一种热相分离设备及油气处置系统的制作方法

1.本实用新型涉及油气分离技术领域，具体涉及一种热相分离设备及油气处置系统。


背景技术：

2.含油污泥是指由于油田开采、石油炼制过程、运输、使用、贮存等各种与原油、成品油有关的工业、民用、个人等，因各种事故、操作不当、设备陈旧、破损、腐蚀等原因造成原油、成品油跑、冒、滴、漏，外泄到地面，沉积到海洋、湖泊、河底，与泥土、水等混合在一起而形成的油、土，水，甚至掺混有其它污染物的混合物。含油污泥对人体、植物、水体生物均有害，处理和修复十分困难，是石油及石油化工工业的主要污染物之一。
3.含油污泥既是油田生产过程中产生的废弃物，同时也是一种资源。含油污泥经过热相分离设备处置对含油污泥进行无害化处理和残油回收，不仅会产生一定的经济效益，而且会减轻污染，带来巨大的环境效益和社会效益。
4.热相分离技术是当前含油污泥处置及资源化利用的主要手段，热相分离技术是在绝氧或缺氧的条件下对含油污泥进行间接加热，含油污泥中有机组分在高温下发生转化和迁移，实现有机物质与土壤的彻底分离。含油污泥在热相分离设备从进料口逐渐被推送至出料口，含油污泥会不断地被加热升温，随着温度的不断升高，水分以及不同沸点的有机物质逐渐挥发分离出来。
5.当前热相分离设备，水分与有机物质升温挥发后在热相分离腔内聚集，热相分离腔内各部位气体由于压力以及后端风机作用，由热相分离设备尾端进入冷凝设备降温冷凝的过程中，由于气体在窑中被不断加热，浪费了大量能量的同时还会发生裂解现象，既会增大不凝气的产生量，增加处置难度，又严重影响后端冷凝回收油的产量和品质。
6.因此，有必要提供一种更加节能环保的热相分离设备及油气处置系统。


