油泥热脱附处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及土壤修复技术领域，特别涉及一种油泥热脱附处理系统。


背景技术：

2.目前，我国土壤污染问题日益突出，其中有机类污染物，尤其是石油污染物已成为导致土壤安全利用问题的重要因素之一。石油污染物组成复杂，含有致畸、致癌、致突变的物质(如卤代烃、苯系物、苯胺类、菲、苯并[a]芘等)，一旦进入土壤，将对人类健康和生态环境造成严重危害。因此，油泥的治理工作已经引起公众和科技工作者的高度关注。目前，油泥的修复技术主要有萃取洗脱、微生物修复、热脱附等。其中，热脱附技术具有高效、灵活、适应性好等优点，其在油泥修复过程中被广泛应用。
[0003]
目前，在现有的热脱附技术修复油泥过程中，往往采用高温对油泥进行修复，以确保油泥处理达标，但过高的温度造成石油中的可回收部分的裂解，导致油泥中石油不能进行有效的回收再利用，造成了极大的浪费。同时，较高的温度容易导致油泥结焦，影响热脱附设备的安全运行和处理量。此外，由于油泥的粘度较大，容易在热脱附过程中存在黏壁的现象，严重影响进料和输送，造成修复效率较低。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于提供一种油泥热脱附处理系统，以解决现有的油泥修复过程中油品回收率低、油泥黏壁、修复效率低的问题。
[0005]
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种油泥热脱附处理系统，包括：
[0006]
低温预热模块对油泥进行预加热，以供将预加热后的油泥输送至高温热脱附模块；
[0007]
石油回收模块连接所述低温预热模块，以收集预加热的油泥中的油气；
[0008]
高温热脱附模块连接所述低温预热模块，对预加热后的油泥进行热脱附加热。
[0009]
可选的，在所述的油泥热脱附处理系统中，所述低温预热模块的数量为多个，多个所述低温预热模块均连接同一个高温热脱附模块。
[0010]
可选的，在所述的油泥热脱附处理系统中，所述石油回收模块包括：
[0011]
油气除尘装置，对由低温预热模块排出的油气进行除尘；
[0012]
油气急冷装置，对除尘后的油气进行冷凝回收，形成冷凝液和不凝气；
[0013]
油水分离装置，将冷凝液进行油水分离；
[0014]
油气导气管，将不凝气导入尾气处理模块进行高温燃烧处理。
[0015]
可选的，在所述的油泥热脱附处理系统中，所述尾气处理模块包括：
[0016]
尾气除尘装置，将加热窑体排出的废气进行除尘；
[0017]
尾气燃烧装置，将除尘后的废气和油气导气管输送的不凝气进行高温燃烧；
[0018]
尾气急冷装置，将高温燃烧后的尾气进行快速降温；
[0019]
尾气除酸装置，对尾气中的酸性气体进行消除；
[0020]
尾气排气筒，将达标气体进行排放。
[0021]
可选的，在所述的油泥热脱附处理系统中，还包括余热回收装置，所述余热回收装置将热脱附加热的热量输送至低温预热模块用于进行预加热；
[0022]
所述余热回收装置包括输气管道和恒温辅热设备；
[0023]
所述输气管道连接在低温预热模块的热气进口及高温热脱附模块的热气出口之间；
[0024]
所述恒温辅热设备设置在输气管道上，当恒温辅热设备检测到输气管道中的气体温度低于预加热所需温度时启动，对输气管道中的气体进行加热，以达到预加热所需温度。
[0025]
可选的，在所述的油泥热脱附处理系统中，所述低温预热模块包括：
[0026]
预加热箱，其顶部开设第一进料口，底部开设第一出料口，油泥从第一进料口处进入预加热箱，由第一出料口从预加热箱排出；
[0027]
外套箱，用于包裹预加热箱，外套箱侧壁与预加热箱侧壁之间具有不连通预加热箱的预加热空间，输气管道的气体从低温预热模块的热气进口进入预加热空间，由低温预热模块的热气出口从预加热空间排出。
[0028]
可选的，在所述的油泥热脱附处理系统中，所述低温预热模块还包括：
[0029]
搅拌轴，两端分别固定在预加热箱的两个侧壁上；
[0030]
搅拌叶片，被布置在搅拌轴上，并由搅拌轴带动围绕搅拌轴作螺旋推进运动；
