技術(shù)背景
油田的含油污泥主要來源于以下幾個(gè)方面：接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥，煉廠含油污水處理設(shè)施、輕烴加工廠，天然氣凈化裝置清除出來的油砂、油泥，鉆井、作業(yè)、管線穿孔而產(chǎn)生的落地原油及含油污泥。含油污泥的組成主要是油、泥和水，給環(huán)境造成危害的是油。 經(jīng)污染源調(diào)查知，油田各接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站每年清沙量約在100萬噸左右，再加上落地原油回收后剩余的油泥，全油田每年至少產(chǎn)生150萬噸的油泥（沙）。油泥（砂）因?yàn)闆]有很好的處理辦法，一直是制約油區(qū)環(huán)保的“頑疾”。
油泥（砂）是一種原油中所含的油泥、油砂沉淀后形成的污染物，會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大危害，油田每年為處理油泥砂花費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。此前，國(guó)內(nèi)外對(duì)油泥砂的處理辦法主要采取填埋法、熱處理和生物處理。但是，填埋法容易造成地下水污染，熱處理設(shè)備成本太高，在日本一套日處理５０立方米的設(shè)備成本高達(dá)２億多元，而且容易產(chǎn)生二次污染。生物處理技術(shù)周期太長(zhǎng)，需要１５－３０年的時(shí)間。
我公司結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)開發(fā)并研制出油泥焚燒爐一體化系統(tǒng)。使油田油泥污染得到徹底解決，油泥產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過脫硫處理達(dá)到國(guó)家煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，沒有二次污染，油泥燃燒產(chǎn)生的余熱作加熱鍋爐使用。
設(shè)計(jì)依據(jù)
一、廢氣物焚燒設(shè)備設(shè)計(jì)編寫依據(jù)：
1、國(guó)家環(huán)保總局GB18484-2001《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》2002-01-01實(shí)施
2、GB16297－1996 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》
3、GB12348－90《中華人民共和國(guó)環(huán)境噪聲污染防治條例》
4、中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院1998年實(shí)施的 《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》
5、TJ36－1993工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
6、GHZB1-1999地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
二、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：
1、廢棄物：化工廢渣，廢液
2、需要處理量：廢焦油：600Kg/h、污泥；400 Kg/h
3、燃燒反應(yīng)原理
廢棄物中主要元素：C、H、O、Cl、S、P
燃燒室中的化學(xué)反應(yīng)：
CXHYOZ + O2 → CO2↑ + H2O
CXHYClZ + O2 → CO2↑ + HCl↑+ H2O
CXHYSZ + O2 → CO2↑ + SO2↑+ H2O
P + O2 → P2O5
堿液除硫、氯、磷：
2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + CO2↑ + H2O
SO2 + Na2CO3 → Na2SO3 + CO2↑
P2O5 + 3Na2CO3 → 2Na3PO4 + 3CO2↑
4、選址要求：
參照GHZB1中規(guī)定的地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅰ類、Ⅱ類功能區(qū)
三、排放指標(biāo)：
1、排放指標(biāo)：按照國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn) GB18484-2001 《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》2002-01-01實(shí)施
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序號(hào) |
項(xiàng)目 |
單位 |
限值 |
備注 |
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1 |
煙塵 |
mg/m3 |
≤100 |
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2 |
煙氣 |
林格曼 |
