含油浮渣再利用方案与应用

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含油浮渣再利用方案与应用

摘 要:含油浮渣对生产和生态环境产生极大危害;同时又可作为一种宝贵的二次资源,必须对其进行脱水处理,才能进行资源化利用。采用新型高效的含油浮渣脱水-干化方式处理浮渣,现场应用表明:含油浮渣经处理后,减量率在85%以上,固体回收率在95%以上,脱水后浮渣含水率可控制在60%以下,可回收浮渣中绝大部分污油;浮渣脱出的污水油含量<40ppm,达到进污水处理厂要求;干化后的浮渣含水率<20%,满足送入动力掺烧要求,干化浮渣热值最高可达8MJ/kg,可替代部分煤炭使用,该工艺实现了含油浮渣的减量化、资源化、无害化处理。

关键词:含油浮渣;脱水干化;减量化;资源化;处理

前言

在石油开采、石油炼制加工过程中,通常会产生大量的含油污水,针对该类含油污水处理,一般均为“隔油+气浮浮选+生化处理”老三套工艺。其中在“气浮浮选”单元除乳化油的过程中将产生大量的含油浮渣。含油浮渣成份极其复杂,含有大量老化原油、蜡质、沥青质、胶体、固体悬浮物等,还包括生产过程中投加的凝聚剂、缓蚀剂等各种化学药剂。

由于含油浮渣已被列入我国《国家危险废物名录》(2016年环保部、国家发改委令第1号),属于危险废弃物,《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》也要求必须对含油污泥进行无害化处理。目前,多数炼厂采用了浮渣进焦化装置回炼或集中焚烧或掺烧处理。但由于浮渣量大且含水率高,回炼或焚烧势必会消耗大量的热量,直接导致企业能耗偏高。因此含油浮渣在无害化或资源化处置前必须进行脱水减量处理。目前国内镇海炼化、洛阳石化、上海石化、济南石化等采用离心三相分离机进行脱水处理,但效果都不甚理想,主要表现为:浮渣中油、水难分离,含油浮渣的含水率多在75%~85%之间;同时离心设备频频出现故障,运行维护成本高。因此,当前急需一种高效的含油浮渣脱水处置方式,实现含油浮渣减量化、无害化、资源化处理。

1 实验部分

1.1含油浮渣情况

中石化某炼油厂水务作业部“一污”工段气浮浮选单元新增浮渣量约50t/天,经浮渣罐多次沉降脱水后,含水率(质量分数)仍在83%以上。水务作业部各部位含油浮渣含水率分析结果如表1所示。

目前该厂含油浮渣的处理两种方式为:(1)送往动力厂锅炉掺烧,掺烧量约30t/天;(2)送至延迟焦化装置焦炭塔回炼,处理量约10~20t/天。从实施情况的效果来看,两种方式目前均存在一定的问题,在CFB锅炉掺烧时,容易堵塞喷嘴;在焦化装置回炼时因处理过程中产生的不凝气容易引起火炬系统一级、二级压缩机严重结焦,给生产带来较大影响,并且两种处理方式均存在处理成本高等问题。

表1 中石化某炼油厂水务作业部含油浮渣含水率分析结果

编号 采样点 含水率/(%)

体积分数 质量分数

1# 涡凹气浮浮渣 89.01 92.18

2# 浮渣脱水罐 81.02 83.78

3# 二污浓缩池浮渣 93.15

95.64

1.2含油浮渣脱水及干化工艺

(1)含油浮渣脱水工艺

含油浮渣脱水动态试验选用新型的一体式浮渣脱水机,该套设备主要由螺杆泵、反应混合槽、脱水机主体,从溶药、计量、絮凝混合以及污泥输送和脱水全部过程由PLC系统实行全自动化运行。现场浮渣脱水机的主要运行参数为:最大处理量230L/h,用电量为0.2kw/h。针对中石化某炼厂水务作业部污水厂含油浮渣脱水试验流程示意图如图1所示。

图1 含油浮渣脱水试验流程示意图

影响含油浮渣脱水试验效果的主要因素有:药剂用量、反应混合槽电机搅拌时间及脱水机转速;通过浮渣脱水机对含油浮渣进行试验,进泥量、出料(绝对干泥)量、出料中水以及油的含量、药剂用量、液相中油含量及固含量、液相中油水分离后水中的油含量等。

(2)脱水浮渣干化工艺

污泥干化是为了去除水分,水分的去除要经历两个主要过程:①蒸发过程:物料表面的水分汽化,由于物料表面的水蒸气压低于介质(气体)中的水蒸气分压,水分从物料表面移入介质;②扩散过程:是与汽化密切相关的传质过程。当物料表面水分被蒸发掉,形成物料表面的湿度低于物料内部湿度,此时,需要热量的推动力将水分从内部转移到表面。含油浮渣经脱水后干化试验工艺流程示意图如图2所示。 絮凝混合槽 药剂 计量泵

浮渣池 螺杆泵 调节池 自来水

脱水机

浮渣井 脱水后浮渣去干化 脱出

图2 脱水后的含油浮渣干化试验工艺流程

1.3分析方法

含油浮渣含水率分析方法符合国标GB1989-2006;滤液(脱出液)中油含量采用红外分光测油仪(JLBG-126型)测试;脱水后剩余物(脱水后浮渣)及干化后浮渣的含水率分析方法:称取约10g(精确至0.0001g)试样于水分快速测定仪中,从室温开始升温加热,在105℃烘干至恒重。原样重量减烘干后重量除以原样重量即为样品含水率。

2 含油浮渣脱水减量处理

2.1调质改性剂的筛选试验

含油浮渣脱水的关键是通过解吸附和破乳来实现油、水的快速分离。因此,含油浮渣在进行脱水处理前必须要调质、改性。浮渣脱水过程实际上是浮渣的悬浮粒子群和水的相对运动,而浮渣的调质则是通过一定手段调整固体粒子群的性状和排列状态,使之适合不同脱水条件的预处理操作。针对现场的含油浮渣,筛选了多种调质改性剂,具体筛选试验结果如表2所示。

表2 含油浮渣调质改性剂筛选试验结果表

编号 药剂 投加浓度/(ppm) 实验现象

1# A / 投加药剂搅拌约15s,产生较大

的絮体矾花,并有清水出现。 2# B /

3# C / 投加药剂后搅拌约10s,产生大的

絮体矾花,浮渣中有清水出现。 4# D /

5# E / 投加药剂后搅拌约5s,浮渣中产生

大的絮体矾花,并有清水出现。

2.2 现场含油浮渣脱水动态试验

(1)含油浮渣减量情况 干化剂 干化剂料仓

干化剂计量投加装置

混合反应器 脱水浮渣

计量输送

脱水浮渣 堆放、熟化 送CFB掺烧

臭气收集 恶臭治理系统 高空排放