[0031]
搅拌减速机，被配置为带动搅拌轴转动；
[0032]
搅拌电机，被配置为驱动搅拌减速机；
[0033]
油气出口，被配置为连接石油回收模块，油泥中的石油烃解吸挥发由油气出口进入石油回收模块；
[0034]
所述第一进料口布置在搅拌叶片螺旋推进方向的前端，所述第一出料口布置在搅拌叶片螺旋推进方向的末端。
[0035]
可选的，在所述的油泥热脱附处理系统中，还包括下料斗和推送装置，其中：
[0036]
所述低温预热模块位于高温热脱附模块的上方，所述下料斗连接在第一出料口和推送装置之间，所述推送装置连接第二进料口；
[0037]
预加热后的油泥由第一出料口进入下料斗，预加热后的油泥由下料斗输送至推送装置，预加热后的油泥由推送装置输送至第二进料口，并通过第二进料口进入高温热脱附模块。
[0038]
可选的，在所述的油泥热脱附处理系统中，高温热脱附模块包括：
[0039]
加热窑体，预加热后的油泥通过第二进料口进入加热窑体，由其底部设置的第二出料口从加热窑体内排出；
[0040]
窑体外套，用于包裹加热窑体，窑体外套内壁与加热窑体外壁之间具有不连通加热窑体的热脱附加热空间；
[0041]
多组燃烧器，设置在热脱附加热空间的底部，每组燃烧器均分别连接一个燃气供应管与一个空气供应管；
[0042]
高温热脱附模块的热气出口与热脱附加热空间连通。
[0043]
可选的，在所述的油泥热脱附处理系统中，加热窑体设置窑头和窑尾，第二进料口设置于窑头侧壁，第二出料口设置于窑尾底部；高温热脱附模块还包括：
[0044]
废气管，布置在加热窑体的侧壁上，用于将加热窑体内的废气输送至尾气处理模块；
[0045]
所述第一出料口外侧设置第一空气锁，以防止加热窑体内的气体由第一进料口反向进入低温预热模块；
[0046]
第二出料口外侧设置第二空气锁，以防止加热窑体内的气体由第二出料口排出。
[0047]
本实用新型基于发明人的如下洞察，发明人通过研究发现，油泥中石油烃浓度高，具有较高的回收石油的价值；但是油泥中的石油烃由于碳链的长短不同，挥发回收所需的温度不同，需对油泥进行低温预热才能使油泥中石油烃逐级解吸挥发出来，过高的温度容易导致油泥中可回收部分的裂解，降低石油回收率；而目前，传统一段式热脱附系统为确保油泥处理达标，热脱附温度往往较高，且无法准确控温，导致油品回收率低；此外，较高的温度容易导致油泥结焦，影响热脱附设备的安全运行和处理量；
[0048]
基于以上洞察，本实用新型提供了一种全新的油泥热脱附处理系统，针对石油回收率低的问题，本实用新型通过低温预热模块先对油泥进行低温预加热，使油泥中石油烃逐级解吸进入空气，之后进行石油回收，避免后续高温热脱附的高温对石油组分产生破坏，更有利于石油进行回收。
[0049]
进一步的，本实用新型通过研究还发现，低温预热模块的预加热方案不仅能提高油品回收率，还带来了其他意想不到的附加效果，针对油泥的粘度较大，容易在热脱附过程中存在黏壁的问题，通过进入高温热脱附段之前对油泥进行预加热，可以使油泥的湿度和粘度降低，解决了后续热脱附过程中油泥粘壁的问题，提高油泥修复效率。
[0050]
更进一步的，本实用新型通过研究还发现，低温预热模块的预加热方案还具有第三个意想不到的附件效果；油泥经过预加热后，无需使用过高的温度进行热脱附，避免了热脱附过程中的油泥结焦，进一步解决了油泥结焦影响热脱附设备的安全运行和处理量的问题。
[0051]
另外，高温热脱附段对窑体加热产生的热量能够进一步用于低温预热模块的预加热，即低温预热段可收集高温脱附段的余热对油泥进行间接预加热，使得低温预热模块的预加热方案十分经济实惠，无需额外增加能源成本，提高了高温热脱附模块的热量利用率。
[0052]
上述技术手段的采用使得整个设备的各个模块之间实现了有机结合，通过低温预加热模块和高温热脱附模块的组合的方式，高效低成本的完成了油泥的热脱附处理，提高了油泥中石油的回收效率，并且提高了热量的使用效率，本组合式异位热脱附处理系统相对于现有技术自动化程度高，修复成本较低，并且具有一定的经济效益。
附图说明
[0053]
图1是本实用新型一实施例油泥热脱附处理系统示意图；
[0054]