一級(jí) |
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3 |
氮氧化物 |
mg/m3 |
≤500 |
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4 |
一氧化碳 |
mg/m3 |
≤100 |
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5 |
二氧化硫 |
mg/m3 |
≤400 |
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6 |
氯化氫 |
mg/m3 |
≤100 |
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7 |
二惡英類 |
0.5TEQng/m3 |
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8 |
噪聲 |
db |
≤85 |
焚燒區(qū)周圍環(huán)境1米處 |
注：帶有阻燃性物質(zhì)和鹵化物的廢棄物需另行設(shè)計(jì)
2、運(yùn)行指標(biāo)
a、焚燒能力：廢焦油渣600Kg/h、污泥400 Kg/h
b、投料方式：螺旋輸送自動(dòng)進(jìn)料
c、點(diǎn)火方式：自動(dòng)點(diǎn)火
d、采用燃料：發(fā)生爐煤氣
e、取灰方式：自動(dòng)
f、爐內(nèi)壓力：采用負(fù)壓設(shè)計(jì)，不逆火
g、設(shè)計(jì)熱值：2000-3000kcal/kg
h、焚燒溫度：一次600-900℃ 二次900-1200℃
i、煙氣停留時(shí)間：≥2秒
3、焚燒爐環(huán)境保護(hù)技術(shù)指標(biāo)：
a、噪聲： ≤85db(A) (距離1m)
b、臭氣濃度： ≤2000無量綱
c、殘留物含致病菌： 無
d、熱灼減率： ＜5%
4、安全指標(biāo)
a、焚燒爐燃燒器設(shè)有安全保護(hù)裝置，燃燒器啟動(dòng)不正常時(shí)，安全保護(hù)裝置自動(dòng)切斷燃?xì)夤⿷?yīng)
b、焚燒爐停止運(yùn)轉(zhuǎn)前，（正常停和安全程序的停爐）設(shè)有燃燒室冷卻程序，溫度下降到設(shè)定值時(shí)，冷卻程序結(jié)束，焚燒爐停止工作
c、本設(shè)備設(shè)置有漏電保護(hù)裝置，在溫度為40度、相對(duì)濕度為85%時(shí)，電器回路絕緣電阻大于2MΩ，并能承受1min工頻（50Hz）、電壓1500V的實(shí)驗(yàn)電壓，各部件定位準(zhǔn)確，連接可靠，控制柜與各設(shè)備之間的連接線裝有金屬軟管
d、水、氣路都經(jīng)過密封試壓實(shí)驗(yàn)，無泄露現(xiàn)象
裝置組成
一、焚燒爐裝置包括以下設(shè)備：
煤氣發(fā)生爐、旋轉(zhuǎn)爐本體、二次燃燒兼集塵器、G-G翅片熱交換、G-L列管式熱交換裝置、噴淋吸收塔、霧水分離器、引風(fēng)機(jī)、彎頭、方接圓、煤氣燒嘴及輸送管路系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)及輸送系統(tǒng)、溫控型燃燒器、風(fēng)機(jī)及供風(fēng)系統(tǒng)、燃燒室溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、堿液泵、自動(dòng)投料裝置、自動(dòng)出灰裝置、煙囪及其它控制閥及管路，操作平臺(tái)及爬梯、連接件、支撐件及緊固件等。
二、工藝流程及說明：
污泥進(jìn)料及廢焦油進(jìn)料系統(tǒng)+旋轉(zhuǎn)窯爐本體+二次燃燒兼集塵器+G-G熱交換+G-L熱交換+ 噴淋吸收塔+霧水分離器+排風(fēng)機(jī)+獨(dú)立煙囪
固體廢棄物由自動(dòng)進(jìn)料裝置定量連續(xù)送入旋轉(zhuǎn)窯燃燒室，由點(diǎn)火電極點(diǎn)燃煤氣，同時(shí)開啟螺旋輸送系統(tǒng)系統(tǒng)、將污泥和焦油渣送入爐本體內(nèi)焚燒，回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是在圓柱形金屬殼內(nèi)砌筑保溫磚，水平安放稍有傾斜，通過爐體整體轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到均勻混合并沿傾斜角度向出料端移動(dòng)，本焚燒爐采用煙氣逆向式設(shè)計(jì)，這樣整個(gè)爐膛分為干燥段、自燃段和焚燒段，且有利于促進(jìn)煙氣、污泥、焦油的混合及接觸，增加其燃燒效率，適用于濕度大、可燃性低的污泥，燃燒火焰以2-3米/秒的速度沿燃燒筒旋轉(zhuǎn)，并以2-3米/秒的速度沿筒體做軸向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)燃燒3T（溫度、時(shí)間、渦流）原理在爐本體燃燒室內(nèi)充分氧化、熱解、燃燒。殘留的廢氣進(jìn)入二次燃燒兼集塵室進(jìn)行高溫氧化，徹底破解難以分解的化合物，同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行集塵，除去大顆粒粉塵后進(jìn)入G-G翅片熱交換對(duì)補(bǔ)氧空氣進(jìn)行預(yù)熱再引入爐內(nèi)節(jié)省運(yùn)行成本，然后在進(jìn)入G-L熱交換器，回收大量熱水后，煙氣進(jìn)入噴淋洗滌裝置，利用堿液對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌去除酸性有害氣體和小顆粒粉塵達(dá)到：無毒、無煙、無害、無臭完全燃燒之效果，經(jīng)霧水分離后由排風(fēng)機(jī)將處理后達(dá)標(biāo)的氣體引進(jìn)煙囪排入大氣層�；以勺詣�(dòng)出灰器排出后由人工刪選后掩埋。
