一种老化油泥处理设备的制作方法

1.本技术涉及油泥处理技术领域，特别涉及一种油泥处理设备老化油泥处理设备。


背景技术：

2.油泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物，属于危险废物管理目录中hw08类危险废弃物，是油气开发和储运过程中产生的主要污染物之一。油泥既是油田生产过程中产生的废弃物，同时也是一种资源，油泥若不加以处理回收其中的油分，不仅造成资源的浪费，而且污染环境。随着国家对环境保护的不断重视和环境保护执法力度的不断加强，油泥逐渐成为需要重点解决的环境问题之一。按油泥的形成通常可以分为落地油泥、清罐油泥、老化油泥等。其中还，油泥产生后长期未得到处理而形成老化油泥，氧化比较明显，重质组分较高，成分复杂，预处理困难。
3.油泥目前的处理方法多是现场采油调质加药的方法，处理成本高，处理后的固相尾渣含油量高，一般在5％-10％，很难达到填埋要求。


技术实现要素：

4.为了解决目前的油泥处理方法成本高、固相尾渣含油量高的技术问题，本技术提供了一种老化油泥处理设备。
5.本技术提供的老化油泥处理设备，包括：
6.预处理装置，所述预处理装置包括用于破碎老化油泥的破碎装置，以及用于将破碎后的老化油泥均匀混合的搅拌装置；
7.旋转空化装置，所述旋转空化装置与所述预处理装置连通，用于对所述预处理装置处理后的老化油泥进行高速搅拌，以使老化油泥中产生的气泡在接近所述旋转空化装置内壁后分裂，释放的能量破坏油、泥、水之间的结合，使油泥水微粒重新分散；
8.喷射空化装置，所述喷射空化装置包括与所述旋转空化装置连通的文丘里管，所述文丘里管被配置为用于喷射老化油泥；
9.固液分离装置，所述固液分离装置与所述喷射空化装置连通，用于将所述喷射空化装置处理后的老化油泥分离出固相和液相。
10.在本公开的一个实施方式中，所述搅拌装置通过向落地油泥中加水使得落地油泥的固相占油泥总体积的15％-30％。
11.在本公开的一个实施方式中，所述搅拌装置设置有溢油口，所述溢油口被配置为将老化油泥加水后浮在上层的浮油溢出。
12.在本公开的一个实施方式中，所述喷射空化装置包括：
13.通道；
14.多孔文丘里管，所述多孔文丘里管设置在所述通道中，且包括多个文丘里通孔；
15.单孔文丘里管，所述单孔文丘里管设置在所述通道中；
16.所述老化油泥被配置为经所述多孔文丘里管的多个文丘里通孔喷出后进入所述
单孔文丘里管再次喷出。
17.在本公开的一个实施方式中，进入所述喷射空化装置的老化油泥被配置为：从多个所述多个文丘里通孔的扩散段进入、收缩段喷出；从所述单孔文丘里管的收缩段进入、扩散段喷出。
18.在本公开的一个实施方式中，所述固液分离装置与所述搅拌装置连通，所述固液分离装置分离出的未达到合格标准的固相运送至所述搅拌装置中。
19.在本公开的一个实施方式中，还包括污水处理系统，所述污水处理系统与所述固液分离装置连通，用于对所述固液分离装置分离出的液相进行油水分离。
20.在本公开的一个实施方式中，所述污水处理系统与所述搅拌装置连通，将其分离出的水运送至所述搅拌装置中。
21.在本公开的一个实施方式中，所述污水处理系统包括加热装置，用于加热所述污水处理系统分离出的水。
22.在本公开的一个实施方式中，所述旋转空化装置被配置为：使老化油泥中的气泡体积占比在50％-70％之间。
23.本技术的老化油泥处理设备中，先通过预处理装置将油泥混合均匀，在旋转空化装置中高速搅拌油泥，在高速物理破碎作用、超临界水溶解作用和水化热裂解作用下，能够实现破坏油、泥、水之间的结合，在喷射空化装置中对油泥进行喷射，在固液分离装置中分离出固相和液相，其分离出的固相含油量低，分离出的液相可以重新利用。
