專利名稱：石油類固體污廢物治理回收技術及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種從非熔的固態含碳物料中提取液態烴混合物的方法及設備，具體地說是一種石油類固體污染物和廢棄物的治理回收技術與設備。
石油類污廢物對人體及環境的危害是眾所周知的，這種污廢物具有數量大、規模各異、分布散廣，發生期不定(有突發、間歇發生、連續或一次性等之分)、發生地點土雜成份差別大等特點，固此成為世界環境治理的難題。CN90104444.X號專利申請公開了一種油泥分離方法及設備，其方法是將油泥加到含絮凝劑和無機鹽的凈化水溶液中，在加熱攪拌條件下實現油、泥分散和初級分離，然后對初級分離獲得的原油采用離心分離技術凈化。所用設備包括油泥分離罐，沉淀罐，離心機及其他輔助設備。在該處理方法及其配套設備中，油泥加到凈化液中經攪拌實現油、泥分散，這種方式對連續相態的游離油具有一定的分離作用，但對于分散相態的游離油，在攪拌條件下則加速其與水的乳化，不易分選，造成排放液中含油成份的提高，分離效果差。另外在分離罐中，先行分離出的油浮于上層，在連續生產過程中，后續的油泥原料不斷自上部加入，一方面使上層油再次受到原料的污染，混入泥雜成份;另一方面大量較大塊狀油泥則直接沉入下層已分離的泥雜之中，無法繼續分離油、泥，使排放的泥雜仍為污染源，因此不具有環境治理的意義。
本發明的目的旨在提供一種技術體系，以綜合全面治理石油類固體污廢物環境，緩解烴類對人類及其生存環境的危害，并從污廢物中回收油料，用于煉制、再生等。
本發明的治理回收技術是這樣實現的，先將石油類固體污廢物經粉碎式傳輸上料，即在上料同時，對較大塊油泥進行初破碎，再經逆流式油泥分選工序分選出油料和泥雜，油料經過濾沉淀后，再經離心分離成為成品原油，泥漿排放還田。
上述逆流式油泥分選工序是將石油類固體污廢物下行經多級濕式粉碎，粗分油、泥，含有處理工業含油廢水常規藥劑的藥液上行，在75-85℃溫度下進行油料的破乳、浮選和泥雜的凝聚沉降。其中藥液加入量與污廢物投藥量之比為1∶1-2，藥劑投入量為氯化鹽占水量的0-2%，混凝劑占水量的0.05-0.3%，硫酸加入量為保證排放液的PH值在5.5-7的范圍之內。
本發明治理回收技術的原理是對固體污廢物加適量水，以水為媒介，使之成為類似于工業含油廢水的工藝液。從該工藝液中分離提取油，并從中排出泥、雜。石油類體污廢物是一種油-泥-雜的混合物，要使其充分分離，須在加水成工藝液的前后進行逐級的機械粉碎，使油從泥、雜中游離出來，在剩余的泥雜顆粒中不再存油。進入工藝液中的游離油，可用浮選液選出。本發明通過加入常規處理工業含油廢水的藥劑，形成濃鹽法與氣浮法相結合的混合浮選方法，加上合適的溫度，獲得了較好的浮選速度和效果。工藝液中保持一定的無機鹽量，可使液、油的比重差增大，游離油的浮力加大，提高上浮分離速度。同時加入藥劑的化學反應所產生的氣體細珠外逸上升，帶動細小成粒的游離油珠上浮。由于進入工藝液的并非全部是呈游離相的油，還有一部分成為乳化相油和溶解相油，溶解相微粒油珠是帶負電荷的膠體，具有相當的穩定性。因而乳化油和溶解油不可能用浮選法從工藝液中分離出來。本發明用凝聚法脫穩抗穩。所用混凝劑是以鋁鹽為基礎的物質，如明礬、聚合氯化鋁等。鋁鹽通過其陽離子對油粒膠體負電荷的中和作用，使其失去穩定。