三、設(shè)備優(yōu)點(diǎn)說明：
a、旋轉(zhuǎn)爐本體
①旋轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)有連續(xù)投料和間歇投料的方式，針對(duì)不同的處理物現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試控制，裝置有自動(dòng)出灰器可連續(xù)出灰，從而提高了運(yùn)行效率。
②合理的設(shè)計(jì)可以使空氣在爐本體燃燒室內(nèi)形成渦流，延長(zhǎng)的效滯留時(shí)間。爐膛焚燒段溫度維持在600℃～900℃焚燒可將廢棄物內(nèi)有機(jī)物充分氧化，使其燃燒與焚毀去除率達(dá)99.9%以上，并有效控制臭氣及氮氧化物產(chǎn)生。爐內(nèi)容積大，爐負(fù)荷大于25萬大卡，足夠應(yīng)付各種熱值廢棄物之混燒，適用范圍廣且穩(wěn)定。設(shè)計(jì)負(fù)壓燃燒，不逆火，避免有害氣體外泄，操作安全可靠�；剞D(zhuǎn)式設(shè)計(jì)，略有傾斜，并內(nèi)置括板，使廢棄物邊焚燒邊攪拌，避免廢棄物僅表面焚燒導(dǎo)致燃燒不完全。
③安全性高—設(shè)有啟動(dòng)前有不排掉易爆氣體就不能點(diǎn)火之功能，以防氣爆：設(shè)計(jì)有殘燒定時(shí)裝置，以確保爐內(nèi)無殘存的可爆氣體，系統(tǒng)帶有紫外線光敏管檢測(cè)，一旦發(fā)生熄火或點(diǎn)火失敗，立刻快速自動(dòng)切斷氣路，安全可靠。警報(bào)系統(tǒng)完備，整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)在儀表監(jiān)控下操作。
④爐體耐火磚及壽命--選用高驢質(zhì)量耐火磚，耐高溫，同時(shí)可抗強(qiáng)堿及混合酸，耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)。
⑤無二次污染-采用多段送風(fēng)系統(tǒng)，可降低燃燒過程中排放的NOX為目前廢液燃燒技術(shù)中降低NOX污染的最佳技術(shù)
b、本煤氣燒嘴要有嘴前供風(fēng)管道系統(tǒng)及配置、嘴前燃?xì)夤艿老到y(tǒng)及配置、爐前點(diǎn)火控制系統(tǒng)及配置和溫度顯示控制,煙道檢測(cè)系統(tǒng)等組成，保證連續(xù)安全可靠的運(yùn)行。
c、風(fēng)系統(tǒng)由低噪音高壓風(fēng)機(jī)輸送入風(fēng)箱，空氣通過特殊的噴風(fēng)咀多段供入爐本體燃燒室，提供燃燒所需空氣量，對(duì)有機(jī)物質(zhì)的破壞可達(dá)99%以上。
d、二次焚燒兼集塵器
采用耐高溫澆鑄料，確保焚燒所需溫度（≥1300℃），對(duì)旋轉(zhuǎn)窯未能燃盡的廢氣進(jìn)行高溫氧化，保障達(dá)標(biāo)排放，本集塵器的設(shè)計(jì)采用了高效低阻力的旋風(fēng)集塵裝置、與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的集塵器相比具有大流量、高流速、低阻力的特點(diǎn)，除塵率高。
e、G-G熱交換
采用翅片換熱器，體積小，傳熱系數(shù)高，對(duì)補(bǔ)氧空氣進(jìn)行預(yù)熱，
大大減少了運(yùn)行成本。
g、G-L熱交換
采用立管式水冷熱交換，迅速降低煙氣溫度，確保后道設(shè)備的使用壽命，同時(shí)回收大量熱水。
h、噴淋滌裝置
采用高壓液體經(jīng)特殊噴嘴噴灑，內(nèi)襯防腐材料。經(jīng)集塵器殘留的有害氣體由塔底進(jìn)入，氣體分布后和塔內(nèi)的填料與工業(yè)堿溶液逆流接觸，有效的將殘留氣態(tài)的污染物進(jìn)行洗滌，將凈化的氣體除沫后由塔頂排出。
i、溫控系統(tǒng)
本系統(tǒng)采用PC設(shè)計(jì)通過對(duì)爐本體出口煙氣溫度傳感器信號(hào)的采集及燃燒上下限溫差的設(shè)定，既能顯示各點(diǎn)溫度以觀測(cè)爐內(nèi)燃燒情況，也能閉合調(diào)節(jié)燃燒的配合。
j、電控系統(tǒng)
包括電源指示、電源電壓檢知、警報(bào)系統(tǒng)、殘燒定時(shí)裝置、電磁閥的開關(guān)及自動(dòng)與手動(dòng)切換調(diào)節(jié)裝置等，操作自動(dòng)化程度高，安全性好。
h、綜上所述，采用此項(xiàng)技術(shù)，運(yùn)行成本低，燃燒過程中絕無黑煙，并可回收熱水供工廠使用，具有很好的經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益。