附图说明
24.图1是本技术一实施例提供的老化油泥处理设备的原理示意图；
25.图2是本技术一实施例提供的老化油泥处理设备的结构示意图；
26.图3是本技术一实施例提供的老化油泥处理设备中喷射空化装置的剖视图；
27.图4是本技术一实施例提供的老化油泥处理设备中多孔文丘里管的结构示意图。
28.图1至图4中各组件名称和附图标记之间的一一对应关系如下：
29.1、预处理装置；11、破碎装置；12、搅拌装置；2、旋转空化装置；3、喷射空化装置；31、通道；32、多孔文丘里管；321、文丘里通孔；33、单孔文丘里管；34、进水口；4、固液分离装置；41、输送装置；5、污水处理系统；51、气浮装置；52、加热装置；53、第一储水箱；54、第二储水箱。
具体实施方式
30.为了使本技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合具体实施例对本技术进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本技术，并非为了限定本技术。
31.为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包括在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载
的范围。
32.本技术的上述实用新型内容并不意欲描述本技术中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
33.本技术提供了一种老化油泥处理设备，如图1、图2所示，老化油泥处理设备主要包括预处理装置1、旋转空化装置2、喷射空化装置3和固液分离装置4。
34.预处理装置1用于对老化油泥进行预处理，老化油泥首先送入预处理装置1中，预处理装置1能够将老化油泥进行破碎，并且将破碎后的老化油泥均匀混合。
35.旋转空化装置2与预处理装置1连通，预处理装置1处理后的油泥运送至旋转空化装置2中。旋转空化装置2用于对预处理装置1处理后的老化油泥进行旋转空化。详细地，旋转空化装置2包括容器以及位于容器内的多个水力孔板，旋转空化装置2的内壁包括容器的内表面和水力孔板的表面。容器能够高速旋转对老化油泥进行高速搅拌，水力孔板能够增加旋转空化装置2内壁的面积，从而达到水力空化的目的。老化油泥高速搅拌至使老化油泥中产生的气泡在接近容器内壁或水力孔板表面后分裂，释放的能量破坏油、泥、水之间的结合，使油泥水微粒重新分散。
36.喷射空化装置3与旋转空化装置2连通，旋转空化装置2高速搅拌后的老化油泥运送至喷射空化装置3中。喷射空化装置3用于对老化油泥进行喷射空化。详细地，喷射空化装置3包括与旋转空化装置2的容器连通的文丘里管，文丘里管被配置为用于喷射老化油泥。
37.旋转空化装置2和喷射空化装置3对老化油泥进行了两重空化处理。其中，旋转空化装置2的作用是将油泥水三相混合介质充分均匀、破碎，使得老化油泥进行初步空化、初步分离。喷射空化装置3的作用是将旋转空化后的混合介质进一步破碎，从而使得结合紧密状态下的油泥水微粒实现分离，属于深度空化，进一步分离。旋转空化装置2和喷射空化装置3使油、水、泥结合在一起的油泥微粒充分的破碎、分散，有效地提高了老化油泥中固相和液相的分离效率。
38.固液分离装置4与喷射空化装置3连通，喷射空化装置3处理后的老化油泥运送至固液分离装置4中，固液分离装置4将老化油泥进行固液分离。
