互包覆并吸附導(dǎo)致傳統(tǒng)固液分離工藝及設(shè)備無法有效地降低油泥中的含水率。本文基于多年的理論研究和實踐測試，提出一種科學(xué)、高效、低成本的油泥脫水干燥技術(shù)，為油泥無害化處理和資源化利用找到了新途徑。

2 油泥的產(chǎn)生及分類

2.1 油泥的產(chǎn)生

石油在上游的勘探開發(fā)、油氣傳輸、污水處理、罐底清洗和下游的石油煉制過程中，因工藝設(shè)備、人為操作等原因會產(chǎn)生大量的含有石油烴的油、泥、水混合物泄露到環(huán)境中，這種含油污泥被稱為油泥，其來源示意圖如圖1所示。

圖1 油泥來源示意圖

2.2 油泥的分類

按油泥的形成可將其分為落地油泥、罐底油泥、煉廠三泥等種類。落地油泥即石油開采過程中，鉆采設(shè)備附近的被浸染的土壤及其他物質(zhì)；罐底油泥主要是運輸過程中運輸裝置底部沉淀的石油內(nèi)部的雜質(zhì)，積累而成的；而煉廠三泥是煉油廠的污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥被稱為三泥，主要來自于隔油池的底泥、浮選池浮渣、剩余活性污泥。煉油廠含油污泥的性質(zhì)復(fù)雜，由于水處理過程投加大量藥劑造成粘度較大，難以沉降，濃縮困難，脫水和處理技術(shù)難度大，一直是困擾煉油行業(yè)的環(huán)保難題。

3 油泥的處理現(xiàn)狀和油泥的常用處理方法及效果

3.1 油泥的處理現(xiàn)狀

由于油泥的形成原因不同，導(dǎo)致組成成分和其性質(zhì)有所不同。而且新形成的油泥和老化沉淀的油泥的各性質(zhì)也不一樣，不是一個地區(qū)產(chǎn)生的油泥性質(zhì)差別更大。所以，油泥處理過程難度相對較高。目前，國內(nèi)外常用的處理方式主要有堆存法、固化法、掩埋法、回注法、分離法、生物法、焚燒法等。

3.2 油泥的常規(guī)處理方法

石油煉化廠含油污泥一般采用常規(guī)處理工藝“濃縮+調(diào)質(zhì)+機械脫水+油水分離”對污泥進行減量化處理，處理后的污泥進行焚燒或者干化處理。如圖2所示為HBP移動污泥裝置圖。

圖2 HBP移動污泥裝置圖

3.3 油泥常規(guī)脫水干燥方法及效果

常規(guī)脫水干燥方法及效果對比表如表1所示。

表1 常規(guī)脫水干燥方法及效果對比表

4 油泥低溫真空干燥新技術(shù)探討

4.1 油泥低溫真空干燥新技術(shù)原理

在油泥里添加一定比例的調(diào)理劑以降低油泥粘度，然后選擇低溫真空干燥工藝，在保持油泥外圍溫度不超過60°的情況下，可分離出油泥中的絕大部分水分，并可將油泥或油泥砂含水率穩(wěn)定控制在5%以下。處理之后的污泥其單位熱值接近3000大卡，其可以作為生物質(zhì)燃料的基質(zhì)材料，可有效實現(xiàn)油泥的資源化利用。

4.2 油泥低溫真空干燥工藝流程

（1）調(diào)理

油泥中含有15%左右的油份，粘度較大，經(jīng)過多次試驗測試，證明通過加入適當(dāng)?shù)恼{(diào)理劑進行調(diào)理可以有效解決這一問題。

（2）混合

為確保油泥干燥效果，需預(yù)先進行必要的均勻混合，可采用新穎、高效的犁刀混合機進行混合操作。

（3）干燥

經(jīng)過多個干燥工藝的實踐比較，本文采用低溫真空干燥處理工藝，其在確保油泥水分穩(wěn)定的前提下，大大降低了干燥熱源能耗，尾氣處理也相對簡單。

（4）資源化利用

油泥經(jīng)干燥后，含水率大大降低，單位熱值可提高至3000大卡左右，其可以作為生物質(zhì)燃料的基質(zhì)材料，有效實現(xiàn)油泥的科學(xué)化無害化處理和油泥的資源化利用。

4.3 油泥低溫真空干燥系統(tǒng)

油泥低溫真空干燥系統(tǒng)示意圖如圖3所示。

圖3 油泥低溫真空干燥系統(tǒng)示意圖

4.4 油泥低溫真空干燥系統(tǒng)主要設(shè)備及特點

（1）膏體機

膏體機是一種粘稠物料運輸設(shè)備，其特點是吸力大、壓力大、無級調(diào)節(jié)、便于清理、材質(zhì)耐磨等。

（2）犁刀混合機

犁刀混合機運行原理圖如圖4所示，其由主動輪減速機帶動犁刀組軸運動，一方面將物料沿筒體圓周做徑向周向湍動，同時將物料沿犁刀兩側(cè)的法線方向拋出，另一方面被拋出的物料經(jīng)過飛刀組時會被高速旋轉(zhuǎn)的飛刀剪切攪拌并被強烈拋散，使物料在犁刀和飛刀的復(fù)合作用下不斷更疊、擴散并被不斷地翻動和互相摻和，因此會在極短的時間內(nèi)達到均勻混合的效果。塊狀固-固（粉體與粉體）、固-漿（粉體與膠漿液）的物料或密度差異較大的物料也能被其均勻混合。

圖4 犁刀混合機運行原理圖

犁刀混合機工藝具備以下特點：運用最新概念的犁刀式攪拌機理技術(shù)，加上高速旋轉(zhuǎn)刀頭的離散式攪拌，混合速度快且均勻；攪拌主機的混合精度高，各種物料的混合均勻度好，混合時不產(chǎn)生離析，攪拌的混合比可高達1：10000，能夠最大程度地滿足施工要求；對粒度、密度差異大的物料混合有較好的適應(yīng)性，結(jié)構(gòu)特點特別適合加液混合和造濕粒，粒徑在0.3-3mm之間；具有優(yōu)良的卸料裝置，卸料時無死區(qū)、不殘留、不漏料，卸料時間短；設(shè)有動態(tài)人工取樣口，方便用戶取樣檢測，并可根據(jù)產(chǎn)品的檢驗情況來調(diào)節(jié)主機的攪拌時間，以滿足生產(chǎn)要求；攪拌主機筒體及攪拌葉片采用高等級合金耐磨板，高速飛刀采用耐磨合金鑄件，具有極高的耐磨損性能，可延長攪拌主機的使用壽命。

（3）真空槳葉耙式干燥機

真空槳葉耙式干燥機結(jié)構(gòu)圖如圖5所示，其具有以下特點：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、操作簡單；設(shè)備故障率低、容易做到進出料全自動控制；油泥物料外圍溫度低，避免了油分揮發(fā)溢出，即減少了尾氣處理難度，又最大限度控制了熱值的損耗。

圖5 真空槳葉耙式干燥機結(jié)構(gòu)圖

5 結(jié)束語

經(jīng)過多年深入的研究和反復(fù)的實踐，成功開發(fā)出油泥低溫真空干燥新技術(shù)，并成功研制出了相關(guān)的低溫真空干燥設(shè)備。該新技術(shù)既實現(xiàn)了油泥的科學(xué)化無害化處理，又實現(xiàn)了油泥的資源化再利用，具有重要的社會經(jīng)濟意義和推廣應(yīng)用價值。