油基钻屑热解析处理撬装式设备

文档序号:1690991 发布日期:2019-12-10 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 油基钻屑热解析处理撬装式设备 (Skid-mounted equipment for thermal desorption treatment of oil-based drilling cuttings ) 是由 刘胜涛 江浩 周胜 王建星 漆小虎 刘军 张尚斌 崔永刚 杨静豪 于 2019-10-14 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种油基钻屑热解析处理撬装式设备,包括热解炉、进料装置、出料装置、除尘装置、冷凝分离器装置以及导热油加热锅炉装置,热解炉的每个油加热盘和电加热盘的周向外壁均设置有正向推进组件和反向推进组件,正向推进组件的总数量大于反向推进组件的总数量。通过在每个油加热盘和电加热盘的周向外壁设置正向推进组件和反向推进组件,正向推进组件能够推动油基钻屑从低温区朝着高温区移动,而反向推进组件能够推动油基钻屑朝着低温区移动,正向推进组件和反向推进组件反复推动油基钻屑移动,能够使油基钻屑翻滚,起到搅拌的作用,从而提高水分和油的蒸发气化效率。(The invention discloses skid-mounted equipment for thermal desorption treatment of oil-based drilling cuttings, which comprises a pyrolysis furnace, a feeding device, a discharging device, a dust removal device, a condensation separator device and a heat-conducting oil heating boiler device, wherein a forward propulsion assembly and a reverse propulsion assembly are arranged on the circumferential outer wall of each oil heating plate and each electric heating plate of the pyrolysis furnace, and the total number of the forward propulsion assemblies is greater than that of the reverse propulsion assemblies. Through setting up forward propulsion subassembly and reverse propulsion subassembly at the circumference outer wall of every oil heating plate and electric heating plate, forward propulsion subassembly can promote oil base drill chip and remove towards the high temperature region from the low temperature zone, and reverse propulsion subassembly can promote oil base drill chip and remove towards the low temperature zone, and forward propulsion subassembly and reverse propulsion subassembly promote oil base drill chip repeatedly and remove, can make oil base drill chip roll, play the effect of stirring to improve the evaporation gasification efficiency of moisture and oil.)

油基钻屑热解析处理撬装式设备

技术领域

本发明涉及油基钻屑处理设备领域,具体涉及一种油基钻屑热解析处理撬装式设备。

背景技术

油基钻屑是深油井、页岩油气井开采过程中产生的浆体污染物,含有石油烃类、重金属、有机物等污染物,若不及时有效处理,将对土壤、大气和地下水造成污染以及资源浪费。据不完全统计,全国各大油田产生的油基钻屑每年高达上百万吨,油基钻屑的油含量为10%~30%,水含量为20%~50%,按平均油含20%计,每年约有十万多吨的油沉积在油基钻屑中,造成了石油资源的大量浪费,并严重危害生态环境,废弃钻井液、含油污泥已被列入国家危险废弃物。随着我国对石油、天然气资源需求量的不断加大,大量油基钻屑已成为油气田的沉重负担。

目前,油基钻屑主要采用焚烧、填埋、固化、溶剂萃取、生物修复、离心分离或热解析等处理方式,其中焚烧、填埋、固化等方式不能做到无害化处理,溶剂萃取、生物修复等方式处理成本较高且效率低,不适合经济规模化处理;离心分离技术仅适用于对于油基钻屑的初步处理,处理后的废渣体含油率仍大于2%,不能满足国家环保要求。为达到国家环保要求,热解析技术已成为主导新型技术,经过热解后的废渣的含油率可达到1%以下。

