Z4E-3/951型卧螺离心机在绥中36-1原油处理厂含油污泥处理中的应用

刘振国，代晓东

（中海能源发展股份有限公司人力资源服务公司碧海环保服务公司，天津300458）

Z4E-3/951型卧螺离心机在绥中36-1原油处理厂含油污泥处理中的应用

刘振国，代晓东

（中海能源发展股份有限公司人力资源服务公司碧海环保服务公司，天津300458）

针对绥中36-1原油处理厂污水系统产生的大量含油污泥，采用“调质+离心分离”工艺处理，分离设备为德国进口Z4E-3/951型卧螺离心机，调制采用污泥脱水剂TM-5057，注入浓度为0.4%，离心机的运行参数：进料速率在5m3/h；转速3700rpm；差速度8～10rpm，减容率可达到75%～80%。

含油污泥；调制；卧螺离心机；污泥脱水剂；减容率

由于采用聚合物驱油和加密井眼开发等增产措施的施行，绥中36-1原油终端的原油处理过程中，由于沉降罐内沉积了大量污油泥，排水时被携带进了污水处理系统。加之污水处理过程中的调储罐内添加了絮凝剂及助凝剂，产生大量的含油浮渣，直接造成调储罐、粗粒化斜管除油罐、澄清沉降罐等单元均有大量含油污泥出现。

油田含油污泥物化性质十分复杂，一般含有老化原油、固体悬浮物、重金属盐及聚合物等［1］。绥中36-1原油处理厂曾尝试使用叠螺式污泥脱水机进行干化，但脱水效果不佳，目前主要处理方式为罐车外运处理。

通过对含油污泥减量化处理的大量实验效果进行评价，最终制定“调质+离心分离”的油泥减量化处理工艺。

1　化学调制实验研究

根据绥中36-1原油处理厂含油污泥的性质，采用油污预处理药剂对含油污泥进行调质预处理，破坏油泥稳定性，使用离心机将油、水、泥三相分离，实现油泥减量化。实验方法是在恒温水浴加热到60℃的情况下，设定离心机转速为4000r/min，离心分离5min，使用SIGMA 6-16H型台式高速离心机对各组含油污泥的分离情况进行测定。

通过筛选，高效油泥脱水剂TM-5057在60℃，浓度为0.4%的条件下分离效果最佳，油水固三相分离较为彻底。

2　现场试验工艺流程

图1是含油污泥减量化处理的工艺流程图，利用气动隔膜泵将污油泥从污泥池内经过耐压软管抽入搅拌罐中，在泵房内安装2台防爆螺杆泵，将搅拌罐中搅拌均匀的含油污泥，加注油泥分离剂调质后进入离心机进行液固两相分离。分离出的固相通过螺旋推料器送入垃圾箱中外运，液相通过耐压管线返回污水池中。

图1　含油污泥减量化处理设备流程图

3　Z4E-3951型卧螺离心机脱水原理及技术参数

离心脱水机是利用转鼓高速旋转产生的离心力进行固液分离的一种污泥处理设备［2］。

卧螺离心机的主要部件有：转鼓、螺旋推进器、差速系统等构成。分离过程为：物料在转鼓内壁以设计速度高速旋转，沿着转鼓壳体形成一个同心液层，称为液环层。物料内所含的固体在离心力作用下沉积到转鼓上，再通过螺旋的运转将干物料推至转鼓锥端，上清液则从转鼓大端排出，实现固液分离［3］。

技术参数见如下：处理量—5m3/h、转鼓内径—420mm、直径/长度比—1：3、有效容积—75L、主转速—2000～4000r/min（可调）、差转速—1～20r/min（可调）、最大分离因数—3750xg、最大扭矩—2500Nm、长/宽/高—3735×1000×1200mm、重量—2600 kg、转鼓材料—双相不锈钢DIN1.4463离心浇注（相当于SAF2205）。

4　现场试验监测方法

含油污泥含水率依据GB/T8929-1988原油水含量测定法分析：称取20g搅拌均匀的含油污泥样品，加入100mL（沸程60～90℃）无水石油醚，将混合物摇匀后加入干燥沸石，进行蒸馏，记下蒸出水的体积，重复三次，取平均值，计算含油污泥的含水量。

含泥量的测定采用重量法，将一定量的含油污泥置于坩埚中，放在650℃的马弗炉中焚烧8h后冷却，计算前后的重量差，计算含油污泥的含泥率。含油污泥的含油率=100%-含水率-含泥率。