加入混凝劑還可使已呈細微膠體狀態的泥雜顆粒脫穩凝聚、絮凝、吸附，達到粗化沉降。本發明加入的氯化鹽還可成為鹽析法的抗乳破穩藥劑。即通過鹽類純解質破壞出現的乳化油珠的水化膜和其雙電層結構，使油珠聚凝析出。采取上述措施可有效地防止出現大范圍的油料乳化和泥雜溶濁現象，抑制其連瑣反應。由于一般石油類固體污廢物本身含有一定量的各類無機鹽，因此在本治理回收技術中，氯化鹽的投入量只需添補其不足即可。如果污廢物含鹽濃度很高，則無需添加無機鹽類。所以在本發明中，氯化鹽的投入量在0-2%(占總水量)的范圍內即可。在本發明中硫酸的加入是用以保證工作時最佳PH值工藝條件的。一般污廢物大多屬堿性，而且含堿度差別很大，硫酸的具體投量應在工作時通過測定PH值來確定。測定排放液的PH值應在5.5-7范圍內，即排放的泥雜和液體呈偏酸的中性，以中和土壤的部分鹽堿度，達到環境治理的目的。另一方面，測定排放液的PH值，不僅切實可行，而且可用于指導連續生產時硫酸的增減量。對比文獻公開的工藝參數中PH值在4-5，該值無法直接測定，不能指導生產。本發明中初始的硫酸投量是根據對所處理的污廢物加藥在實驗室試驗確定。油泥分選工序的操作溫度是保證較高反應速度的工藝條件。經實際操作表明，溫度超過85℃以上，不但增加輕油組份的損失，而且因氧化加速使油品變壞，溫度低于75℃，將顯著減慢反應速度，使生產率下降，化學反應出現不充分現象，同時也會影響出油的質量與數量。
油料的過濾沉淀，是為分離大量比重與油相近或更輕的雜物(如草莖、枝葉、塑膜等)以及其他細小的碎石、鐵屑等。為保證油的流動性及最佳沉降速度，該過濾沉淀工序在60-70℃溫度下進行為佳。
本發明治理回收技術的關鍵是設計了逆流式油泥分選工序，即污廢物處理流向與藥液的流向是相向逆流式。污廢物經多級機械粉碎后在末端與水充分混合，而此處的藥液含藥量最高，藥劑作用效果最明顯，從而使油泥分選的效果大大增強。
本發明提供了專門適于上述工藝的設備，包括刮板式輸送機，多功能反應罐，過濾沉淀罐，離心分離機，以及藥液箱、補水箱、鍋爐和發電機組等輔助設備。
在本發明的治理回收工藝中，粉碎式傳輸上料工序所用設備為刮板式輸送機，在該輸送機鏈條上相間連接有刮板和破碎爪。利用本設備，可實現機械定量上料，并在上料同時，對石油類固體污廢物進行粗破碎，從而提高下道工序處理的效率和效果。此舉也解決了現有工藝設備中需人工上料，使藥劑與物料的配比不能控制的難題。
本發明工藝中逆流式油泥分選工序所用設備為多功能反應罐，罐體上有蒸汽加熱夾套，罐側壁上部開有出油口，罐底部為錐狀，錐頂與儲泥室連接，儲泥室上下口均設有放泥閥。在反應罐頂部通過支架固定有動力頭，與動力頭相接的旋轉軸伸入罐內。罐內裝有2-5層粉碎板，每層粉碎板上有一組粉碎翅連接于旋轉軸上。通過旋轉軸帶動粉碎翅低速旋轉，與粉碎板相互配合粉碎塊狀污廢物，并且在藥液浸潤的同時實現濕式粉碎。罐體上部有上料口，藥液入口開在罐體下部。污廢物自上而下進行分級處理，藥液通過藥液入口被間歇泵送進入反應罐內，并逐步上行，從而與物料流向成為逆行。在反應罐下部物料充分粉碎，并與水混合，而此處藥液濃度最高，破乳、凝聚反應最徹底。由此解決了原有設備物料與藥劑同行反應不充分的弊端。
