權(quán)利要求書: 1.一種利用水泥窯高效資源化處置油泥的系統(tǒng),該水泥窯包括依次連接的五級預(yù)熱器、分解爐和回轉(zhuǎn)窯;所述分解爐上設(shè)有鵝頸管,五級預(yù)熱器上設(shè)有廢氣總管;其特征在于:所述系統(tǒng)包括油泥熱解配氣單元、油泥熱解單元、油泥熱解氣高效利用單元和油泥渣資源化利用單元;
所述油泥熱解配氣單元由水泥窯廢氣總管出口和鵝頸管出口匯合后的管路形成,為油泥熱解單元提供熱解必須的溫度和氣氛條件;鵝頸管處氣體經(jīng)過旋風筒除塵,水泥生料粉塵回取氣處;
所述油泥熱解單元為置有油泥的固定床,用于將油泥在250℃ 500℃低溫條件下熱解;
~
所述固定床包括氣體入口、油泥入口、熱解氣出口、油泥熱解產(chǎn)物出口;即油泥通過油泥入口進入固定床的反應(yīng)區(qū),氣體入口與油泥熱解配氣單元連接以獲得熱解氣,反應(yīng)后的熱解氣經(jīng)熱解氣出口排出;在固定床內(nèi)加入蓄熱料,待熱解單元溫度升至250℃ 500℃后繼續(xù)維~持1 2小時后卸料;
~
所述油泥熱解氣高效利用單元包括與油泥熱解氣出口連接的管路,管路末端與回轉(zhuǎn)窯窯頭罩上的煤粉入口連接,從而將油泥熱解后的烴類熱解氣送至回轉(zhuǎn)窯當燃料重復(fù)利用;
油泥熱解產(chǎn)生的烴類物質(zhì)供給水泥窯作為燃料,過程中不需冷凝及凈化處理,同時熱解氣燃燒后與水泥窯氣氛一起部分提取作為油泥熱解需要的惰性氛圍,無需再增加缺氧條件;
所述油泥渣資源化利用單元包括連接在油泥熱解產(chǎn)物出口與五級預(yù)熱器之間的相應(yīng)管路,用于將無需粉磨的油泥熱解渣,直接送至水泥生料端即五級預(yù)熱器的C1級旋風筒之前,進而參與水泥的配料;
所述油泥熱解配氣單元提供的氣體滿足以下條件:
其中, :廢氣總管中氧氣系數(shù); :廢氣總管取氣量;
:鵝頸管中氧氣系數(shù); :鵝頸管取氣量;
:廢氣總管中氣體比熱容; :廢氣總管中氣體密度; :廢氣總管氣體溫度;
:鵝頸管中氣體比熱容; :鵝頸管中氣體密度; :鵝頸管氣體溫度;
m:油泥質(zhì)量;M:油泥含水率; :油泥干基比熱容; :水的比熱容;:水蒸氣汽化潛熱; :水蒸氣的比熱容;T:熱解單元控制溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的利用水泥窯高效資源化處置油泥的系統(tǒng),其特征在于:所述熱解氣出口、油泥熱解產(chǎn)物出口均與油泥入口相對設(shè)置,且熱解氣出口位于油泥熱解產(chǎn)物出口的上方。
3.如權(quán)利要求1所述的利用水泥窯高效資源化處置油泥的系統(tǒng),其特征在于:所述蓄熱料為卵石、鈦鐵礦石、磁鐵礦石、金剛砂;粒度滿足: =0.9 1.5mm, <2.0;其中,~指有10wt%的蓄熱料能通過的篩孔孔徑; 。
4.一種如權(quán)利要求1所述的利用水泥窯高效資源化處置油泥的系統(tǒng)的方法,其特征在于,包括如下步驟:a、分別在油泥熱解配氣單元的水泥窯窯尾廢氣總管和鵝頸管出口處取氣體輸送至熱解單元,鵝頸管處氣體經(jīng)過旋風筒除塵,水泥生料粉塵回取氣處;
所取氣體滿足以下公式:
;
;
:廢氣總管中氧氣系數(shù); :廢氣總管取氣量;
:鵝頸管中氧氣系數(shù); :鵝頸管取氣量;
:廢氣總管中氣體比熱容; :廢氣總管中氣體密度; :廢氣總管氣體溫度;
:鵝頸管中氣體比熱容; :鵝頸管中氣體密度; :鵝頸管氣體溫度;
