技術(shù)背景
油田的含油污泥主要來源于以下幾個方面：接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥，煉廠含油污水處理設(shè)施、輕烴加工廠，天然氣凈化裝置清除出來的油砂、油泥，鉆井、作業(yè)、管線穿孔而產(chǎn)生的落地原油及含油污泥。含油污泥的組成主要是油、泥和水，給環(huán)境造成危害的是油。 經(jīng)污染源調(diào)查知，油田各接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站每年清沙量約在100萬噸左右，再加上落地原油回收后剩余的油泥，全油田每年至少產(chǎn)生150萬噸的油泥（沙）。油泥（砂）因?yàn)闆]有很好的處理辦法，一直是制約油區(qū)環(huán)保的“頑疾”。
油泥（砂）是一種原油中所含的油泥、油砂沉淀后形成的污染物，會對環(huán)境造成極大危害，油田每年為處理油泥砂花費(fèi)大量的人力、物力和財力。此前，國內(nèi)外對油泥砂的處理辦法主要采取填埋法、熱處理和生物處理。但是，填埋法容易造成地下水污染，熱處理設(shè)備成本太高，在日本一套日處理５０立方米的設(shè)備成本高達(dá)２億多元，而且容易產(chǎn)生二次污染。生物處理技術(shù)周期太長，需要１５－３０年的時間。
我公司結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)開發(fā)并研制出油泥焚燒爐一體化系統(tǒng)。使油田油泥污染得到徹底解決，油泥產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過脫硫處理達(dá)到國家煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，沒有二次污染，油泥燃燒產(chǎn)生的余熱作加熱鍋爐使用。
設(shè)計依據(jù)
一、廢氣物焚燒設(shè)備設(shè)計編寫依據(jù)：
1、國家環(huán)保總局GB18484-2001《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》2002-01-01實(shí)施
2、GB16297－1996 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》
3、GB12348－90《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治條例》
4、中華人民共和國國務(wù)院1998年實(shí)施的 《建設(shè)項目環(huán)境保護(hù)管理條例》
5、TJ36－1993工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
6、GHZB1-1999地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
二、設(shè)計基準(zhǔn)：
1、廢棄物：化工廢渣，廢液
2、需要處理量：廢焦油：600Kg/h、污泥；400 Kg/h
3、燃燒反應(yīng)原理
廢棄物中主要元素：C、H、O、Cl、S、P
燃燒室中的化學(xué)反應(yīng)：
CXHYOZ + O2 → CO2↑ + H2O
CXHYClZ + O2 → CO2↑ + HCl↑+ H2O
CXHYSZ + O2 → CO2↑ + SO2↑+ H2O
P + O2 → P2O5
堿液除硫、氯、磷：
2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + CO2↑ + H2O
SO2 + Na2CO3 → Na2SO3 + CO2↑
P2O5 + 3Na2CO3 → 2Na3PO4 + 3CO2↑
4、選址要求：
參照GHZB1中規(guī)定的地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅰ類、Ⅱ類功能區(qū)
三、排放指標(biāo)：
1、排放指標(biāo)：按照國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn) GB18484-2001 《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》2002-01-01實(shí)施
