一种石油开采污泥处理装置的制作方法

1.本发明属于含油污泥处理技术领域，具体是指一种石油开采污泥处理装置。


背景技术：

2.石油开采污泥直接外排会占用大量土地，其含有的有毒物质会污染水质、土壤和空气，污染生态环境；若将开采污泥直接在污水处理系统循环时，会造成污水处理系统的运行条件恶化，对生产造成不可预计的损失。因此，无论是从环境保护、维护正常生产还是从回收能源的角度出发，都必须对石油开采污泥进行无害化、资源化处理。目前大多通过两种方式对石油开采污泥进行无害化处理，一是在开采污泥中加入一定组分的固化剂，使其发生一些稳定的、不可逆的物理化学反应，固化其中的部分水分和有毒物质，并使其有一定强度，以便堆放、储存和后续处理；二是采用焚烧技术处理开采污泥。但是固化处理后的污泥堆放占用了大面积土地，造成了资金的浪费，且加入有机固化剂可能带来二次污染；而焚烧方法成本和操作费用较高，污泥中的大量石油资源被浪费，焚烧产生的热量不能充分利用，且焚烧产生的so2、co及粉尘会对空气造成严重污染；所以需要一种新技术使污泥处理更加环保高效和低能耗，要重复利用污泥中的有益物质。
3.含有原油的污泥难以进行油、水、泥三相的分离。其中石油原油粘度较高，土壤中容易同原油结合，土壤中油水的乳化也导致处理难度增加。如果不将其中的原油清除，就会容易滋生病原微生物、霉菌毒素等有害物质，易腐烂和散发恶臭。因此需要高效地分离油、水、泥三相；利用超声波可在介质传播中产生的空化、机械振动、热效应进行油泥破乳，超声能降低油污泥油水界膜的强度和乳状液黏度，促进油水分离，但国内现有的超声波发生装置中，功率强度受超声探头的数量所制约，难以达到理想的提取效果。超声场协同脉冲电场作用时，脉冲电场使空化泡发生形变，电场作用下空化泡沿场强方向伸长，随着场强的升高，空化泡长径比增大，从而更利于空化泡振荡、生长、崩溃过程发生，使部分稳态空化核转化成瞬态空化，因此，超声与矩形脉冲电场协同可以发挥油泥破乳的最大效果。