m:油泥質(zhì)量;M:油泥含水率; :油泥干基比熱容; :水的比熱容;:水蒸氣汽化潛熱; :水蒸氣的比熱容;T:熱解單元控制溫度;
b、油泥熱解單元內(nèi)部裝有蓄熱料,待油泥熱解單元溫度升至250?500℃后繼續(xù)維持1?2小時后卸料,過程中部分難熱解的殘留物通過與蓄熱料的相互碰撞粒徑變小繼續(xù)熱解,同時對殘留物也起到了粉磨的作用;
c、熱解氣輸送至回轉(zhuǎn)窯作為高品位燃料使用;
d、在五級預(yù)熱器的C1級旋風筒之前均勻加入熱解渣,該熱解渣無需粉磨,參與到水泥窯的配料中。
說明書: 一種利用水泥窯高效資源化處置油泥的系統(tǒng)和方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于廢棄物處置及資源化利用領(lǐng)域,尤其是涉及一種利用水泥窯高效資源化處置油泥的系統(tǒng)和方法。背景技術(shù)[0002] 含油污泥已被國家列為危險廢物。油泥中有機污染物來源于原油中的油分,而無機污染物主要包括無機鹽和重金屬,此外還有大量病原菌和寄生蟲等,會對土壤、水體、大氣環(huán)境產(chǎn)生污染,甚至?xí)ㄟ^食物鏈進入人體。由于產(chǎn)生量大、成分復(fù)雜、處理難度大,油泥處理一直是困擾石油石化行業(yè)的難題。另外,油泥中含有大量的石油類資源,可回收原油實現(xiàn)資源化利用。[0003] 當前油泥處理技術(shù)普遍存在適用范圍窄,處理成本高的問題,導(dǎo)致油泥處理率較低;同時這些技術(shù)對回收油之后的殘渣缺乏考慮,因此一些技術(shù)只適用于油泥的預(yù)處理,必須輔以深度處理方法,才能滿足
危廢填埋的入場標準要求。熱解法油品回收率高、三相產(chǎn)物均可再利用,適用于各種油泥,有較大的應(yīng)用前景。發(fā)改委《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄(2016版)》中鼓勵發(fā)展“油泥回轉(zhuǎn)式連續(xù)低溫熱解裝備”;三部委在《國家鼓勵發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備(2020年版)》中再次說明含油污泥熱解處理裝備被列入應(yīng)用類,污油泥熱分解處理成套裝備被列入推廣類。[0004] 含油污泥的種類較多、性質(zhì)較為復(fù)雜,相對應(yīng)的處理工藝技術(shù)和設(shè)備裝置也呈現(xiàn)多元化。常用技術(shù)包括:調(diào)質(zhì)機械分離、萃取、熱裂解、熱脫附、水泥窯協(xié)同處置等。油泥無害化的處理技術(shù)主要包括焚燒、填埋、固化技術(shù)等。熱解技術(shù)作為一種新型方法優(yōu)勢非常明顯,其回收的甲烷、二氧化碳、乙烷等氣體以及柴油等液態(tài)回收物作燃料是利用含油污泥中所含能源的一種綜合利用方式,是含油污泥處理的主流方向之一。目前,熱解系統(tǒng)溫度高,耗能大以及回收油、處置能力提升以及處理成本降低仍是熱解技術(shù)需要解決的難題。水泥窯協(xié)同處置技術(shù)利用水泥窯內(nèi)溫度高、熱容量大、工況穩(wěn)定、停留時間長等特點,在不影響水泥正常生產(chǎn)和質(zhì)量的前提下,可同步實現(xiàn)油泥的無害化焚燒處置,一般是通過配伍?調(diào)質(zhì)?泵送技術(shù)路線處置各類含油污泥,主要以無害化處置為主,資源化利用程度不高。