关于热解析技术,目前已有微波加热、热烟气加热、间接炉体加热、直接炉体加热等热解析技术,专利CN201310645168.3《一种废弃油基泥浆中泥浆及柴油基的回收装备制造方法》及专利CN201720631428.5《一种含油钻屑基油资源化回收系统》均公开了利用离心过滤-离心沉降耦合工艺回收油基泥浆,分离的低含油固相通过浸取-蒸脱设备实现柴油基的回收;专利CN201710056323.6《一种污泥热解脱附装置》公开了采用高温热烟气加热的方式对于污泥热解处理;专利CN201810070920.9《一种油基钻屑连续式微波热解设备及工艺》及专利 CN201410309267.9《一种用于微波热解析含油钻屑装置及其方法》均以微波加热的方式对油基钻屑进行热解;专利CN201410805630.6《含油固废间接加热热解析处理装置及方法》是采用直接给炉体加热的方式。虽然经以上方式热解后油基钻屑的废渣的含油率可能达到1%以下,但是设备较复杂,投资大,且运行成本较高,多年来,国内一直没有一套技术与经济可行处理油基钻屑的方法和装置。专利公布号CN108625821A《油基钻屑处理方法》提出以“导热油 +电”间接加热方式处理油基钻屑,使油基钻屑热解后的废渣含油在0.3%以下,该方法所采用的热解析设备包括热解炉、进料装置、出料装置、除尘装置、冷凝分离装置以及导热油加热锅炉装置,其中,热解炉是重要部件之一,现有技术的热解炉的核心部件为转子装置,其包括加热盘、堵板、导热油出口、导热油进口、炉体、进料口、出料口、气体出口、第二转轴、内管、分隔板、电加热盘、电加热元件、驱动装置等,在实际使用过程中发现,油基钻屑具有一定的粘附性,容易粘附在炉体内壁,且油基钻屑搅拌不够成分,导致油基钻屑内的水分和油的蒸发气化效率不够高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种油基钻屑热解析处理撬装式设备,能够在热解过程中对油基钻屑进行充分地搅拌,提高油、水的蒸发效率。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是:油基钻屑热解析处理撬装式设备,包括热解炉、进料装置、出料装置、除尘装置、冷凝分离器装置以及导热油加热锅炉装置,所述热解炉包括炉体、油加热轴、电加热轴、心管和驱动装置,所述进料装置与炉体的油基钻屑进口相连,出料装置与炉体的油基钻屑排口相连,除尘装置与炉体的排气口相连,冷凝分离器装置与除尘装置相连;所述油加热轴为空心轴,且其一端为封闭端并与电加热轴固定连接,,油加热轴内设置有供油机构;所述油加热轴的外壁设置有多个油加热盘,所述油加热盘的内腔与油加热轴的内孔相通,每个油加热盘的内腔中设置有一挡油环板,所述挡油环板的内孔与心管固定连接;所述电加热轴的外壁设置有多个电加热盘,每个电加热盘内设置有电热件;所述油加热轴或电加热轴与驱动装置相连;每个油加热盘和电加热盘的周向外壁均设置有正向推进组件和反向推进组件,正向推进组件的总数量大于反向推进组件的总数量。

进一步地,所述出料装置包括竖直的排渣管,所述排渣管的上端通过封口件封口,下端连接有管式螺旋输送机,封口件下方的排渣管侧壁设置有进渣口,所述进渣口与炉体的油基钻屑排口相连,所述排渣管内设置有搅拌轴,所述搅拌轴上设置有搅拌片,搅拌轴的上端贯穿封口件并连接有动力机构。

进一步地,所述进渣口下方的排渣管内设置有上物位传感器和下物位传感器。

进一步地,所述除尘装置包括水平的管体,所述管体的一端为敞口的进气端,另一端为封闭的出气端,所述出气端设置有出气口,所述进气端与炉体的排气口相连,出气口与冷凝分离器装置相连,所述管体的内部设置有转轴,所述转轴上设置有螺旋形的挡板,所述转轴、挡板以及管体之间形成螺旋形的气流通道,所述转轴的一端连接有驱动机构。

进一步地,所述冷凝分离器装置包括具有内腔的壳体,所述壳体的内腔由导流板分隔成为冷凝腔和分离腔,所述冷凝腔的顶部设置有进料口和多个冷凝喷头,所述分离腔由竖直的隔板分隔成为多个依次排列的分离室,所述隔板的顶部与导流板之间具有连通相邻两分离室的溢流通道,位于一端的分离室上方的导流板上设置有进液通道,位于另一端的分离室的顶部连接有油回收室,底部连接有水回收室,所述油回收室连接有排油通道,水回收室连接有排水通道。