图2是本实用新型一实施例低温预热模块与高温热脱附模块结构示意图。
具体实施方式
[0055]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的油泥热脱附处理系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用
新型实施例的目的。
[0056]
另外，除非另行说明，本实用新型的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本技术的公开范围或记载范围。
[0057]
本实用新型的核心思想在于提供一种油泥热脱附处理系统，以解决现有的油泥修复过程中油品回收率低的问题。
[0058]
本实用新型的目的，一是对油泥进行预加热，使油泥中的石油烃逐级解吸，进而提高原油回收率；同时，在进入高温热脱附段之前进行预加热，可以使油泥的湿度和粘度降低，解决了后续热脱附过程中油泥粘壁的问题，提高油泥修复效率；且经过预加热后，油泥无需使用过高的温度进行热脱附，避免了油泥结焦，影响热脱附设备的安全运行和处理量的问题。二是对高温脱附段余热进行收集并利用到低温预热段，提高能量使用率，降低能耗。
[0059]
为实现上述思想，本实用新型提供了一种油泥热脱附处理系统，如图1所示，包括：低温预热模块1，被配置为对油泥进行预加热，以供将预加热后的油泥输送至高温热脱附模块2；石油回收模块3，被配置为连接所述低温预热模块1，以收集预加热的油泥中的油气；高温热脱附模块2连接所述低温预热模块1，被配置为对预加热后的油泥进行热脱附加热。
[0060]
具体的，预加热的温度小于热脱附加热的温度；如图2所示，低温预热模块实现对油泥/土壤进行预加热的功能。低温预热模块包括第一进料口101、预加热箱104、搅拌叶片106、搅拌轴105、驱动搅拌减速机108的搅拌电机107、带动搅拌轴105转动的搅拌减速机108、第一出料口114、外套箱103、低温预热模块的热气进口109、低温预热模块的热气出口111及油气出口110，所述第一进料口101布置在搅拌叶片106螺旋推进方向的前端，所述第一出料口114布置在搅拌叶片106螺旋推进方向的末端。
[0061]
本实施例的油泥热脱附处理系统还包括余热回收装置，所述余热回收装置将热脱附加热的热量输送至低温预热模块1用于进行预加热；所述余热回收装置包括输气管道206和恒温辅热设备112；所述输气管道206连接在低温预热模块的热气进口109及高温热脱附模块的热气出口210之间；所述恒温辅热设备112设置在输气管道206上，当恒温辅热设备112检测到输气管道206中的气体温度低于预加热所需温度时启动，对输气管道206中的气体进行加热，以达到预加热所需温度。
[0062]
进一步的，油泥从第一进料口101处进入预加热箱104内，搅拌叶片106对土壤进行推送，外套箱103包裹预加热箱104，外套箱103与预加热箱104之间设置有进入热气的预加热空间102，热气从热气进口109进入预加热空间102，对油泥进行预加热，使油泥中的石油烃逐级解吸挥发进入油气出口110，此热气来源于输气管道206回收的高温热脱附模块的余热及恒温辅热设备112产生的热气，高温热脱附模块回收的余热先经过恒温辅热设备112，当恒温辅热设备112检测到气体温度达不到预加热所需温度时，启动恒温辅热设备112，对气体进行加热，以达到预加热所需的温度。含有石油烃的气体从油气出口110中排出，随后进入石油回收单元进行石油回收，经过预加热后的油泥从第一出料口114排出进入高温热脱附模块。
[0063]
本实施例的油泥热脱附处理系统还包括下料斗113和推送装置201，其中：所述低温预热模块位于高温热脱附模块的上方，所述下料斗113连接在第一出料口114和推送装置
201之间，所述推送装置201连接第二进料口(图中未示出)；预加热后的油泥由第一出料口114进入下料斗113，预加热后的油泥由下料斗113输送至推送装置201，预加热后的油泥由推送装置201输送至第二进料口，并通过第二进料口进入高温热脱附模块。
[0064]