[0005] 綜上所述,現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是:[0006] (1)油泥熱解需要配置氮氣等惰性氛圍,同時油品類氣相產(chǎn)物需要冷凝、凈化處理。[0007] (2)水泥窯協(xié)同處置只是將油泥通過配伍便于輸送后,直接送至分解爐等高溫區(qū),對水泥窯熱工系統(tǒng)沖擊較大,且只是單純將油泥處置而未資源化利用。發(fā)明內(nèi)容[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題,本發(fā)明公開了一種利用水泥窯高效資源化處置油泥的系統(tǒng)和方法。[0009] 本發(fā)明的第一目的在于提供了一種利用水泥窯高效資源化處置油泥的系統(tǒng),該水泥窯包括依次連接的五級預(yù)熱器、分解爐和回轉(zhuǎn)窯;所述分解爐上設(shè)有鵝頸管,五級預(yù)熱器上設(shè)有廢氣總管;所述系統(tǒng)包括油泥熱解配氣單元、油泥熱解單元、油泥熱解氣高效利用單元和油泥渣資源化利用單元;[0010] 所述油泥熱解配氣單元由水泥窯廢氣總管出口和鵝頸管出口匯合后的管路形成,為油泥熱解單元提供熱解必須的溫度和氣氛條件;鵝頸管處氣體經(jīng)過旋風筒除塵,水泥生料粉塵回取氣處;[0011] 所述油泥熱解單元為置有油泥的固定床,用于將油泥在250℃~500℃低溫條件下熱解;所述固定床包括氣體入口、油泥入口、熱解氣出口、油泥熱解產(chǎn)物出口;即油泥通過油泥入口進入固定床的反應(yīng)區(qū),氣體入口與油泥熱解配氣單元連接以獲得熱解氣,反應(yīng)后的熱解氣經(jīng)熱解氣出口排出;在固定床內(nèi)加入蓄熱料,待熱解單元溫度升至250℃~500℃后繼續(xù)維持1~2小時后卸料;[0012] 所述油泥熱解氣高效利用單元包括與油泥熱解氣出口連接的管路,管路末端與回轉(zhuǎn)窯頭罩上的煤粉入口連接,從而將油泥熱解后的烴類熱解氣送至回轉(zhuǎn)窯當燃料重復(fù)利用;[0013] 所述油泥渣資源化利用單元包括連接在油泥熱解產(chǎn)物出口與五級預(yù)熱器之間的相應(yīng)管路,用于將無需粉磨的油泥熱解渣,直接送至水泥生料端即五級預(yù)熱器的C1級旋風筒之前,進而參與水泥的配料。[0014] 進一步的,所述油泥熱解配氣單元提供的氣體滿足以下條件:[0015][0016] CAρAQA(TA?T)+CBρBQB(TB?T)=m(1?M)Cm(T?20)+80mMCW+rmM+mMrq(T?100)[0017] 其中, 廢氣總管中氧氣系數(shù);QA:廢氣總管取氣量;[0018] 鵝頸管中氧氣系數(shù);QB:鵝頸管取氣量;[0019] CA:廢氣總管中氣體比熱容;ρA:廢氣總管中氣體密度;TA:廢氣總管氣體溫度;[0020] CB:鵝頸管中氣體比熱容;ρB:鵝頸管中氣體密度;TB:鵝頸管氣體溫度;[0021] m:油泥質(zhì)量;M:油泥含水率;Cm:油泥干基比熱容;CW:水的比熱容;r:水蒸氣汽化潛熱;rq:水蒸氣的比熱容;T:熱解單元控制溫度。[0022] 進一步的,所述熱解氣出口、油泥熱解產(chǎn)物出口均與油泥入口相對設(shè)置,且熱解氣出口位于油泥熱解產(chǎn)物出口的上方。[0023] 進一步的,所述蓄熱料為卵石、鈦鐵礦石、磁鐵礦石、金剛砂;粒度滿足:d10=0.9~1.5mm, 其中,d10指有10wt%的蓄熱料能通過的篩孔孔徑;d80指有80wt%