进一步地,所述排油通道连接有油回收罐,所述油回收罐通过管道与导热油加热锅炉装置的燃烧腔相连。

进一步地,所述分离腔的顶部设置有不凝气排出通道,所述不凝气排出通道连接有不凝气罐,所述不凝气罐通过管道与导热油加热锅炉装置的燃烧腔相连。

进一步地,还包括矩形的底座,所述底座的侧边铰接有围板,底座上表面的边缘通过多根竖直的连接柱连接有水平的顶板,所述围板的上端与顶板可拆卸连接,且顶板、围板和底座围成安装腔,所述热解炉、进料装置、出料装置、除尘装置、冷凝分离器装置以及导热油加热锅炉装置均安装于安装腔中。

进一步地,所述炉体内腔的顶部设置有固定杆,所述固定杆上设置有多块刮泥板,每块刮泥板位于相邻两电加热盘或者相邻两油加热盘之间。

进一步地,每个正向推进组件和反向推进组件均包括一挡板和一推板,所述挡板的一端与推板相连,且挡板垂直于油加热轴的轴向,推板与加热轴的轴向呈锐角或者钝角。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过在每个油加热盘和电加热盘的周向外壁设置正向推进组件和反向推进组件,正向推进组件能够推动油基钻屑从低温区朝着高温区移动,而反向推进组件能够推动油基钻屑朝着低温区移动,正向推进组件和反向推进组件反复推动油基钻屑移动,能够使油基钻屑翻滚,起到搅拌的作用,从而提高水分和油的蒸发气化效率。此外,正向推进组件的数量多于反向推进组件,可推动炉体内的油基钻屑整体朝着高温区缓慢移动,因此可起到输送作用。

附图说明

图1为本发明的示意图;

图2为热解炉的剖视示意图;

图3为热解炉去除炉体后的立体示意图;

图4为出料装置的示意图;

图5为冷凝分离器装置的正面立体示意图;

图6为冷凝分离器装置的背面立体示意图;

图7为冷凝分离器装置的内部示意图;

图8为除尘装置的立体示意图;

图9为除尘装置的剖视示意图;

图10为本发明安装在底座上的示意图;

图11为本发明撬装示意图;

附图标记:1—冷凝分离器装置;100—壳体;101—导流板;102—冷凝腔;103—进料口; 104—冷凝喷头;105—隔板;106—进液通道;107—油回收室;108—水回收室;109—排油通道;110—排水通道;111—冷却稀释室;112—初步分层室;113—二次分层室;114—上水位开关;115—下水位开关;116—不凝气排出通道;117—排污口;118—压力变送器;119 —温度传感器;120—换热器;121—窗口盖;122—安全阀罐连接管;123—安全阀罐,130 —油回收罐;131—不凝气罐;132—水回收罐;2—除尘装置;200—管体;201—进气端;202 —出气口;203—转轴;204—挡尘板;205—驱动机构;206—外加热管;207—保温层;208 —端盖;209—第三轴承座;210—内加热管;211—第一热电偶;212—膨胀节;213—进气法兰;214—出气法兰;3—出料装置;300—排渣管;301—封口件;3011—圆筒;3012—端板; 3013—第二加热管;302—管式螺旋输送机;303—进渣口;304—搅拌轴;305—搅拌片;306 —动力机构;307—上物位传感器;308—下物位传感器;309—第一加热管;310—第二热电偶;311—保温罩;312—第二轴承座;4—热解炉;410—炉体;411—固定杆;412—刮泥板; 420—油加热轴;421—油加热盘;422—挡油环板;423—刮板;424—第一刮料机构;425—轴头;426—旋转接头;430—电加热轴;431—电加热盘;432—电热件;433—第二刮料机构; 434—第三热电偶;435—连接盘;440—心管;441—进油口;442—出油口;450—驱动装置; 460—正向推进组件;470—反向推进组件;471—挡板;472—推板;5—进料装置;6—导热油加热锅炉装置;7—底座;71—围板;72—连接柱;73—顶板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的油基钻屑热解析处理撬装式设备,如图1、图2、图3所示,包括热解炉4、进料装置5、出料装置3、除尘装置2、冷凝分离器装置1以及导热油加热锅炉装置6,所述热解炉4 包括炉体410、油加热轴420、电加热轴430和驱动装置450,所述进料装置5与炉体410的油基钻屑进口相连,出料装置3与炉体410的油基钻屑排口相连,除尘装置2与炉体410的排气口相连,冷凝分离器装置1与除尘装置2相连;所述油加热轴420为空心轴,且其一端为封闭端并与电加热轴430固定连接,另一端为敞口端,,油加热轴420内设置有供油机构,供油机构包括心管,所述心管440位于油加热轴420内,且心管440的一端位于油加热轴420的封闭端处,另一端设置有进油口441并与油加热轴420的敞口端之间具有出油口442,所述出油口442和进油口441均与导热油加热锅炉装置6相连;所述油加热轴420的外壁设置有多个油加热盘421,所述油加热盘421的内腔与油加热轴420的内孔相通,每个油加热盘421的内腔中设置有一挡油环板422,所述挡油环板422的内孔与心管440固定连接;所述电加热轴430的外壁设置有多个电加热盘431,每个电加热盘431内设置有电热件432;所述油加热轴420或电加热轴430与驱动装置450相连;每个油加热盘421和电加热盘431的周向外壁均设置有正向推进组件460和反向推进组件470,正向推进组件460的总数量大于反向推进组件470的总数量。