具体的，高温热脱附模块用于对油泥进行间接热脱附修复，高温热脱附模块位于低温预热模块之下，连接推送装置201，其包括加热窑体203、窑体外套204、燃烧器205、热气出口210、废气管207、第二出料口208、对窑体外套起支撑作用的窑体支架(图中未示出)。加热窑体203设置窑头和窑尾，推送装置201与窑头的第二进料口连接，用于将低温预热模块出料的油泥输送进加热窑体203，此推送装置内具有第一空气锁202，以防止加热窑体203内的废气通过推送装置201进入低温预热模块，从而污染从油泥中解吸挥发的石油烃，第二出料口208设置于加热窑体窑尾底部，同时第二出料口208处设置第二空气锁209，防止加热窑体203内废气通过第二出料口208排出造成二次污染，加热窑体203与窑体外套204之间形成热脱附加热空间211，热脱附加热空间211与加热窑体203之间不连通，而高温热脱附模块的热气出口210与热脱附加热空间211连通。热脱附加热空间211的底部设有多组燃烧器205，每组燃烧器205均固定连接有单独的燃气供应管与空气供应管，从而便于单独控制每组燃烧器以及控制热脱附加热空间211的温度，加热窑体203的顶部设置有热气出口210，燃烧器205加热产生的热气可以通过热气出口210排出热脱附加热空间211，之后进入低温预热模块进行余热利用。加热窑体203内的废气则通过废气管207进入后续尾气处理环节。
[0065]
如图1所示，石油回收模块3实现对从低温预热模块1排出的含有石油烃的气体进行冷凝回收石油的功能。石油回收模块3包括油气除尘装置、油气急冷装置、油气导气管、油水分离装置。从低温预热模块1中排出的含石油烃气体在先经过油气除尘装置进行除尘，随后进入油气急冷装置进行冷凝回收，油气急冷装置可将气体温度降至4℃，可将大部分水汽及石油烃液化，之后冷凝液进入油水分离装置进行油水分离，回收的油分综合利用。油气急冷装置里的不凝气，通常是c4以下组分和大部分的n2、水蒸气，则通过油气导气管导入尾气处理模块4进行高温燃烧处理。
[0066]
进一步的，尾气处理模块4实现对加热窑体内的废气进行处置的功能。尾气处理模块4包括尾气除尘装置、尾气燃烧装置、尾气急冷装置、尾气除酸装置、尾气排气筒。加热窑体内的废气通过废气管进入尾气处理模块4。尾气除尘装置对废气进行除尘，尾气燃烧装置对除尘后的尾气以及石油回收模块3的不凝气进行高温燃烧处置，尾气急冷装置对高温燃烧后的尾气进行快速降温，尾气除酸装置对尾气中的酸性气体进行消除，最后气体达标后通过尾气排气筒排放。
[0067]
应当注意的是，此实用新型中低温预热模块1和高温热脱附模块2应组合使用，并且高温热脱附模块2可组合一个或几个低温预热模块1进行使用。
[0068]
本实用新型至少具有以下有益效果：
[0069]
1、修复效率方面，本实用新型通过低温预热模块对油泥进行预加热，降低油泥粘度，解决后续油泥热脱附过程中黏壁的问题，提高了油泥的修复效率。
[0070]
2、石油回收方面，本实用新型通过低温预热模块对油泥进行预加热，使油泥中的石油烃逐级解吸挥发进入空气，避免了传统工艺中油泥直接进入加热窑体后在高温的作用下石油烃发生裂解，破坏了石油的组分的问题出现，便于石油进行回收。
[0071]
3、能耗方面，将高温热脱附模块的能量收集用于低温预热模块，起到能量回收利
用的作用，减少了设备能耗，降低了修复成本。
[0072]
4、产能方面，采用“低温预热模块” “高温热脱附模块”相结合逐级解吸油泥的方式，较单一高温热脱附方式，产能可提高2～3倍，同时，可以根据产能需求，配置不同数量的低温预热模块为高温热脱附模块提供初步解吸后的油泥进料。
[0073]
综上，上述实施例对油泥热脱附处理系统的不同构型进行了详细说明，当然，本实用新型包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本实用新型所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。
[0074]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0075]
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。