100t/d油泥处理系统工程设计

张宏杰 赵斐

摘   要：目前我国含油污泥的年产量已达400万t，但其无害化处理率却相当低，面对这样庞大的危废处理市场，国内形成了多元化处理技术并存的局面。设计采用过热蒸汽喷射干化技术对油泥进行处理，处理后的干灰含油率可≤3‰，满足农用污泥中污染物控制标准。本工艺处理效果稳定达标，系统操作管理简单可靠，能够为我国油泥处理站的设计提供借鉴。

关键词：含油污泥，过热蒸汽，工程设计

含油污泥是一种重要污染源，含油污泥处理应符合国家、地方环保法律法规的要求。《废矿物油回收利用污染控制技术规范》中要求原油和天然气开采应将开采现场沾染废矿物油的泥、沙、水全部收集。原油和天然气开采产生的残油、废油、油基泥浆、含油垃圾、清罐油泥等应全部回收，不应排放或弃置。油泥沙经油沙分离后含油率应<2%。

我国西部某集团公司将石油开采、集输、处理过程中含油固体废物的处理作为一项重要工作，提出油泥处理量满足100 t/d，油泥处理后含油指标≤3‰（质量分数）。本课题严格执行国家、行业的标准和规范，设计油泥处理站时选择“减量化、资源化”的工艺，使油泥处理后可达到回用农田的标准。

1    油泥组分

在本课题中，含油污泥包括“液态”油泥和“固态”油泥两种，年生成量在10 000 t左右。

“液态”污泥包括清罐油泥和其他油泥。固体质量分数较低，为5%～35%。水的质量分数较高，为60%～75%。再加上10%～25%的油，总液体质量分数在70%～90%。

“固态”污泥包括作业油泥和落地油泥，前者油的质量分数与液态污泥相近，固体质量分数高至40%，液体质量分数在50%～70%。后者的固体质量分数最高80%，油和水的质量分数均在10%～15%。西部某集团公司油泥来源、组成及产量如表1所示。

2    工艺流程

设计采用的油泥处理工艺流程为：经过前端调质脱水处理后的油泥通过上料设备进入SOSS油泥干化设备进行深度减量、脱油处理，过热蒸汽喷射含油污泥处理技术主要工作原理是通过锅炉产生的超高温蒸汽，蒸汽温度为500～550 ℃，经特制的喷嘴以2 Ma速度喷出，与油泥颗粒正面碰撞，在高温及高速所产生的冲量作用下将油泥中所吸附或包含的油分和水分蒸出。干化后的气固两相混合物进入除尘设备中进行气固分离，搜集的达标干灰直接外拉利用，不达标的干灰进入深度处理装置，进一步降低干灰的含油率直至达标。油水混合蒸汽经冷凝后进行油水分离，油分储存在回收油罐内交付油田联合站，污水排入油田的污水处理站，工艺流程如图1所示。

3    工艺设计

过热蒸汽喷射含油污泥处理设备主要包括以下5个子系统：

（1）过热蒸汽生成系统：提供处理设备所需的热量，是系统处理能力的体现。

（2）含油污泥输送系统：按照工况参数要求供应处理设备所需的含油污泥。

（3）污泥干化系统：该分系统是处理设备最关键的部件，在该分系统中，含油污泥和过热蒸汽进行了充分的碰撞、接触，实现了油、水与泥砂的分离。

（4）气固分离系统：分离后的水蒸气和干灰在离心力的作用下分离，收集干灰。

（5）冷凝冷却系统：分离后的油蒸气和水蒸汽进行冷却分离，从而提取油分。

3.1  过热蒸汽生成系统

深度处理装置系统中设置有单独的饱和蒸汽发生锅炉，产生0.3 MPa的饱和蒸汽12 t/h，该饱和蒸汽进入焚烧系统的蒸汽过热系统中进行烟气再热，升温到500 ℃输出。

3.2  含油污泥输送系统

（1）料斗（含破碎器）。

体积：4 m3

主体设备材质：碳钢

数量：2套

（2）油泥输送器。

输送能力：3 t/h

主体设备材质：不锈钢

数量：2套

配套设备：破碎电机，油泥输送电机

3.3  污泥干化系统

（1）干化处理室。

油泥处理能力：2.5 t/h

外形尺寸：Φ2.3 m×0.8 m（D×W）

材质：碳钢

数量：2台

（2）過热蒸汽喷射系统。

喷射流量：5.2 t/h

喷嘴材质：不锈钢

数量：2套

3.4  气固分离系统

（1）一级旋风分离器。

型号：CLK-700

外形尺寸：Φ0.7 m×5.7 m（D×H）

进口风速：10～20 m/s

处理风量：4 600～9 200 m3/h

除尘效率：85～90%

数量：4台

（2）二级旋风分离器。

型号：CLT/A-6×6

外形尺寸：2.46 m×2.35 m×5.92 m（L×W×H）

处理风量：16 020～24 000 m3/h

除尘效率：85%

数量：2台

（3）干灰输送器。

输送能力：3 t/h

主体设备材质：不锈钢

数量：4套

配套设备：油泥输送电机，出料阀

3.5  冷凝冷却系统

（1）油水分离器。

工作温度：50～80 ℃

工作压力：常压

材质：S30408

配套：液位传感器、喷淋器、布水器、喷淋泵、排气液封组件

喷淋泵参数：

流量：约375 m3/h

扬程：约15～20 m

数量：2台

（2）冷却塔。

制冷量：4 930 kW

蒸发水量：7.85 m3/h

配套：循环泵

循环泵参数：

流量：约1 000 m3/h

扬程：约30 m

数量：2台