39.在本公开的一种实施方式中，如图1所示，预处理装置1包括破碎装置11和搅拌装置12。破碎装置11用于对老化油泥进行破碎。老化油泥粘稠度高，呈固态或半流动状态，破碎装置11能够将老化油泥破碎成较小的颗粒，有利于搅拌装置12后续将老化油泥均匀混合。破碎装置11包括可以采用破碎机或其它装置。
40.搅拌装置12以搅拌的方式将破碎后的老化油泥均匀混合。搅拌装置12以搅拌的方式将老化油泥均匀混合，搅拌装置12可以是搅拌机，具有用于搅拌油泥的搅拌桨，以及驱动搅拌桨旋转的电机。搅拌装置12的顶部可以设置溢油口，通过向搅拌装置12中加水，老化油泥中游离状态的油能够漂浮在上层，液位高度到达溢油口后，上层的浮油能够从溢油口流出，从而去除老化油泥中的一部分油。向老化油泥中加水还能够调节老化油泥的固相含量，有利于搅拌装置12将老化油泥搅拌均匀。
41.破碎装置11的出口与搅拌装置12的入口连通，将破碎后的老化油泥运送至搅拌装置12中。搅拌装置12与旋转空化装置2连通，搅拌装置12处理后的老化油泥运送至旋转空化
装置2中。搅拌装置12的溢油口可以与储油罐或其它容器连通，以收集浮油。
42.油泥在破碎装置11、搅拌装置12之间的运输，以及老化油泥在预处理装置1、旋转空化装置2、喷射空化装置3和固液分离装置4之间的运输可以通过输送机、输送管道等实现。
43.在本公开的一种具体实施方式中，向搅拌装置12中的油泥加入的水可以是热水，热水温度可以控制在75-85℃之间。常规原油的凝固点通常低于40℃，温度过低时，原油处于凝固状态，流动性较差。向老化油泥中加入热水能够提高油泥温度，能够增加油的流动性，流动状态的原油更容易分离出来。老化油泥中流动状态的原油能够漂浮在上层，有利于去除上层的浮油。较佳地，热水温度控制在80℃。经试验测试，水温在80℃左右时预处理的效果最佳，既能保证原油具有较好的流动性，又能保证较低的能耗。
44.在本公开的一种实施方式中，旋转空化装置2的容器用于搅拌老化油泥，多个水力孔板可以设置在容器内壁上。旋转空化装置2还包括动力装置，动力装置可以与容器连接，驱动容器高速转动，从而搅拌容器中的老化油泥。动力装置还可以与至少部分水力孔板连接，驱动至少部分水力孔板转动，从而搅拌老化油泥。
45.老化油泥在容器中经过高速搅拌后，在容器的某些区域形成局部瞬时负压，从而产生大量气泡，气泡在接近容器内壁或水力孔板表面至距离小于气泡初始半径时，微射流冲击容器内壁和水力孔板表面的速度可达1000m/s。气泡进一步发生分裂，分裂成更小气泡，在气泡分裂时，微射流压挤产生聚爆，瞬间释放能量，能够发射高频率和较大振幅的压力波，压力可达1.01
×
104kpa至1.01
×
105kpa，局部温度可达104℃，持续时间2至3μs。旋转空化装置2对老化油泥进行高速搅拌产生的高速物理破碎作用，能够打破原本油与细微泥沙颗粒的结合膜，破坏水包油、油包水的状态，使油泥水微粒重新分散。水力孔板的设置能够增加与气泡碰撞的表面积，从而提高旋转空化装置2的工作效率。
46.老化油泥在高温高压的条件下，气泡表层水成为超临界水。超临界水是指当气压和温度达到一定值时，因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同时的水。此时，水的液体和气体便没有区别，完全交融在一起，成为一种新的、呈现高压高温状态的流体。超临界水具有氧化作用，有利于溶解、剥离颗粒表面油膜。老化油泥在旋转空化装置2还发生水化热裂解，水化热是指物质与水化合时所放出的热，能够将老化油泥中的沥青等大分子物质裂解成小分子物质。在旋转空化装置2的高速物理破碎作用、超临界水溶解作用和水化热裂解作用下，能够实现破坏油、泥、水之间的结合，有效实现三相分离。旋转空化采用的是物理方法对老化油泥进行分离，固液分离过程中不加药剂，且分离效果充分。