的蓄熱料能通過的篩孔孔徑。滿足d10和K80要求的蓄熱料大小均勻、具有較大的比表面積,鼓泡或者流化效果較好,可以提高油泥的熱解效率。
[0024] 本發(fā)明的另一目的在于提供了一種利用水泥窯高效資源化處置油泥的方法,包括如下步驟:[0025] a、分別在油泥熱解配氣單元的水泥窯窯尾廢氣總管和鵝頸管出口處取氣體輸送至熱解單元,鵝頸管處氣體經(jīng)過旋風筒除塵,水泥生料粉塵回取氣處;[0026] 所取氣體滿足以下公式:[0027][0028] CAρAQA(TA?T)+CBρBQB(TB?T)=m(1?M)Cm(T?20)+80mMCW+rmM+mMrq(T?100);[0029] 廢氣總管中氧氣系數(shù);QA:廢氣總管取氣量;[0030] 鵝頸管中氧氣系數(shù);QB:鵝頸管取氣量;[0031] CA:廢氣總管中氣體比熱容;ρA:廢氣總管中氣體密度;TA:廢氣總管氣體溫度;[0032] CB:鵝頸管中氣體比熱容;ρB:鵝頸管中氣體密度;TB:鵝頸管氣體溫度;[0033] m:油泥質(zhì)量;M:油泥含水率;Cm:油泥干基比熱容;CW:水的比熱容;r:水蒸氣汽[0034] 化潛熱;rq:水蒸氣的比熱容;T:熱解單元控制溫度;[0035] b、油泥熱解單元內(nèi)部裝有蓄熱料,待油泥熱解單元溫度升至250?500℃后繼續(xù)維持1?2小時后卸料,過程中部分難熱解的殘留物通過與蓄熱料的相互碰撞粒徑變小繼續(xù)熱解,同時對殘留物也起到了粉磨的作用。[0036] c、熱解氣輸送至回轉(zhuǎn)窯作為高品位燃料使用;[0037] d、在五級預(yù)熱器的C1級旋風筒之前均勻加入熱解渣,該熱解渣無需粉磨,參與到水泥窯的配料中。[0038] 本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:[0039] 本發(fā)明利用油泥熱解產(chǎn)生的烴類物質(zhì)供給水泥窯作為燃料,過程中不需冷凝及凈化處理,同時熱解氣燃燒后與水泥窯氣氛一起部分提取作為油泥熱解需要的惰性氛圍,無需再增加氮氣等提供所需的缺氧條件;油泥熱解渣由于含油量少,可參與水泥生料配料,杜絕了水泥窯協(xié)同處置油泥時對窯系統(tǒng)的沖擊。附圖說明:
[0040] 圖1是本發(fā)明的利用水泥窯高效資源化處置油泥的系統(tǒng)示意圖。[0041] 圖中;1、五級預(yù)熱器;2、分解爐;3、回轉(zhuǎn)窯;4、鵝頸管;5、廢氣總管;6、油泥熱解配氣單元;7、油泥熱解單元;71、氣體入口;72、油泥入口;73、熱解氣出口;74、油泥熱解產(chǎn)物出口;8、油泥熱解氣高效利用單元;9、油泥渣資源化利用單元。具體實施方式[0042] 下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述;顯然;所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例;而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例;本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例;都屬于本發(fā)明保護的范圍。[0043] 實施例1[0044] 本實施例提供了一種利用水泥窯高效資源化處置油泥的系統(tǒng),該水泥窯包括依次連接的五級預(yù)熱器1、分解爐2和回轉(zhuǎn)窯3;所述分解爐2上設(shè)有鵝頸管4,五級預(yù)熱器1上設(shè)有廢氣總管5;本發(fā)明的系統(tǒng)是在該水泥窯的基礎(chǔ)上設(shè)置油泥熱解配氣單元6、油泥熱解單元7、油泥熱解氣高效利用單元8和油泥渣資源化利用單元9;
