油泥热解技术进展(4)

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200mm或以上，热解产物可以均匀的混合在一起。其系统结构图如图3.3[4] 。

图3.3 热解气化联用系统示意图

3.1.5等离子体热解技术

美国Westinghouse公司[3]开发了等离子体热解装置用于处理废水。Retech公司开发等离子体离心反应器用于处理污泥。该装置有一个低速旋转的炉膛，温度在1127℃.二次反应器的温度在977℃。Mason Hanger国际公司使用一个静态的主反应室来处理医用垃圾。到目前为止还没有发现处理废轮胎的等离子体反应装置。只是由于考虑到这种反应装置良好的环境效果，才在这里提出。希望能在以后的发展中看到它在油泥处理方面的应用[4] 。

3.1.6其它热解技术

Heuer[1] 等开发的包含低温（107-204℃), 高温（357-510℃）加热蒸发步骤的含油污泥处理工艺（已在欧洲多个国家申请了专利），Krebs，Geory等人利用锅炉排放废气干燥含油泥饼的专利技术以及Term Tech热解吸工艺。在路易斯安炼油厂投运的热解吸装置，把含水50%的“K废物”用钢带输送到一密闭的

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油泥热解技术进展

温度分布为121-954℃的干燥装置内，年处理泥饼1400t，可回收300t油和120t可燃气。我国台湾学者利用小型管式炉进行了细致的研究。

3.2我国油泥热解技术的现状及特点

我国对于油泥的处理情况体现于国内各大油田的实际情况，对于油泥热解技术，已经做到了较从前进步许多，但相对于国外的此技术的研究与发展方面，仍有需要学习和改进的地方。

3.2.1大庆油田

大庆油田的含油污泥的热解产物分为回收油、不可冷凝气体和固体残渣（焦炭、半焦）。根据最终热解温度分为：低温（500℃~700℃）热解，可产生高热值的油，固定碳含量高的固定残渣：中高温（700℃~1200℃)热解，以生产中热值燃料气与生产焦炭为目的。通过热重分析法（样品量300mg）对罐底泥（水分39.15%，灰份为1.88%，燃份为58.97%，干基中CH占到95.95%）的热解行为进行了全面系统的研究，分析了反应气氛，添加剂与催化剂，反应温度影响因素对产物收率与分布的影响。从动力学角度以及产品分布，提出了含油污泥的三阶段热处理过程。为求油品品质提升可以达到最好的效果，操作条件分别设为： (1)第一阶段以纯氮当载气，无添加剂，在105℃温度下维持4小时以上，冷凝回收液体产物；

(2)第二阶段以纯氮当载气，添加10wt.êo，以升温速率21.8K/min从105℃到380℃:；

(3)第三阶段以1.09vol.%氧气当载气，添加10wt.êo，以升温速率21.8K/min从第二阶段上升到440℃后，维持30分钟，冷凝回收液体。 若要求达到处理含油污泥热处理固体残渣能并减量达最大化，最后使用20.95vol.%氧气无添加剂的操作条件来达到，最后含油污泥固体残渣剩下0.75wt.%[5] 。

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图3.4 控氧裂解过程

目前，其油泥热解技术仍处于研究开发阶段，主要集中于热解特性等基础研究，对热解能量的回收利用价值研究很少，对其经济效益分析也少有报道，而含油固废热解推广的观念在于其能量回收的价值。

3.2.2辽河油田

辽河油田主要集中于油泥的资源化利用，将油泥中的有机成分在隔绝氧气的条件下加热分解。热解温度为600℃，反应时间为2h，工艺流程见图3.5[6]，热解后的产物产率和产量见表3.2[6]。

图3.5 辽河油田热解工艺流程图

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油泥热解技术进展 表3.2热解后的产率与产量

产物 水 产率，% 产量，ml/kg 油 产率，% 产量，ml/kg 气 产率，% 产量，ml/kg 残渣 产率，% 产量，ml/kg

表3.3热解后的残渣分析

样品 压滤油泥 清罐油泥 23.14 26.34 残渣含碳量，% 残渣灼烧灰中氧化铝的含量，% 47.38 11.62 黑色颗粒状 黑色细粉末状 外观 压滤污泥 78.2 782.0 9.3 107.1 4.8 26.4 7.7 76.8 清罐油泥 53.3 533.0 22.0 252.8 8.7 53.9 15.9 158.9

由表3.2.可看出，2种油泥均有较好的油气回收率，油泥的产油率也基本与样品含油率一致，所有回收油中轻质油占60%左右，产生的不凝气中甲烷含量高，具有较好的回收价值，但是热解油的性质与原油产品有一定差距，需进一步精制处理。由表3.3看出热解后的残渣碳含量较高，作为辅助燃料进行热能利用，其中压滤油泥的热解残渣灰中氧化铝高达47%以上，回收价值高。

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3.2.3胜利油田

胜利油田的油泥热解技术研究较好，水平在国内相对较高，具有较完整的热解处理体系。主要采用脱水减量与流态化的热解技术。

中国石油大学华东刘会娥博士领衔的课题组与山东省油区环境污染治理工程技术研究中心共同完成的含油污泥脱水减量与流态化热解技术，通过了山东省科技厅组织的专家鉴定。在中石化胜利油田应用的结果表明，应用该技术后，含油污泥脱水效率提高，运输和处置费用显著降低，具有较好的推广应用前景。鉴定委员会一致认为其整体达到国际先进水平。

科研人员通过对含油污泥的脱水减量和流态化热解资源化技术的研究，取得了多项技术创新成果。他们开发了一种来源于固体废弃物的含油污泥压滤用助滤剂。该助滤剂廉价易得，与适当的絮凝剂配合可显著改善含油污泥的压滤脱水效果。同时，他们开发出了适合多地点、多批次使用、灵活方便的撬装式含油污泥压滤脱水工艺，并针对含油污泥的流化行为，建立了适合于含油污泥—石英砂二组分混合颗粒的最小流化速度模型。此外，他们采用流态化热解方法处理含油污泥，转化效率较高，气体产物中富含烯烃。

事实上含油污泥的处理中面临的一大难题，最直接是含油污泥产生量大，需脱水减量后才能进一步处理。该课题组开发的含油污泥脱水减量工艺在胜利油田进行了应用，实现了含油污泥的顺利脱水并可直接外运进行下一步处理，液相返回系统重新利用，基本杜绝了油泥落地的问题。该项技术可推广到各油田和炼厂进行含油污泥的处理，其中减量化处理技术无特殊要求，适用面较宽，可大大降低排污费用并回收有用资源，减少开支并增加收益。

故此，胜利油田的热解技术相对较发达，产生的二次污染与污染物残渣相对较少，效率高，解决了部分油泥处理所面临的直接问题，有较大的发展性[7]。

3.2.4塔河油田

塔河油田主要采用低温热解。塔河油田原油以中质和重质油为主，沥青质、胶质含量高，密度大，黏度大，油泥中固体杂质以粉沙和极细沙为主，经有机溶剂清洗后的固体杂质中80%通过200目（孔径75μm）标准筛，原油和固体杂质结合形成的含油污泥体系稳定。从2008年起塔河油田开展的油泥回注地层和热水洗处理工艺均未成功，选用对进料性质选择性较小的热处理工艺更适合区域特征[4]，因此常用热处理包括焚烧和热解处理两类。

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