技术实现要素：

7.本实用新型针对现有的技术问题，提供一种热相分离设备及油气处置系统。
8.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种热相分离设备，包括壳体，所述壳体的一端设有进料口，另一端设有出气口和出料口，所述壳体上设有热相分离腔和燃烧腔，所述燃烧腔上设有燃烧器，所述热相分离腔内设有油气收集装置，所述油气收集装置包括用于输送物料的筒体，所述筒体的内部设有螺旋输料结构，所述螺旋输料结构为无轴螺旋或螺带；所述筒体的侧壁上设有多个抽吸口。
9.进一步，所述筒体沿长度方向设有前段、中段和后段，所述前段和后段的抽吸口的尺寸大于所述中段的抽吸口的尺寸。
10.进一步，所述前段至中段的抽吸口的尺寸逐渐减小，所述中段至后段的抽吸口的尺寸逐渐增大。
11.进一步，所述壳体自所述进料口向所述出料口倾斜，倾斜角度为3
°‑5°
，所述进料
口的高度高于所述出料口的高度，所述出料口处设有锁气装置。
12.本实用新型的有益效果是：(1)含油污泥在热相分离腔内受热升温后，挥发的水分以及有机物质，第一时间被抽吸至热相分离腔外部，并利用冷凝设备进行降温冷凝，可有效解决油气发生过度裂解的问题，保证回收油相品质的同时减少不凝气的产生量。
13.(2)采用无轴螺旋或螺带式油气收集装置，在热相分离腔内不同的位置开设抽吸口，对油气进行有效抽吸，将抽吸至螺旋内的固相残渣从前至后推送，并通过抽吸口排至热相分离腔内，对沉积物进行再次处理，防止设备堵塞并可保证出料达标；通过将壳体倾斜设置，进一步提高了将固相残渣向出料口推送的效果。
14.本实用新型还包括一种油气处置系统，其包括上面所述的热相分离设备，还包括冷凝设备、除雾器和沉降分离设备，所述热相分离设备的出气口与所述冷凝设备连接，所述冷凝设备的出气口与所述除雾器连接，所述冷凝设备的出液口与所述沉降分离设备连接，所述除雾器内的清洁不凝气通过风机输送至所述燃烧器内，所述除雾器的底部与所述沉降分离设备连接。
15.在上述技术方案的基础上，本实用新型为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：
16.进一步，所述冷凝设备为喷淋塔，所述喷淋塔通过喷淋冷却水将油气降温至≤60℃。
17.进一步，所述沉降分离设备对油相、水相和固相的混合物进行沉降分层形成上层油相、中层水相和下层固相，所述上层油相收集至储油箱内，所述中层水相通过溢流板输送至换热器内，所述下层固相由所述沉降分离设备的底部排出。
18.进一步，所述换热器将中层水相冷却至≤50℃。
19.进一步，所述换热器与循环冷水连接，所述循环冷水与中层水相进行换热形成冷却水和循环热水，所述冷却水分别与所述冷凝设备和污水处理系统连通。
20.进一步，所述进料口与进料设备连接，所述出料口与排料设备连接。
21.本实用新型的有益效果是：
22.(1)风机可对热相分离腔内各部位产生的气体进行高效抽吸收集，降低油气在热相分离腔内部停留的时间，防止其继续被加热升温，显著降低设备能耗。
23.(2)采用多级处理方式，含油污泥经过热相分离设备处理后产生的混合气体经过冷凝设备、除雾器、沉降分离设备对水和有机物质进行冷凝回收彻底，不凝气循环至热相分离设备作为辅助燃料燃烧，节约资源。
附图说明
24.图1为实施例1中热相分离设备的示意图；
25.图2为油气收集装置的示意图；
26.图3为热相分离设备内部结构示意图；
27.图4为实施例2中油气处置系统的示意图。
28.附图标记记录如下：1、进料设备；2、热相分离设备；3、喷淋塔；4、除雾器；5、沉降分离设备；6、换热器；7、排料设备；8、油气收集装置；9、油气；10、固相残渣；11、喷淋冷却水；12、水相与冷凝油相；13、不凝气；14、水相与尘粒；15、清洁不凝气；16、下层固相；17、中层水
相；18、循环冷水；19、冷却水；20、循环热水；21、抽吸不凝气；22、风机；23、热相分离腔；24、燃烧器；25、燃烧腔；26、螺带；27、联轴器一；28、联轴器二；29、锁气装置。
具体实施方式
29.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
30.实施例1
31.请参照图1至图3所示，本实用新型公开一种热相分离设备，其包括壳体，所述壳体的一端设有进料口，另一端设有出气口和出料口，所述壳体上设有热相分离腔23和燃烧腔25，所述燃烧腔25上设有燃烧器24，所述热相分离腔23内设有油气收集装置8，所述油气收集装置8包括用于输送物料的筒体，所述筒体的内部设有螺旋输料结构，所述螺旋输料结构为无轴螺旋或螺带26；所述筒体的侧壁上设有多个抽吸口。所述燃烧腔25包裹在热相分离腔23的外侧，从而保证对油气收集装置8内的含油污泥进行充分加热。燃烧器24可根据实际需要安装在燃烧腔25的任意位置，在本实施例中，所述燃烧器24安装在燃烧腔25的下端，既能保证对含油污泥的加热效果，同时方便维修、拆卸。
32.所述壳体自所述进料口向所述出料口倾斜，倾斜角度为3
°‑5°
，所述进料口的高度高于所述出料口的高度，所述出料口处设有锁气装置29。筒体旋转时，物料在热相分离设备2中自进料口至出料口移动，并得到加热处理。其中，倾角的大小可调控物料在设备中的移动速度，进而控制物料在设备中的停留时间，针对于不同物料，设置不同的倾斜角度，在本实施例中，倾斜角优选为4
°
。通过在出料口处设置锁气装置29，从而避免气体从出料口处流出。