本發明工藝中過濾沉淀工序所用設備為專用過濾沉淀罐，罐中有一橫隔板，板中心有孔連接一套筒，出油口開在橫隔板下部的罐體側壁上，在罐體上口架有一筐狀過濾網。自多功能反應罐出油口溢出的原油首先通過筐狀過濾網，濾去與原油比重相當的各類雜質，并通過中心套筒進入沉淀罐，經過一上下往復的行程，在出油口處溢出。由于沉淀行程加長，使得混入的泥石鐵屑等得以充分沉淀分離，從而提高了油品。該設備也解決了原有沉淀設備流程單一、且無過濾的弊端。筐狀過濾網為活動式，便于兩個以上的濾網交替更換清洗，以保證連續工作的需要。為提高處理效果，在罐體外裝設有蒸汽加熱套，保證最佳工藝性能。
本發明的石油類污廢物治理回收技術，將油泥的分離巧妙地轉變為含油工業廢水處理的過程，從而可借助其他領域內的成熟技術為治理石油類環境污染服務。在具體工藝中，采用逆流式分選原理和技術，以及配套的設備及后續過濾沉淀技術和設備，使石油類固體污廢物處理效果明顯提高，排放物中含油率在3%以下，且呈偏酸的中性，完全達到了排放還田的標準，有效地治理了環境污染，并且得到了可直接用于煉制和再生的原油，經濟效益和社會效益均十分明顯。
下面結合附圖對本發明做進一步詳述。
圖1 是本發明的工藝流程圖。
圖2 是粉碎式傳輸上料設備結構示意圖。
圖3 是上述設備的破碎爪部件圖。
圖4 是逆流式油泥分選設備結構示意圖。
圖5、圖6是上述設備中的粉碎板和放泥閥閥芯結構圖。
圖7 是過濾沉淀設備的結構示意圖。
圖1中Ⅰ為刮板式接送機，Ⅱ為藥液箱，Ⅲ為多功能反應罐，Ⅳ為輕油收集罐，Ⅴ為過濾沉淀罐，Ⅵ為離心分離機，Ⅶ為發電機組，Ⅷ為供汽鍋爐，Ⅸ為補水箱，Ⅹ為車架。刮板式輸送機Ⅰ將石油類固體污廢物連續粗碎傳輸到多功能反應罐Ⅲ的上料口，藥劑和水在藥劑箱Ⅱ中混勻，藥劑加入量以操作前提取的污廢物分析獲得的鹽堿性、含油量等數據為依據選取。配制的藥液以與污廢物投料量之比為1∶1-2的比例，通過多功能反應罐Ⅲ的藥液入口被間斷地泵送入內，污廢物在反應罐Ⅲ內被濕式粉碎，與藥劑反應破乳、凝聚，實現油、泥分離，泥漿從反應罐下口經放泥閥排出還田。初級分離的油料自出油口導入到過濾沉淀罐Ⅴ內，經過濾沉淀處理后實現進一步油雜分離，再導入離心分離機Ⅵ內，通過高速分離，將殘留在油中的懸浮水粒及其夾帶的塵粒分離，以提高油品質量。該離心分離機最好選用液-液-固傾析式分離機，使被分離的水、塵可直接自分離機中排出。自離心分離機出來的即為成品油，可直接導入油罐車或蓄油池中。供汽鍋爐Ⅷ提供反應罐和過濾沉淀罐的加熱蒸汽，以保證反應罐的加熱溫度在75-85℃，沉淀罐的加熱溫度在60-70℃。兩溫度分別由熱電偶溫度計測量，通過閥門控制進汽量來控制溫度，冷凝水循環使用。補水箱Ⅸ為鍋爐補水。加熱方式也可采用電加熱或熱載體加熱。發電機組Ⅶ提供各設備所需電力。
本發明的成套設備設計成流動工廠型，適應石油開采造成的污染土面積大，油井、油庫分散的特點。全部工藝設備都安裝在解放牌汽車底盤的車架X上，所有設備都用螺栓固定，便于拆卸和長途運輸。為防爆安全，本套設備分工藝車和動力車兩部分，工作時動力車和工藝車相距15米。在有電源和蒸汽供應的地方，工藝車可單獨使用。本發明中的主要工藝設備也可直接安裝在地面，做為固定式裝置使用。
圖2中的粉碎式傳輸上料設備為刮板式輸送機，動力頭1由防爆電機、離合器、減速器等連接構成，鏈條2套接在槽板5上下兩端的軸上，鏈條上交替相間焊接有刮板3和破碎爪4。槽板5上端的下料口對準反應罐Ⅲ的上料口。如圖3所示，破碎爪4為釘耙頭形式，在將污廢物沿槽板底板向上提耙時，依靠摩擦力和物料自身重力作用實現初破碎。