[0045] 所述油泥熱解配氣單元6由水泥窯廢氣總管出口和鵝頸管出口匯合后的管路形成,主要為油泥熱解單元提供熱解必須的溫度和氣氛條件;鵝頸管處氣體經(jīng)過旋風筒除塵,水泥生料粉塵回取氣處。氣體滿足以下條件:[0046][0047] CAρAQA(TA?T)+CBρBQB(TB?T)=m(1?M)Cm(T?20)+80mMCW+rmM+mMrq(T?100)[0048] 廢氣總管中氧氣系數(shù);QA:廢氣總管取氣量[0049] 鵝頸管中氧氣系數(shù);QB:鵝頸管取氣量[0050] CA:廢氣總管中氣體比熱容;ρA:廢氣總管中氣體密度;TA:廢氣總管氣體溫度[0051] CB:鵝頸管中氣體比熱容;ρB:鵝頸管中氣體密度;TB:鵝頸管氣體溫度[0052] m:油泥質(zhì)量;M:油泥含水率;Cm:油泥干基比熱容;CW:水的比熱容;r:水蒸氣汽化潛熱;rq:水蒸氣的比熱容;T:熱解單元控制溫度[0053] 所述油泥熱解單元7具體為置有油泥的固定床,主要用于將油泥在250℃~500℃低溫條件下熱解;所述固定床包括氣體入口71、油泥入口72、熱解氣出口73、油泥熱解產(chǎn)物出口74;即油泥通過油泥入口72進入固定床的反應(yīng)區(qū),氣體入口71與油泥熱解配氣單元6連接以獲得熱解氣,反應(yīng)后的熱解氣經(jīng)熱解氣出口73排出;具體的,所述熱解氣出口73、油泥熱解產(chǎn)物出口74均與油泥入口72相對設(shè)置,且熱解氣出口73位于油泥熱解產(chǎn)物出口74的上方;為減輕油泥在熱解過程中團聚現(xiàn)象,在固定床內(nèi)加入蓄熱料,待熱解單元溫度升至250℃~500℃后繼續(xù)維持1~2小時后卸料,蓄熱料為卵石、鈦鐵礦石、磁鐵礦石、金剛砂等耐磨穩(wěn)定性物質(zhì),在熱解過程中蓄熱料不停與難熱解的油泥殘留物摩擦,使得殘留物粒徑變小繼續(xù)熱解,提高熱解效率的同時還能將油泥熱解渣粒度降至水泥生料程度。具體的,蓄熱料的粒度滿足:d10=0.9~1.5mm, 其中,d10指有10wt%的蓄熱料能通過的篩孔孔徑;d80指有80wt%的蓄熱料能通過的篩孔孔徑。滿足d10和K80要求的蓄熱料大小均勻、具有較大的比表面積,鼓泡或者流化效果較好,可以提高油泥的熱解效率。
[0054] 所述油泥熱解氣高效利用單元8包括與油泥熱解氣出口73連接的管路,管路末端與回轉(zhuǎn)窯窯頭罩上的煤粉入口連接,從而將油泥熱解后的烴類熱解氣送至回轉(zhuǎn)窯當燃料重復(fù)利用。[0055] 所述油泥渣資源化利用單元9包括連接在油泥熱解產(chǎn)物出口74與五級預(yù)熱器之間的相應(yīng)管路,主要是將無需粉磨的油泥熱解渣,直接送至水泥生料端即五級預(yù)熱器的C1級旋風筒之前,進而參與水泥的配料。[0056] 實施例2:[0057] 本實施例公開了采用實施例1的系統(tǒng)高效利用油泥的方法,包括如下步驟:[0058] a、分別在油泥熱解配氣單元6的水泥窯廢氣總管和鵝頸管出口處取氣體輸送至熱解單元7,鵝頸管處氣體經(jīng)過旋風筒除塵,水泥生料粉塵回取氣處。