进料装置5用于将油基钻屑原料输送至热解炉4内,可由震动筛、多级螺旋输送机或砂浆输送泵组成,在物料输送过程中,必须采取措施防止空气通过进料装置5进入热解炉4内。热解炉4用于对油基钻屑进行加热,使油、水蒸发成为蒸气,除尘装置2用于对油、水蒸气进行冷凝液化,然后进行油水分离,从而回收油和水。出料装置3用于排出分离了油水之后的油基钻屑,导热油加热锅炉装置6采用现有常规的燃料锅炉,用于将介质油加热至工艺要求的温度并输送至热解炉4内,利用高温介质油即热油与油基钻屑进行换热,促进油基钻屑中油和水的蒸发。

炉体410包括圆筒和两个端板,圆筒和两个端板围成圆柱形空腔,该空腔的一端为低温区,另一端为高温区,空腔内的温度从低温区到高温区逐渐升高。低温区的炉体410上设置有用于通入油基钻屑的油基钻屑进口,高温区的炉体410上设置有用于排出油基钻屑的油基钻屑排口以及用于排出油、水蒸气的排气口,油基钻屑从低温区进入,然后朝着高温区运动,温度不断升高,水和油不断地蒸发气化。为了增加换热面积,提高换热效率,且使炉体410 的温度稳定,可在炉体410外部设置电加热丝,为了降低热损耗,可以在炉体410的外部包覆一层覆盖电加热丝的隔热材料,减缓散热速度,提高热利用率,同时避免操作人员被烫伤。油加热轴420和电加热轴430的大部分位于炉体410的空腔中,油加热轴420的敞口端从炉体410低温区所在的一端伸至炉体410之外,用于通入和排出热油,电加热轴430的一端从炉体410高温区所在的一端伸至炉体410之外。驱动装置450用于带动油加热轴420和电加热轴430转动,驱动装置450可以是柴油机、电机等,优选采用电机,可通过联轴器、皮带、齿轮等传动机构与电加热轴430相连。

油加热盘421和电加热盘431用于将热油和电热件432的热量传递至油基钻屑,油加热盘421的结构、分布方式以及与油加热轴420的连接方式等采用现有技术,挡油环板422也采用现有技术,起到对热油进行导向的作用,使油加热盘421和心管440之间的空间形成一矩形波形的热油通道,可增加换热面积,提高换热速度,从而提高油基钻屑内的油、水蒸发效率。进油口441、心管440、热油通道、出油口442组成热油的流动路径。

由于油基钻屑具有一定的粘度,可能会粘在炉体410内壁或者油加热盘421和电加热盘 431的外壁,为了避免油基钻屑越来越厚而影响换热,因此,所述油加热盘421和电加热盘 431上设置有刮板423,刮板423焊接在油加热盘421和电加热盘431的圆周外壁,刮板423 与炉体410圆筒的内壁之间具有微小间隙或者刮板423与炉体410圆筒的内壁接触,可以将粘附在炉体410圆筒内壁的油基钻屑挂掉。此外,最靠近油加热轴420敞口端的油加热盘421 侧壁设置有第一刮料机构424,离油加热轴420最远的电加热盘431侧壁设置有第二刮料机构433。第一刮料机构424和第二刮料机构433可以是焊接在油加热盘421或电加热盘431 上的板材或者杆件等,可以将粘附在将炉体410两端板内壁的油基钻屑挂掉。