47.老化油泥的含固率＞35％，重组分比例＞20％，油泥颗粒的粒径中值d50＜20um，油、泥、水的结合程度相对较高。其中，重组分是指原油中丙烷以及分子质量大于丙烷的组分；粒径用来表示油泥颗粒的粒度，即油泥颗粒的大小；d50是指一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。旋转空化装置2通过控制气泡的生成量，使老化油泥中的气泡体积占比在50％-70％之间，能够剥离油泥颗粒表面的油膜。
48.在本公开的一种实施方式中，如图1、图2所示，喷射空化装置3与旋转空化装置2、固液分离装置4连通，旋转空化后的老化油泥进入喷射空化装置3，通过文丘里管进行喷射空化，然后从文丘里管运送至固液分离装置4。
49.文丘里管包括依次连通的收缩段、喉管段和扩散段，通常情况下，流体从收缩段进入喉管段，然后进入扩散段并喷出。收缩段和扩散段均为锥形管，并且扩散段的锥度小于收缩段的锥度，扩散段能够使流体相对缓慢地逐渐减速，减小流体的湍流度，从而降低能量损耗。文丘里管的具体结构和原理为本领域公知的现有技术。老化油泥从文丘里管喷出时瞬间降压增速，并产生的强烈冲击波，使含油污泥中的水在瞬间气化和破裂，打破了碳氢化合物(油)和固体之间的结合力，使油从泥沙中提取出来。
50.在本公开的一种实施方式中，如图3所示，喷射空化装置3包括相互连通的多孔文丘里管32和单孔文丘里管33，多孔文丘里管32与旋转空化装置2连通，单孔文丘里管33与固液分离装置4连通。在喷射空化中，老化油泥首先进入多孔文丘里管32并喷射，然后进入单孔文丘里管33再次喷射。喷射空化中，通过多孔文丘里管32将旋转空化后的老化油泥进行喷射，进一步空化破碎油泥水微粒的结构。单孔文丘里管33能够将多孔文丘里管32喷射空化后的老化油泥进行均质、减速。
51.具体地，如图3、图4所示，喷射空化装置3包括通道31，多孔文丘里管32和单孔文丘里管33设置在通道31中。多孔文丘里管32上分布有多个供老化油泥通过的文丘里通孔321，并且多个文丘里通孔321的延伸方向一致。每个文丘里通孔321包括喉管段、收缩段和扩散段，收缩段的锥度小于扩散段的锥度。旋转空化后的老化油泥输送至喷射空化装置3后，进入多孔文丘里管32中，并且从多个文丘里通孔321喷出。单孔文丘里管33也包括喉管段、收缩段和扩散段，收缩段的锥度小于扩散段的锥度。经文丘里通孔321喷出的老化油泥能够沿通道31进入单孔文丘里管33中，通过单孔文丘里管33喷出，然后输送至固液分离装置4中。
52.文丘里管可以正置使用或者倒置使用。正置使用时，流体从文丘里管的收缩段进入喉管段，然后从扩散段喷出，倒置使用时，流体从文丘里管的扩散段进入喉管段，然后从收缩段喷出。
53.在本公开的一种实施方式中，多孔文丘里管32的文丘里通孔321和单孔文丘里管33均以正置的方式设置在通道31中。文丘里通孔321的扩散段正对单孔文丘里管33的收缩段，老化油泥从文丘里通孔321的收缩段进入、扩散段喷出，然后从单孔文丘里管33的收缩段进入、扩散段喷出。