圖4中逆流式油泥分選設備為多功能反應罐，是保證回收的油品質量和凈化后的泥漿不造成二次污染的關鍵設備。其中的動力頭6由防爆電機、皮帶輪及蝸輪減速器三部分連接構成，通過支架15固定于反應罐上口中央。動力頭帶動旋轉軸7轉動，轉速為40-80轉/分。軸上通過螺釘固定連接有四組結構相同的粉碎翅8，每組粉碎翅下面有一橫隔粉碎板9。如圖5所示，粉碎板9由兩半圓形篦子組成，兩直邊通過連接件固定連接。在粉碎板上還開有漏石孔10，罐體內各層粉碎板上的漏石孔交錯排布，下層粉碎板的篦子縫隙較上層為細。在反應罐罐體上部有上料口16和出油口12，罐體下部有藥液入口17，中部為蒸汽加熱夾套11，夾套上有蒸汽入口和冷凝水出口。罐體底部的錐狀體頂部與儲泥室13連接，儲泥室上下口均設有放泥閥14。由刮板式輸送機喂入的物料自上料口10進入罐內，并落在第一層粉碎板上，在粉碎翅旋轉作用下粉碎成細小塊落入下一層粉碎板。各層由粗到細進行逐級粉碎。粉碎板制成兩半圓體，是為方便安裝、維修和清掃之目的。對在粉碎板上不能進行粉碎的石塊、磚塊等硬物雜質，通過粉碎翅的刮動，順漏石孔10落入下一層粉碎板。四層粉碎板上的漏石孔沿逆粉碎翅旋轉方向相隔90°角交錯分布，以使石塊等在下一層粉碎板上再進行一次粉碎滾動，從而保證粘于石塊上面的油泥得以充分剝離。
在生產過程中，多功能反應罐內分離的原油浮于上層，當油面高度達到出油口12時，油便溢出，導入過濾沉淀罐中。在四級機械粉碎的區域內，藥液和物料混合反應，藥劑與物料逆向相接觸，破乳、凝聚在極短的時間內完成，油、泥、雜得以徹底分離。泥雜在罐體下部的錐體內沉降，并通過放泥閥14定期排出罐外。
由于該處理過程是在加熱條件下進行，少量輕質油餾份會氣化逸出，一方面污染空氣，另一方面降低了成品油的品質。為此在反應罐罐頂安裝蓋板19蓋住罐體上口，用時在罐體內圍繞上料口16設有一隔板18。隔板的頂端與罐體上沿平齊，兩側端與罐體內壁連接，底端懸空，并伸到最上一組粉碎翅8的上部，成為一上料通道。蓋板19同時蓋住隔板18的上口，罐體上部開出油氣出口30。上料通道的下口通過工藝液密封，使罐內蓋板與油層之間成為封閉氣室區。管道從氣室區的油氣出口30連通到輕油收集罐(圖1中Ⅳ)，使輕質油氣進入輕油收集罐，經冷卻后變成液體回收。設置上料通道后，物料直接進入工藝液，而不與上部的油層相接觸，防止了新入物料對油層的污染，從而確保分離效果。
多功能反應罐下面的兩放泥閥14為漏板式閥芯結構，閥芯20為一矩形板，其兩長邊嵌入閥體的滑道中，板上有一漏泥孔21，結構如圖6所示。通過閥芯上的孔與罐底開口的重合來開通閥門，排放泥雜漿料。閥芯板在滑道內運動，泥料不能與滑道接觸，從而有效地避免了現有設備上所用的普通插板閥滑道堵塞、不能關斷的弊病。本放泥閥中的閥芯板可由電動機、減速器帶動絲杠旋轉進行開啟和關閉，位置由行程開關控制。
圖7中過濾沉淀設備為過濾沉淀罐，在罐體22外有蒸汽加熱套23，其上有蒸汽入口24和冷凝水出口25。橫隔板26的中心孔連接套筒27，筐狀過濾網29架在罐體22上口。本設備將出油口28開在橫隔板26下部的罐體側壁上，使油經過套筒27再上浮從出油口溢出，導入離心分離機，從而在不加高沉淀罐的情況下，增加了油的流程，延長了沉淀時間，增強了分離效果。在罐體上還設置觀察鏡，由此觀察罐內泥、水、雜的沉積情況，通過罐底下口的閘閥，及時排放泥、水、雜。