所述炉体410内腔的顶部设置有固定杆411,所述固定杆411上设置有多块刮泥板412,每块刮泥板412位于相邻两电加热盘431或者相邻两油加热盘421之间。固定杆411的两端可通过螺钉等安装在炉体410的端板上,油加热轴420和电加热轴430的中心线低于炉体410 的中心线,使得固定杆411位于电加热盘431和油加热盘421的上方,图1为本装置直立的示意图,在实际使用中,炉体410应处于水平位置,即将图1逆时针旋转90度即为实际使用时的状态。刮泥板412可以是一块薄板,薄板的上端与固定杆411固定连接,下端伸入相邻两电加热盘431或者相邻两油加热盘421之间,且薄板的两侧边分别与相邻两电加热盘431 或者相邻两油加热盘421的侧壁接触,或者薄板的两侧边分别与相邻两电加热盘431或者相邻两油加热盘421的侧壁之间具有微小间隙,使得薄板的两侧边能够将相邻两电加热盘431或者相邻两油加热盘421侧壁上的油基钻屑挂掉。此外,刮泥板412也可以包括定位杆和门型架,定位杆的上端与固定杆411固定连接,下端与门型架的顶部固定连接,门型架伸入相邻两电加热盘431或者相邻两油加热盘421之间。由于使用时炉体410处于水平状态,油基钻屑进入炉体410后位于炉体410的底部位置,电加热轴430和电加热轴430带动油加热盘 421和电加热盘431转动,油加热盘421和电加热盘431的下部与油基钻屑接触而将热量传递至油基钻屑,如果油基钻屑粘附在油加热盘421和电加热盘431的侧壁,当油加热盘421 和电加热盘431转动至上部位置时,刮泥板412能够将油基钻屑挂掉,油基钻屑重新落到炉体410底部,避免油加热盘421和电加热盘431上粘附的油基钻屑厚度增加而影响换热效率,且换热与刮泥互不干涉,油加热盘421和电加热盘431的侧壁存在油基钻屑时很快就能够被挂掉。

油基钻屑进入炉体410后,油加热盘421和电加热盘431转动,可对油基钻屑起到一定的搅拌作用,但搅拌效果不够好,且很难推动油基钻屑从低温区移动到高温区,因此,在每个油加热盘421和电加热盘431的周向外壁均设置有正向推进组件460和反向推进组件470,正向推进组件460即能够推动油基钻屑朝着高温区移动的推进机构,而反向推进组件470即能够推动油基钻屑朝着低温区移动的推进机构,使用时,正向推进组件460不断推动油基钻屑正向移动,而反向推进组件470不断推动油基钻屑反向移动,使得油基钻屑能够得到充分地搅拌,且由于正向推进组件460的总数量大于反向推进组件470的总数量,可以使油基钻屑整体朝着位于高温区的油基钻屑排口移动,实现对油基钻屑的输送,实现连续处理。具体地,每个油加热盘421和电加热盘431上的正向推进组件460和反向推进组件470分布规律可以是:依次设置的两个正向推进组件460、一个反向推进组件470、两个正向推进组件 460……,或者三个正向推进组件460、两个反向推进组件470、三个正向推进组件460……等。

正向推进组件460和反向推进组件470的推进原理与现有螺旋输送机的输送原理一致,正向推进组件460和反向推进组件470可以是一块推进板,推进板与油加热轴420的轴向具有一定的角度,且正向的推进板和反向的推进板的朝向不同。优选的,每个正向推进组件460 和反向推进组件470均包括一挡板471和一推板472,所述挡板471的一端与推板472相连,且挡板471垂直于油加热轴420的轴向,推板472与加热轴420的轴向呈锐角或者钝角。挡板471起到挡料的作用,推板472起到推料的作用,由于推板472的长度较小,推动物料前进的能力较弱,效率较低,因此,设置了挡板471,挡板471与推板472配合工作,对物料的推进能力更强。