54.在本公开的另一种实施方式中，如图3、图4所示，多孔文丘里管32的文丘里通孔321以倒置的方式设置在通道31中，单孔文丘里管33以正置的方式设置在通道31中。文丘里通孔321的收缩段正对单孔文丘里管33的收缩段，老化油泥从文丘里通孔321的扩散段进入、收缩段喷出，然后从单孔文丘里管33的收缩段进入、扩散段喷出。文丘里通孔321倒置设置，使得老化油泥在喷出时速度较快、压力较小，并且使老化油泥进入单孔文丘里管33的收缩段后压力剧烈变化，有利于提高空化效果，充分使老化油泥颗粒破碎、分散。
55.喷射空化装置3的多孔文丘里管32和单孔文丘里管33对老化油泥进行了两次喷射，以使老化油泥充分地分散，有利于充分生成气泡，通过气泡溃灭时对老化油泥产生冲击，进一步使油、泥、水结合在一起的油泥颗粒破碎、分散。
56.喷射空化装置3可以向老化油泥中送入水，对老化油泥进行稀释，使老化油泥的颗粒能够在水中分散，还能够增加老化油泥的压力，有利于老化油泥在喷射空化时能够更加充分的破碎、分散。具体地，如图3所示，喷射空化装置3的通道31上可以设置进水口34，通过进水口34向喷射空化装置3中的老化油泥供水。进水口34可以设置在喷射空化装置3和旋转
空化装置2之间，在喷射空化前向老化油泥供水；或者，进水口34也可以设置在单孔文丘里管33和多孔文丘里管32之间的位置，在喷射空化的过程中向老化油泥供水，目的是为了调整介质在文丘里管内的运行压力。
57.在本公开的一个具体实施方式中，如图3所示，喷射空化装置3的通道31采用三通管，三通管具有a口、b口和c口，其中，多孔文丘里管32设置在a口中，单孔文丘里管33设置在b口中，c口作为进水口34。a、b、c口构造成t形结构，设置有多孔文丘里管32的a口和设置有单孔文丘里管33的b口设置在同一条直线上延伸，以减少对老化油泥的阻碍，降低老化油泥的动能损耗。
58.在本公开的一种实施方式中，固液分离装置4将喷射空化后的老化油泥分离出固相和液相，然后对分离出的固相进行检测。固相合格标准为含油率不超过0.3％。合格的固相能够达到农用土壤要求指标，可以直接排放，或者进一步加工利用，如烧砖、铺路等。固液分离装置4分离出的未达到合格标准的固相可以运送回到预处理装置1再次进行预处理，然后从预处理装置1依次输送至旋转空化装置2、喷射空化装置3和固液分离装置4进行处理。未合格固相可以经上述过程重复数次，直到固液分离装置4分离出的固相达到合格标准。
59.具体地，固液分离装置4可以选用卧式螺旋离心机，通过离心作用将固相和液相分离。具体地，卧式螺旋离心机分离出的未合格固相可以通过输送装置41运送至预处理装置1的搅拌装置12中，输送装置41可以采用螺旋输送机。该部分未合格固相可以与新的待处理老化油泥混合，也可以单独进入预处理装置1，重新进行预处理、旋转空化、喷射空化和固液分离的过程，直到达到合格标准。固液分离装置4也可以采用其它类型的设备，例如蝶式离心机等，只要能够将老化油泥分离出固相和液相即可。详细地，固液分离装置4与预处理装置1中的搅拌装置12可以通过输送装置41连通，通过输送装置41将未合格的固相运送至搅拌装置12中。输送装置41不限制于采用螺旋输送机、带式输送机等。
60.在本公开的一种实施方式中，固液分离装置4可以采用三相卧式螺旋离心机，能够通过离心作用对含油量高的老化油泥进行三相分离，分离出油、水、固相。在另一种实施方式中，当老化油泥的含油量相对较低时，也可以采用两相卧式螺旋离心机，将油泥分离出固相和液相。
61.在本公开的一种实施方式中，如图2、图3所示，老化油泥处理设备还包括污水处理系统5，污水处理系统5与固液分离装置4连通，固液分离装置4分离出的液相运送至污水处理系统5中。污水处理系统5用于对固液分离装置4分离出的液相进行油水分离，分离出油和水。当固液分离装置4为三相卧式螺旋离心机时，三相卧式螺旋离心机将分离出的水运送至污水处理系统中，进行进一步油水分离处理。具体地，污水处理系统5包括气浮装置51，气浮装置51与卧式螺旋离心机连通，对卧式螺旋离心机分出的液相进一步分离出油和水。