權利要求
1.一種石油類固體污廢物治理回收技術，其特征在于先將石油類固體污廢物經粉碎式傳輸上料，再經逆流式油泥分選工序分選出油料和泥雜，油料經過濾沉淀后，再經離心分離成為成品油，泥雜排放還田。
2.根據權利要求1所述的治理回收技術，其特征在于逆流式油泥分選工序是將石油類固體污廢物下行經多級濕式粉碎，粗分油泥，含有處理工業含油廢水常規藥劑的藥液上行，在75-85℃溫度下進行油料的破乳、浮選，以及泥雜的凝聚沉降，其中藥液加入量與污廢物投料量之比為1∶1-2，藥劑投入量為，氯化鹽占水量的0-2%，混凝劑占水量的0.25-0.3%，硫酸加入量為保證排放液的PH值在5.5-7的范圍之內。
3.根據要求要求1所述的治理回收技術，其特征在于油料的過濾沉淀工序在60-70℃溫度下進行為佳。
4.根據權利要求1所述的治理回收技術，其中粉碎式傳輸上料工序所用設備為刮板式輸送機，其特征在于在輸送機鏈條2上相間連接有刮板3和破碎爪4。
5.根據權利要求4所述的傳輸上料設備，其特征在于破碎爪4為釘耙形式。
6.根據權利要求1所述的治理回收技術，其中逆流式油泥分選工序所用設備為多功能反應罐Ⅲ，罐體上有蒸汽加熱夾套11，罐側壁上部開有出油口12，罐底部為錐狀，錐頂與儲泥室13連接，儲泥室上下口均設有放泥閥14，其特征在于在反應罐頂部通過支架15固定有動力頭6，與動力頭相接的旋轉軸7伸入罐內，罐內裝有2-5層粉碎板9，每層粉碎板上有一組粉碎翅8連接于旋轉軸7上，上料口16在罐體上部，藥液入口17開在罐體下部。
7.根據權利要求6所述的油泥分選設備，其特征在于在罐體內圍繞上料口16有一隔板18，其頂端與罐體上沿平齊，兩側端與罐體內壁連接，底端懸空，并伸到最上一組粉碎翅8的上部，罐頂安裝蓋板19蓋住罐體上口和隔板18的上口。
8.根據權利要求6所述的油泥分選設備，其特征在于粉碎板9由兩半圓形篦子組成，兩直邊通過連接件固定連接，在其上還開有漏石孔10，罐體內各層粉碎板下的漏石孔交錯排布，下層粉碎板的篦子縫隙較上層為細。
9.根據權利要求6或7或8所述的油泥分選設備，其特征在于放泥閥14為漏板式閥芯結構，閥芯20為一矩形板，其兩長邊嵌入閥體的滑道中，板上有一漏泥孔21。
10.根據權利要求3所述的治理回收技術，其中過濾沉淀工序所用設備為專用過濾沉淀罐V，其特征在于在罐體22外有蒸汽加熱套23，罐中有一橫隔板26，板中心有孔連接一套筒27，出油口28開在橫隔板26下部的罐體側壁上，筐狀過濾網29架在罐體22的上口。
全文摘要
本發明是一種從固態物料中提取液態烴混合物的方法及專用設備。將石油類固體污廢物經粉碎式傳輸上料，再經逆流式油泥分選工序分選出油料和泥雜。油料經過濾沉淀后，再經離心分離成為成品油，泥雜排放還田。本發明利用成熟的處理工業含油廢水技術為治理石油類環境污染服務，并使用逆流式分選原理和技術，設計出專用配套設備，使污廢物處理效果明顯提高，排出的泥雜含油不超過3％，并回收到可直接用于煉制和再生的原油。
文檔編號C10G1/00GK1085933SQ9211216
公開日1994年4月27日 申請日期1992年10月19日 優先權日1992年10月19日
發明者周友信 申請人:周友信