|
序號 |
項目 |
單位 |
限值 |
備注 |
|
1 |
煙塵 |
mg/m3 |
≤100 |
|
|
2 |
煙氣 |
林格曼 |
一級 |
|
|
3 |
氮氧化物 |
mg/m3 |
≤500 |
|
|
4 |
一氧化碳 |
mg/m3 |
≤100 |
|
|
5 |
二氧化硫 |
mg/m3 |
≤400 |
|
|
6 |
氯化氫 |
mg/m3 |
≤100 |
|
|
7 |
二惡英類 |
0.5TEQng/m3 |
| |
|
8 |
噪聲 |
db |
≤85 |
焚燒區(qū)周圍環(huán)境1米處 |
注：帶有阻燃性物質(zhì)和鹵化物的廢棄物需另行設(shè)計
2、運(yùn)行指標(biāo)
a、焚燒能力：廢焦油渣600Kg/h、污泥400 Kg/h
b、投料方式：螺旋輸送自動進(jìn)料
c、點(diǎn)火方式：自動點(diǎn)火
d、采用燃料：發(fā)生爐煤氣
e、取灰方式：自動
f、爐內(nèi)壓力：采用負(fù)壓設(shè)計，不逆火
g、設(shè)計熱值：2000-3000kcal/kg
h、焚燒溫度：一次600-900℃ 二次900-1200℃
i、煙氣停留時間：≥2秒
3、焚燒爐環(huán)境保護(hù)技術(shù)指標(biāo)：
a、噪聲： ≤85db(A) (距離1m)
b、臭氣濃度： ≤2000無量綱
c、殘留物含致病菌： 無
d、熱灼減率： ＜5%
4、安全指標(biāo)
a、焚燒爐燃燒器設(shè)有安全保護(hù)裝置，燃燒器啟動不正常時，安全保護(hù)裝置自動切斷燃?xì)夤⿷?yīng)
b、焚燒爐停止運(yùn)轉(zhuǎn)前，（正常停和安全程序的停爐）設(shè)有燃燒室冷卻程序，溫度下降到設(shè)定值時，冷卻程序結(jié)束，焚燒爐停止工作
c、本設(shè)備設(shè)置有漏電保護(hù)裝置，在溫度為40度、相對濕度為85%時，電器回路絕緣電阻大于2MΩ，并能承受1min工頻（50Hz）、電壓1500V的實(shí)驗(yàn)電壓，各部件定位準(zhǔn)確，連接可靠，控制柜與各設(shè)備之間的連接線裝有金屬軟管
d、水、氣路都經(jīng)過密封試壓實(shí)驗(yàn)，無泄露現(xiàn)象
裝置組成
一、焚燒爐裝置包括以下設(shè)備：
煤氣發(fā)生爐、旋轉(zhuǎn)爐本體、二次燃燒兼集塵器、G-G翅片熱交換、G-L列管式熱交換裝置、噴淋吸收塔、霧水分離器、引風(fēng)機(jī)、彎頭、方接圓、煤氣燒嘴及輸送管路系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)及輸送系統(tǒng)、溫控型燃燒器、風(fēng)機(jī)及供風(fēng)系統(tǒng)、燃燒室溫度自動控制系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、堿液泵、自動投料裝置、自動出灰裝置、煙囪及其它控制閥及管路，操作平臺及爬梯、連接件、支撐件及緊固件等。
二、工藝流程及說明：
污泥進(jìn)料及廢焦油進(jìn)料系統(tǒng)+旋轉(zhuǎn)窯爐本體+二次燃燒兼集塵器+G-G熱交換+G-L熱交換+ 噴淋吸收塔+霧水分離器+排風(fēng)機(jī)+獨(dú)立煙囪
固體廢棄物由自動進(jìn)料裝置定量連續(xù)送入旋轉(zhuǎn)窯燃燒室，由點(diǎn)火電極點(diǎn)燃煤氣，同時開啟螺旋輸送系統(tǒng)系統(tǒng)、將污泥和焦油渣送入爐本體內(nèi)焚燒，回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是在圓柱形金屬殼內(nèi)砌筑保溫磚，水平安放稍有傾斜，通過爐體整體轉(zhuǎn)動達(dá)到均勻混合并沿傾斜角度向出料端移動，本焚燒爐采用煙氣逆向式設(shè)計，這樣整個爐膛分為干燥段、自燃段和焚燒段，且有利于促進(jìn)煙氣、污泥、焦油的混合及接觸，增加其燃燒效率，適用于濕度大、可燃性低的污泥，燃燒火焰以2-3米/秒的速度沿燃燒筒旋轉(zhuǎn)，并以2-3米/秒的速度沿筒體做軸向運(yùn)動，根據(jù)燃燒3T（溫度、時間、渦流）原理在爐本體燃燒室內(nèi)充分氧化、熱解、燃燒。殘留的廢氣進(jìn)入二次燃燒兼集塵室進(jìn)行高溫氧化，徹底破解難以分解的化合物，同時對煙氣進(jìn)行集塵，除去大顆粒粉塵后進(jìn)入G-G翅片熱交換對補(bǔ)氧空氣進(jìn)行預(yù)熱再引入爐內(nèi)節(jié)省運(yùn)行成本，然后在進(jìn)入G-L熱交換器，回收大量熱水后，煙氣進(jìn)入噴淋洗滌裝置，利用堿液對煙氣進(jìn)行洗滌去除酸性有害氣體和小顆粒粉塵達(dá)到：無毒、無煙、無害、無臭完全燃燒之效果，經(jīng)霧水分離后由排風(fēng)機(jī)將處理后達(dá)標(biāo)的氣體引進(jìn)煙囪排入大氣層�；以勺詣映龌移髋懦龊笥扇斯h選后掩埋。