33.筒体两端分别连接有联轴器一27和联轴器二28，通过两个联轴器带动筒体转动，所述筒体可进行顺时针或逆时针旋转，推动物料移动的同时保证物料受热均匀。
34.所述筒体沿长度方向设有前段、中段和后段，所述前段和后段的抽吸口的尺寸大于所述中段的抽吸口的尺寸。
35.其中，前段为物料脱水阶段，此阶段的物料在设备内逐渐被加热，水分挥发，油气收集装置8主要收集水蒸气与少量轻质油气，需要的抽吸力较小；中段为物料中油气大量挥发阶段，此阶段物料中的油气大量挥发，因此该阶段需要较大抽吸力；后段为物料中少量油气挥发阶段，在该阶段中随着水分与油气的减少，物料干燥，尘粒多，较容易起尘，因此抽吸力必须小。鉴于上述油气抽吸的特点，同时由于开口越小抽吸力越大，因此，前段至中段抽吸口的尺寸逐渐减小，中段至后段抽吸口的尺寸逐渐增大，即前段和后段的抽吸口的尺寸大于所述中段抽吸口的尺寸，从而满足整个抽吸过程中油气分离的要求。在抽吸油气的过程中，抽吸至油气收集装置8内的固相残渣10由所述进料口向出料口自前至后推送，并通过抽吸口排至热相分离腔23内。
36.实施例2
37.请参照图4所示，本实用新型还公开了一种油气处置系统，其包括上面所述的热相分离设备2，还包括冷凝设备、除雾器4和沉降分离设备5，所述热相分离设备2的出气口与所述冷凝设备连接，所述冷凝设备的出气口与所述除雾器4连接，所述冷凝设备的出液口与所述沉降分离设备5连接，所述除雾器4内的清洁不凝气15通过风机22输送至所述燃烧器24
内，所述除雾器4的底部与所述沉降分离设备5连接，所述进料口与进料设备1连接，所述出料口与排料设备7连接。
38.本实用新型通过风机22和油气收集装置8将热相分离腔23内分离出的油气9进行及时抽吸收集，降低油气9在热相分离腔23内停留的时间，防止继续被加热升温，有效解决油气9发生过度裂解的问题，并可降低能耗；通过冷凝设备、除雾器4和沉降分离设备5对水和有机物进行多级处理，提高含油污泥的分离效果，实现资源的再利用，节约能源。
39.所述冷凝设备为喷淋塔3，所述喷淋塔3通过喷淋冷却水11将油气9进行降温，油气9经喷淋塔3冷凝后，根据不同组分油气沸点不同，温度可降至≤60℃。
40.水相与冷凝油相12由喷淋塔3底部进入沉降分离设备5内，携带少量水珠与细小尘粒的不凝气13通过喷淋塔3顶端的出气口与除雾器4连接，实现进一步除尘。其中，所述除雾器4可以采用现有的装置，如旋流板式、管束式、离心式、叶片式等多种形式的除雾器，只要可以实现不凝气、水珠和尘粒分离的除雾器4均可使用。
41.所述沉降分离设备5根据油、水、固三相的密度不同，实现对油相、水相和固相的混合物进行沉降分层形成上层油相、中层水相17和下层固相16，所述上层油相收集至储油箱内，所述中层水相17通过溢流板输送至换热器6内，所述下层固相16由所述沉降分离设备5的底部定期排出。
42.所述换热器6将中层水相17冷却至≤50℃。其中换热器6可以采用现有设备，例如板式换热器、管壳式换热器等，无论应用何种形式换热器只要满足中层水相17的温度由60℃冷却降至50℃即可。
43.所述换热器6与循环冷水18连接，所述循环冷水18与中层水相17进行换热形成冷却水19和循环热水20，所述冷却水19分别与所述冷凝设备和污水处理系统连通，循环热水20经过冷却后循环使用。
44.本实用新型的工作过程如下：
45.1.进料设备1将含油污泥通过进料口输送至热相分离设备2中，通过热相分离设备2底端的燃烧器24进行间接加热，其中加热温度可根据处置污染物沸点不同进行调节，含油污泥经热相分离设备2间接加热后，水分与不同组分油气从固相中分离挥发出来，其中油气组分包含冷凝点在170℃以上的高温组分、冷凝点在70℃-170℃左右的中温组分、以及冷凝点小于70℃的低温组分，加热产生的固相残渣10通过出料口输送至排料设备7，出料口设有锁气装置29，锁气装置29可为气锁、闸板阀、翻板阀等。
46.2.热相分离设备2内的油气收集装置8，对热相分离腔23内各部位产生的油气9进行抽吸，抽吸后的油气9由热相分离设备2的出气口进入所述喷淋塔3进行喷淋降温冷凝，所述油气9经喷淋塔3冷凝后，根据不同组分油气沸点不同，温度可降至60℃以下。经过冷凝后的油气9分成两路，一路水相与冷凝油相12一起由喷淋塔3底部进入沉降分离设备5，另一路携带部分少量水珠与细小尘粒的不凝气13由喷淋塔3顶端进入除雾器4进一步除尘。
47.3.除雾器4将不凝气13与水珠、尘粒分离形成清洁不凝气15，清洁不凝气15通过风机22抽吸后形成抽吸不凝气21并输送至热相分离设备2底部的燃烧腔25内作为燃烧器24的辅助燃料，其中，分离后的清洁不凝气15可以为co、h2、烷烃、短链烯烃等。
48.除雾器4内分离出的水相与尘粒14由除雾器4的底部排至沉降分离设备5内。
49.4.喷淋塔3与除雾器4分离出的油、水、固三相混合物进入沉降分离设备5内，由于
油、水、固三相的密度不同，因此可以实现沉降分层，其中上层油相收集至油水分离装置的储油箱中，并定期外排；
50.其中，中层水相17通过溢流板溢流至换热器6内，循环冷水18向换热器6提供冷却介质，对中层水相17进行换热冷却形成冷却水19和循环热水20，所述冷却水19一部分作为喷淋冷却水11向所述喷淋塔3提供冷却介质，另一部分排至污水处理系统中，循环热水20由换热器6排出后进行散热循环利用。
51.下层固相16由沉降分离设备5的底部排出。
52.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。