5　结果与讨论

5.1含油污泥的预处理

含油污泥的预处理指的就是调质阶段，根据绥中36-1含油污泥的性质，需要选用合适的高分子絮凝剂，通过室内评价实验，油泥脱水剂TM-5057的絮凝效果最佳，它是高分子聚丙烯酰胺和聚醚的复配产品，不仅起到絮凝污泥的作用，还可以分散到油水乳状液与污泥的界面，起到脱油脱水的作用。

油泥脱水机TM-5057的作用效果迅速，故加药点在离心机进料泵的出口，防止油泥分离后产生的不均匀性影响进料泵的运行状况。

现场运行过程中，在不加入油泥脱水剂TM-5057的情况下，离心机固相出口油泥含油量大，且较为松散。根据室内评价结果，油泥脱水机TM-5057的最低注入浓度为0.4%。

5.2离心机操作参数的选择

5.2.1进料量

离心机的进料量越大，物料在离心机中停留的时间越短，离心分离效果越差［4］。Z4E-3951型卧螺离心机的额定处理量为5m3/h，若超过额定进料量，则会造成螺旋输送能力的饱和而导致转鼓堵塞，若处理量太小，则无法解决现场问题。现场试验期间，进料量稳定在5m3/h。

5.2.2分离因数

被分离物料在离心场中所受的离心力和它所受重力的比值，称为分离因数。分离因数的值一般是以转鼓的转速表示的，是离心机分离能力的主要指标，分离因数越大，物料受的离心力越大，分离效果也就越好。对于一定尺寸和材料的转鼓，转速的提高并不是任意无限的，其极限值取决于转鼓的机械强度和结构参数［5］。现场试验期间，转速设定在3700rpm，当转速超过这个值时，应力增大会导致转鼓发生危险。

5.2.3差转速

差转速的大小主要取决于离心机所需排渣量的大小，含油污泥干化时，离心机的差转速不能太高，因为差转速过高时，由于转鼓内流体的挠动加快会增大流体对湿沉渣的冲刷增大分离液中的含固量，降低固相回收率。差转速过低又会明显降低螺旋的输渣效率使差速器受到扭矩过大而损坏差速器［6］。长期的运行经验证明，离心机的差速度选择在8～10rpm。

5.3化验测定数据

根据4中的监测方法对油泥入口及离心机固相出口的油泥进行油水泥三相含量分析，数据见表1。

表1　现场试验数据

6　结论

1）现场试验油泥分离剂的最佳注入浓度为0.4%；

2）现场试验离心机运行的最佳条件：进料速率在5m3/h；转速3700rpm；差速8～10rpm；

3）最佳运行条件下，减容率在75%～80%之间，大大降低了处理厂通过罐车外运含油污泥的运输压力，也为含油污泥进一步深度处理创造了条件。因此，“调质+离心分离”技术在处理聚驱含油污泥方面值得推广。

［1］杜文军，王爱军，董新民，等.彩南油田井下废水及油泥处理中试研究，环境科学与技术［J］，2010，33（12）：173-175.

［2］孙喜鹏，江奇志，李强.叠螺脱水机与离心脱水机在污泥处理中的应用比较，工业用水与废水［J］，2012，43（6）：73～76.

［3］何谐.卧螺离心机选型因素研究，给水排水［J］，2010，36（10）：94-99.

［4］原文博，陈锦，李勇强.LW 400×1600-N2型离心机在炼油污泥治理中的应用.工业水处理［J］，2008，28（3）：69-71.

［5］周知进，傅彩明.卧螺离心机转鼓主要参数对其模态的影响，机械设计［J］，2006，23（9）：28-30.

［6］刘长星，付蕾，井涛.卧螺离心机含油污泥脱水试验研究，过滤与分离［J］，2004，14（4）：28-31.

Application ofthe Z4E-3/951 centrifuge to the treatm ent ofoily sludge in SZ36-1 oil treatmentplant

LIU Zhen-guo，DAIXiao-dong
（CNOOCEnergy Technology&ServicesLimited-Human ResourcesServicesCompany BlueSea Environmental Service Company，Tianjin 300458）

A large amountofoily sludgewhich wasproduced by SZ36-1Oil Treatment Planthas been treated through“conditioning-centrifugal separation”process.Z4E-3/951 centrifuge has been used to treat the oil sludge and sludge dehydrating agent TM-5057 was injected before it under the concentration of 0.4%.The operating parameters ofcentrifugewere：rate offeed was 5m3/h；rate ofrollerwas 3700rpm；the differentialwas 8-10rpm，and the capacity reduction rate could reach 75%～80%.

oily sludge；conditioning；centrifuge；sludge dehydratingagent；capacity reduction rate

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.05.011

X74

B

1008-1267（2015）05-0032-03

2015-04-08

刘振国（1979-），男，本科，工程师，研究油田生产工艺处理及化工应用。