[0059] 所取氣體滿足以下公式:[0060][0061] CAρAQA(TA?T)+CBρBQB(TB?T)=m(1?M)Cm(T?20)+80mMCW+rmM+mMrq(T?100);[0062] 廢氣總管中氧氣系數(shù);QA:廢氣總管取氣量;[0063] 鵝頸管中氧氣系數(shù);QB:鵝頸管取氣量;[0064] CA:廢氣總管中氣體比熱容;ρA:廢氣總管中氣體密度;TA:廢氣總管氣體溫度;[0065] CB:鵝頸管中氣體比熱容;ρB:鵝頸管中氣體密度;TB:鵝頸管氣體溫度;[0066] m:油泥質(zhì)量;M:油泥含水率;Cm:油泥干基比熱容;CW:水的比熱容;r:水蒸氣汽化潛熱;rq:水蒸氣的比熱容;T:熱解單元控制溫度。[0067] b、油泥熱解單元內(nèi)部裝有粒度要求滿足d10=0.9mm,K80<2.0的蓄熱料,待油泥熱解單元溫度升至250℃后繼續(xù)維持2小時后卸料,過程中部分難熱解的殘留物通過與蓄熱料的相互碰撞粒徑變小繼續(xù)熱解,同時對殘留物也起到了粉磨的作用。[0068] c、熱解氣(主要含烴類物質(zhì))輸送至水泥窯窯頭作為高品位燃料使用;[0069] d、在五級預(yù)熱器的C1級旋風筒之前均勻加入熱解渣,該熱解渣無需粉磨,參與到水泥窯系統(tǒng)的配料中。[0070] 實施例3:[0071] 本實施例公開了采用實施例1的系統(tǒng)高效利用油泥的方法,包括如下步驟:[0072] a、分別在水泥窯窯尾廢氣總管和鵝頸管處取氣體輸送至熱解單元,鵝頸管處氣體經(jīng)過旋風筒除塵,水泥生料粉塵回取氣處。氣體滿足以下條件:[0073][0074] CAρAQA(TA?T)+CBρBQB(TB?T)=m(1?M)Cm(T?20)+80mMCW+rmM+mMrq(T?100)[0075] 廢氣總管中氧氣系數(shù);QA:廢氣總管取氣量;[0076] 鵝頸管中氧氣系數(shù);QB:鵝頸管取氣量;[0077] CA:廢氣總管中氣體比熱容;ρA:廢氣總管中氣體密度;TA:廢氣總管氣體溫度;[0078] CB:鵝頸管中氣體比熱容;ρB:鵝頸管中氣體密度;TB:鵝頸管氣體溫度;[0079] m:油泥質(zhì)量;M:油泥含水率;Cm:油泥干基比熱容;CW:水的比熱容;r:水蒸氣汽化潛熱;rq:水蒸氣的比熱容;T:熱解單元控制溫度。[0080] b、油泥熱解單元內(nèi)部裝有粒度要求滿足d10=1.5mm,K80<2.0的蓄熱料,待熱解單元溫度升至500℃后繼續(xù)維持1小時后卸料,過程中部分難熱解的殘留物通過與蓄熱料的相互碰撞粒徑變小繼續(xù)熱解,同時對殘留物也起到了粉磨的作用。[0081] c、熱解氣(主要含烴類物質(zhì))輸送至水泥窯窯頭作為高品位燃料使用;[0082] d、在五級預(yù)熱器的C1級旋風筒之前均勻加入熱解渣,該熱解渣無需粉磨,參與到水泥窯系統(tǒng)的配料中。[0083] 以上對本實施例進行了詳細說明,但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例,不能被認為限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進,均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
聲明:
“利用水泥窯高效資源化處置油泥的系統(tǒng)和方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)