62.在本公开的一种实施方式中，污水处理系统5可以进一步与预处理装置1连通，将分离出的水运送至预处理装置1中，调整预处理装置1中的老化油泥的固相含量，进行循环使用。污水处理系统5可以通过叶轮泵等动力装置对液体提供动力。具体地，气浮装置51与预处理装置1的搅拌装置连通。
63.在本公开的一种实施方式中，污水处理系统5可以进一步与旋转空化装置2连通，调节旋转空化装置2中老化油泥的固液含量。具体地，污水处理系统5与旋转空化装置2的容器相连通，将气浮装置51分离出的水加入旋转空化装置2的容器中。
64.在本公开的一种实施方式中，污水处理系统5可以进一步与喷射空化装置3连通，将分离出的水运送至喷射空化装置3中。具体地，污水处理系统5与喷射空化装置3的进水口34连通，将气浮装置51分离出的水加入文丘里管，调节压力大小。
65.在本公开的一种实施方式中，污水处理系统5还包括加热装置52，加热装置52连接在气浮装置51和预处理装置1之间，能够将气浮装置51分离出的水在运送至预处理装置1之前进行加热，将水加热至可以在75-85℃之间，提高原油的流动性，有利于将原油分离出来。较佳地，加热装置52可以将水加热至80度。既能保证原油具有较好的流动性，又能保证较低的能耗。
66.在本公开的一种实施方式中，如图2所示，污水处理系统5还进一步包括第一储水箱53和第二储水箱54，第一储水箱53连接在固液分离装置4和气浮装置51之间，固液分离装置4分离出的液相能够暂时储存在第一储水箱53中，第二储水箱54连接在加热装置52和预处理装置1之间，能够暂时储存进入预处理装置1之前的循环热水。第二储水箱54还同时与喷射空化装置3连接，向喷射空化装置3送入水。
67.老化油泥处理设备采用物理方式处理老化油泥，不需要添加任何化学药品，成本低，其分离出的固相含油率达到≤0.3％，达到了农用土壤要求指标。预处理装置1、旋转空化装置2、喷射空化装置3、固液分离装置4以及污水处理系统5能够构成密闭式处理系统，无二次污染，不排放其它有害气体，并且其污水处理系统5实现了循环用水，安全环保。此外，老化油泥处理的整个处理过程可以在常温或略高于常温下完成，低能耗，且预处理过程中具有加入热水的步骤，能够处理结冰的老化油泥，解决了目前冬季不能处理老化油泥的问题。
68.老化油泥处理设备还可以包括控制单元，通过控制单元对预处理装置1、旋转空化装置2、固液分离装置4、污水处理系统5等进行控制。控制单元可以包括pcl，能够远程控制启停，也可以就地操作，安全方便。具体地，控制单元可以控制预处理装置1中搅拌装置12的电机工作，对老化油泥进行搅拌。控制单元可以控制旋转空化装置2的动力装置工作，以使容器对老化油泥进行高速搅拌。控制单元可以控制卧式螺旋离心机工作，以分离出老化油泥的固相和液相，并控制输送装置41将不合格的固相运送至预处理装置中。控制单元可还以控制污水处理系统5的动力装置，能够将水泵送至预处理装置1或者喷射空化装置3中。
69.老化油泥处理设备的各装置均可以撬装移动化设计，将老化油泥处理设备的预处理装置1、旋转空化装置2、喷射空化装置3、固液分离装置4和污水处理系统5等设置在可以移动的底盘上，以方便移动。各装置可以根据现场老化油泥状态灵活组合，减少占地面积，可源头处理，减少运输成本和环境的影响。
70.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。