技术实现要素：

4.为解决上述现有难题，本发明提供了一种可以通过plc系统进行全流程控制反应时间，同时使用超声波处理技术和热解法进行高效环保处理的石油开采污泥处理装置，运用组合、合并原理，通过设置电磁脉冲超声冷凝罩，实现了对含油污泥的分层，污水和石油的收集，减少了工人的劳动强度；运用预先反作用原理，通过设置氮气加压装置，使污泥处理过程中不会产生有害产物和副产物，从而提高可回炼石油的利用率；运用机械振动原理，采用电磁脉冲发生装置，使超声波处理过程中分解效率提高，反应的更加彻底，减少了资源浪费和能源消耗，提高了生产效率。
5.本发明采用的技术方案如下：一种石油开采污泥处理装置，包括外部框体、电磁脉冲超声冷凝罩、电磁反应器皿和plc总控装置，所述电磁脉冲超声冷凝罩设于外部框体内部，所述电磁反应器皿设于外部框体内部，所述plc总控装置设于外部框体内部，所述电磁
脉冲超声冷凝罩设于电磁反应器皿上，所述plc总控装置设于电磁反应器皿上。
6.进一步地，所述电磁脉冲超声冷凝罩包括氮气加压装置、电磁脉冲发生装置、超声波发生装置、电磁吸附式冷凝罩、液压杆和电机a，所述液压杆设于外部框体上，所述电机a设于液压杆上，所述电磁脉冲发生装置设于电机a上，所述超声波发生装置设于电磁脉冲发生装置上，所述氮气加压装置设于电磁脉冲发生装置上，所述电磁吸附式冷凝罩设于超声波发生装置上。
7.进一步地，所述电磁脉冲发生装置包括导线管a和电磁脉冲发生单元，所述导线管a设于电机a上，所述电磁脉冲发生单元设于导线管a上，所述导线管a上设有进气孔，所述氮气加压装置固接于进气孔。
8.进一步地，所述超声波发生装置包括导线管b、装置外壳、电机c、散热风扇、压电晶片a、压电晶片b和共振板，所述导线管b设于导线管a上，所述装置外壳设于导线管b上，所述电机c设于装置外壳内部，所述散热风扇设于装置外壳内部，所述压电晶片a设于装置外壳内部，所述压电晶片b设于装置外壳内部，所述共振板设于装置外壳内部，所述导线管b包括电极a、电极b和出气孔，所述电极a设于压电晶片a上，所述电极b设于压电晶片b上，所述出气孔设于导线管b侧壁上，电极a、压电晶片a、压电晶片b和电极b组成回路，在通电后压电晶片a和压电晶片b振动，同共振板产生共振，产生超声波，所产生的超声波为功率5kw频率40khz。
9.进一步地，所述电磁吸附式冷凝罩包括滚珠轴承、冷凝罩上盖、环形电磁铁、存液槽和永磁体卡扣，所述冷凝罩上盖设于导线管b上，所述滚珠轴承设于冷凝罩上盖和导线管b之间，所述环形电磁铁设于冷凝罩上盖上，所述永磁体卡扣设于环形电磁铁上，所述存液槽设于永磁体卡扣上。
10.进一步地，所述氮气加压装置包括氮气储藏箱、连接导管a、气泵和连接导管b，所述氮气储藏箱设于外部框体内部，所述气泵设于氮气储藏箱之间，所述连接导管a设于氮气储藏箱和气泵之间，所述连接导管b设于气泵和电磁脉冲发生装置之间，所述连接导管b固接于进气孔上，氮气储藏箱、连接导管a、气泵、连接导管b、进气孔和出气孔形成充气加压管路用于给电磁反应器皿中加压。
11.进一步地，所述电磁反应器皿包括反应坩埚、电阻丝、蓄电池、电机b和转盘，所述电机b设于外部框体内部，所述转盘设于电机b上，所述反应坩埚设于转盘上，所述电阻丝绕设于反应坩埚外侧壁上，所述蓄电池设于外部框体内部，蓄电池用于给电阻丝供电使反应坩埚加热达到反应所需温度，电磁加热到50℃即可使污泥发生乳化反应形成分层，加热至300℃时低沸点轻质烃挥发，加热至350℃时重质油热裂解，加热至400℃时烃类由于热活化生成自由基。
12.进一步地，所述plc总控装置包括温度传感器、湿度传感器和plc控制器，所述温度传感器设于反应坩埚内，所述湿度传感器设于反应坩埚内，所述plc控制器设于气泵和蓄电池之间，plc控制器型号为simatic s7-1200，plc控制器用于掌握反应进程，从而控制装置运行。
13.进一步地，所述外部框体包括外壳、盖板、污泥盒，所述污泥盒设于外壳内部，所述盖板设于外壳内部侧面，所述盖板上设有铆钉，铆钉用于将盖板固定在外壳上，向内推动盖板即可将污泥盒脱出。
14.采用上述结构本发明取得的有益效果如下：（1）根据石油受热裂解产生多种副产物并加以杜绝，在反应过程中通过氮气加压装置不断地对坩埚内的混合物施加气压，使热裂解反应更加彻底；且施加的惰性气体可以有效杜绝热裂解过程中产生有害的副产物。
15.（2）根据空化效应使污泥发生乳化反应并加以利用，在施加特定频率和功率的超声波的过程中为坩埚内增加电磁脉冲场，使污泥内部反应更加剧烈迅速，以提高反应速度，节省成本。
16.（3）电磁吸附式冷凝罩，通过弧形圆顶使蒸汽冷凝并回流至存液槽，断电后即可将永磁体卡扣取下，并倒出存液槽内的液体，充分利用污泥中的可用物质，杜绝能源浪费。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种石油开采污泥处理装置的结构示意图；图2为本发明提出的一种石油开采污泥处理装置的主视图；图3为外部框体的爆炸图；图4为电磁脉冲超声冷凝罩的结构示意图；图5为氮气加压装置的结构示意图；图6为电磁脉冲发生装置的结构示意图；图7为超声波发生装置的结构示意图；图8为超声波发生装置的爆炸图；图9为电磁吸附式冷凝罩的爆炸图；图10为电磁吸附式冷凝罩的剖面图；图11为电磁反应器皿的结构示意图；图12为电磁反应器皿和plc总控装置的爆炸图。