三、設(shè)備優(yōu)點(diǎn)說明：
a、旋轉(zhuǎn)爐本體
①旋轉(zhuǎn)爐設(shè)計有連續(xù)投料和間歇投料的方式，針對不同的處理物現(xiàn)場調(diào)試控制，裝置有自動出灰器可連續(xù)出灰，從而提高了運(yùn)行效率。
②合理的設(shè)計可以使空氣在爐本體燃燒室內(nèi)形成渦流，延長的效滯留時間。爐膛焚燒段溫度維持在600℃～900℃焚燒可將廢棄物內(nèi)有機(jī)物充分氧化，使其燃燒與焚毀去除率達(dá)99.9%以上，并有效控制臭氣及氮氧化物產(chǎn)生。爐內(nèi)容積大，爐負(fù)荷大于25萬大卡，足夠應(yīng)付各種熱值廢棄物之混燒，適用范圍廣且穩(wěn)定。設(shè)計負(fù)壓燃燒，不逆火，避免有害氣體外泄，操作安全可靠�；剞D(zhuǎn)式設(shè)計，略有傾斜，并內(nèi)置括板，使廢棄物邊焚燒邊攪拌，避免廢棄物僅表面焚燒導(dǎo)致燃燒不完全。
③安全性高—設(shè)有啟動前有不排掉易爆氣體就不能點(diǎn)火之功能，以防氣爆：設(shè)計有殘燒定時裝置，以確保爐內(nèi)無殘存的可爆氣體，系統(tǒng)帶有紫外線光敏管檢測，一旦發(fā)生熄火或點(diǎn)火失敗，立刻快速自動切斷氣路，安全可靠。警報系統(tǒng)完備，整個運(yùn)行系統(tǒng)在儀表監(jiān)控下操作。
④爐體耐火磚及壽命--選用高驢質(zhì)量耐火磚，耐高溫，同時可抗強(qiáng)堿及混合酸，耐腐蝕，使用壽命長。
⑤無二次污染-采用多段送風(fēng)系統(tǒng)，可降低燃燒過程中排放的NOX為目前廢液燃燒技術(shù)中降低NOX污染的最佳技術(shù)
b、本煤氣燒嘴要有嘴前供風(fēng)管道系統(tǒng)及配置、嘴前燃?xì)夤艿老到y(tǒng)及配置、爐前點(diǎn)火控制系統(tǒng)及配置和溫度顯示控制,煙道檢測系統(tǒng)等組成，保證連續(xù)安全可靠的運(yùn)行。
c、風(fēng)系統(tǒng)由低噪音高壓風(fēng)機(jī)輸送入風(fēng)箱，空氣通過特殊的噴風(fēng)咀多段供入爐本體燃燒室，提供燃燒所需空氣量，對有機(jī)物質(zhì)的破壞可達(dá)99%以上。
d、二次焚燒兼集塵器
采用耐高溫澆鑄料，確保焚燒所需溫度（≥1300℃），對旋轉(zhuǎn)窯未能燃盡的廢氣進(jìn)行高溫氧化，保障達(dá)標(biāo)排放，本集塵器的設(shè)計采用了高效低阻力的旋風(fēng)集塵裝置、與國內(nèi)現(xiàn)有的集塵器相比具有大流量、高流速、低阻力的特點(diǎn)，除塵率高。
e、G-G熱交換
采用翅片換熱器，體積小，傳熱系數(shù)高，對補(bǔ)氧空氣進(jìn)行預(yù)熱，
大大減少了運(yùn)行成本。
g、G-L熱交換
采用立管式水冷熱交換，迅速降低煙氣溫度，確保后道設(shè)備的使用壽命，同時回收大量熱水。
h、噴淋滌裝置
采用高壓液體經(jīng)特殊噴嘴噴灑，內(nèi)襯防腐材料。經(jīng)集塵器殘留的有害氣體由塔底進(jìn)入，氣體分布后和塔內(nèi)的填料與工業(yè)堿溶液逆流接觸，有效的將殘留氣態(tài)的污染物進(jìn)行洗滌，將凈化的氣體除沫后由塔頂排出。
i、溫控系統(tǒng)
本系統(tǒng)采用PC設(shè)計通過對爐本體出口煙氣溫度傳感器信號的采集及燃燒上下限溫差的設(shè)定，既能顯示各點(diǎn)溫度以觀測爐內(nèi)燃燒情況，也能閉合調(diào)節(jié)燃燒的配合。
j、電控系統(tǒng)
包括電源指示、電源電壓檢知、警報系統(tǒng)、殘燒定時裝置、電磁閥的開關(guān)及自動與手動切換調(diào)節(jié)裝置等，操作自動化程度高，安全性好。
h、綜上所述，采用此項技術(shù)，運(yùn)行成本低，燃燒過程中絕無黑煙，并可回收熱水供工廠使用，具有很好的經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益。