18.其中，1、外部框体，2、电磁脉冲超声冷凝罩，3、电磁反应器皿，4、plc总控装置，5、外壳，6、盖板，7、污泥盒，8、氮气加压装置，9、电磁脉冲发生装置，10、超声波发生装置，11、电磁吸附式冷凝罩，12、液压杆，13、电机a，14、反应坩埚，15、电阻丝，16、蓄电池，17、电机b，18、转盘，19、温度传感器，20、湿度传感器，21、plc控制器，22、铆钉，23、氮气储藏箱，24、连接导管a，25、气泵，26、连接导管b，27、导线管a，28、电磁脉冲发生单元，29、导线管b，30、装置外壳，31、电机c，32、散热风扇，33、压电晶片a，34、压电晶片b，35、共振板，36、滚珠轴承，37、冷凝罩上盖，38、环形电磁铁，39、存液槽，40、永磁体卡扣，41、进气孔，42、电极a，43、电极b，44、出气孔。
具体实施方式
19.结合附图，对本发明做进一步详细说明。
20.如图1-2所示，一种石油开采污泥处理装置，包括外部框体1、电磁脉冲超声冷凝罩2、电磁反应器皿3和plc总控装置4，电磁脉冲超声冷凝罩2设于外部框体1内部，电磁反应器皿3设于外部框体1内部， plc总控装置4设于外部框体1内部，电磁脉冲超声冷凝罩2设于电磁反应器皿3上， plc总控装置4设于电磁反应器皿3上， plc总控装置4包括温度传感器19、湿度传感器20和plc控制器21，温度传感器19设于电磁反应器皿3内，湿度传感器20设于电
磁反应器皿3内， plc控制器21设于电磁脉冲超声冷凝罩2上。
21.如图3所示，外部框体1包括外壳5、盖板6、污泥盒7，污泥盒7设于外壳5内部，盖板6设于外壳5内部侧面，盖板6上设有铆钉22。
22.如图4所示，电磁脉冲超声冷凝罩2包括氮气加压装置8、电磁脉冲发生装置9、超声波发生装置10、电磁吸附式冷凝罩11、液压杆12和电机a13，液压杆12设于外部框体1上，电机a13设于液压杆12上，电磁脉冲发生装置9设于电机a13上，超声波发生装置10设于电磁脉冲发生装置9上，氮气加压装置8设于电磁脉冲发生装置9上，电磁吸附式冷凝罩11设于超声波发生装置10上。
23.如图5所示，氮气加压装置8包括氮气储藏箱23、连接导管a24、气泵25和连接导管b26，氮气储藏箱23设于外部框体1内部，气泵25设于氮气储藏箱23之间，连接导管a24设于氮气储藏箱23和气泵25之间，连接导管b26设于气泵25和电磁脉冲发生装置9之间。
24.如图6所示，电磁脉冲发生装置9包括导线管a27和电磁脉冲发生单元28，导线管a27设于电机a13上，电磁脉冲发生单元28设于导线管a27上，导线管a27上设有进气孔41，连接导管b26固接于进气孔41。
25.如图7-8所示，超声波发生装置10包括导线管b29、装置外壳30、电机c31、散热风扇32、压电晶片a33、压电晶片b34和共振板35，导线管b29设于导线管a27上，装置外壳30设于导线管b29上，电机c31设于装置外壳30内部，散热风扇32设于装置外壳30内部，压电晶片a33设于装置外壳30内部，压电晶片b34设于装置外壳30内部，共振板35设于装置外壳30内部，导线管b29包括电极a42、电极b43和出气孔44，电极a42设于压电晶片a33上，电极b43设于压电晶片b34上，出气孔44设于导线管b29侧壁上。
26.如图9-10所示，电磁吸附式冷凝罩11包括滚珠轴承36、冷凝罩上盖37、环形电磁铁38、存液槽39和永磁体卡扣40，冷凝罩上盖37设于导线管b29上，滚珠轴承36设于冷凝罩上盖37和导线管b29之间，环形电磁铁38设于冷凝罩上盖37上，永磁体卡扣40设于环形电磁铁38上，存液槽39设于永磁体卡扣40上。
27.如图11-12所示，电磁反应器皿3包括反应坩埚14、电阻丝15、蓄电池16、电机b17和转盘18，电机b17设于外部框体1内部，转盘18设于电机b17上，反应坩埚14设于转盘18上，电阻丝15绕设于反应坩埚14外侧壁上，蓄电池16设于外部框体1内部。
28.具体使用时，将石油开采过程中产生的污泥倒入电磁反应器皿3的反应坩埚14内，通过plc总控装置4控制液压杆12运动，液压杆12带动电磁脉冲发生装置9和超声波发生装置10向下运动，超声波发生装置10带动电磁吸附式冷凝罩11向下运动并扣紧在电磁反应器皿3的反应坩埚14上完成密封，plc总控装置4开启氮气加压装置8，氮气通过氮气储藏箱23、连接导管a24、气泵25、连接导管b26、进气孔41和出气孔44进入密封的反应容器内，待压力足够时，通过plc总控装置4开启蓄电池16为电阻丝15通电，电阻丝15为反应坩埚14加热，待温度恒定50℃温度传感器19反馈给plc总控装置4，plc总控装置4开启电机a13、电磁脉冲发生装置9和超声波发生装置10，电机a13带动电磁脉冲发生装置9绕反应坩埚14旋转使内部污泥收到脉冲磁场均匀，待内部湿度达到一定程度时表示反应完成，湿度传感器20反馈给plc总控装置4，plc总控装置4关闭电磁脉冲发生装置9、超声波发生装置10和电机a13并让电阻丝15继续为反应坩埚14加热，加热到100℃时污泥分离出的污水蒸发并经过冷凝罩上盖37回流到存液槽39内，继续加热反应坩埚14，待加热到300℃时，低沸点轻质烃挥发，并接
触到冷凝罩上盖37回流到存液槽39内，待加热到350℃使，重质油热裂解，在充满氮气的惰性环境中不会产生有害副产物，届时反应坩埚14内部只剩下分离完成的污泥残渣，plc总控装置4关闭蓄电池16和氮气加压装置8，并控制液压杆12向上运动，为环形电磁铁38断电消磁，取下由永磁体卡扣40固定的存液槽39，存液槽39内就是油水分层的混合物，plc总控装置4控制电机b17旋转，电机b17带动反应坩埚14旋转并将内部的污泥残渣倾倒在污泥盒7中，推开盖板6即可将污泥盒7拉出并对污泥残渣进行填埋或燃烧处理，将存液槽39内的污水进行处理，油类物质进行回炼。第二次使用时重复上述步骤即可。
29.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。