为了便于油加热轴420的安装,所述油加热轴420的敞口端设置有轴头425,轴头425 通过轴承安装于第一轴承座,第一轴承座固定在炉体410之外的部件上,保证油加热轴420 能够顺利转动。所述轴头425连接有旋转接头426,所述旋转接头426具有油通入通道和油排出通道,所述油通入通道与进油口441相连,用于通入热油,油排出通道与出油口442相连,用于排出热油。旋转接头426可相对于油加热轴420转动,因此,当油加热轴420转动时,可将旋转接头426固定在炉体410之外的部件上,以便于稳定地通入热油和将热油排出。

电加热轴430可以是实心轴,电热件432可以是电热丝、电热棒等,优选的,所述电加热轴430为空心轴,所述电热件432为电加热管,所述电加热管的一端延伸至电加热轴430的内孔,连接各个电热件432的导线位于电加热轴430的内孔中,导线用于连接电热件432与电源,将导线布置在电加热轴430的内孔,实施方便。

所述电加热盘431内设置有第三热电偶434,用于检测各个电加热盘431内的温度,以便于根据工艺要求调整电热件432的发热功率,将温度控制在合适的范围内。

油加热轴420和电加热轴430可直接焊接连接或者通过法兰以及螺栓连接,优选的,所述油加热轴420和电加热轴430通过连接盘435焊接连接,连接牢固可靠。

如图4所示,出料装置3包括竖直的排渣管300,所述排渣管300的上端通过封口件301 封口,下端连接有管式螺旋输送机302,封口件301下方的排渣管300侧壁设置有进渣口303,进渣口303与炉体410的油基钻屑排口相连,排渣管300可采用不锈钢管等管材,其上端封口,避免粉尘和油、水蒸气从排渣管300的上端口进入外界的空气中。管式螺旋输送机302包括管道和设置在管道内部的螺旋形输送板,管式螺旋输送机302倾斜设置,排渣管300的下端与管式螺旋输送机302的下端密封连接,当热解炉4中的废渣通过进渣口303进入排渣管300后,会落到排渣管300的底部并堆积,废渣逐渐填满排渣管300的下端,随着废渣的增加,废渣在排渣管300的底部形成废渣塞,废渣塞可起到密封的作用,避免外界的空气进入热解炉4,同时防止热解炉4内的油、水蒸汽通过废渣排出装置排出。

废渣为颗粒状,相互之间具有一定的间隙,为了减小废渣颗粒之间的空间大小,提高废渣塞的密封效果,所述排渣管300内设置有搅拌轴304,所述搅拌轴304上设置有搅拌片305,搅拌轴304的上端贯穿封口件301并连接有动力机构306。具体地,所述封口件301的上方设置有第二轴承座312,所述搅拌轴304通过轴承安装于第二轴承座312,保证搅拌轴304的稳定安装和转动。所述动力机构306为电动马达,电动马达带动搅拌轴304按照一定的速度转动时,搅拌轴304上的搅拌片305将排渣管300内的废渣进行破碎,使废渣的粒径更小,从而可以提高废渣塞的密封性。

本装置在工作过程中,废渣塞始终要具有一定的高度,才能够满足密封要求,为了便于控制管式螺旋输送机302的启动和停止已完成废渣外运,同时避免废渣塞的高度过高或者过低,本发明在进渣口303下方的排渣管300内设置有上物位传感器307和下物位传感器 308,当废渣塞的高度到达上物位传感器307时,启动管式螺旋输送机302,当废渣塞的高度到达下物位传感器308,则关闭管式螺旋输送机302,上物位传感器307和下物位传感器308 的具***置根据工艺要求进行确定。

当废渣从热解炉4中进入排渣管300时,油、水蒸气也会通过进渣口303进入排渣管300,为了避免油、水蒸气在排渣管300内遇冷液化,从而导致油、水蒸气的浪费以及废渣中含油量的增加,所述排渣管300外壁设置有第一加热管309和第二热电偶310。第一加热管309 为电加热管,第二热电偶310用于检测排渣管300内的温度,当排渣管300内的温度降低至某个值时,第一加热管309通电发热,使排渣管300内的温度升高,从而可以有效避免油、水蒸气冷凝液化,保证油水的回收率。

所述排渣管300外包覆设置有保温罩311,保温罩311可以是陶瓷纤维材质或者玻璃纤维材质等常用的保温材料,可降低热损耗,保温罩311将排渣管300和第一加热管309包裹住,减小第一加热管309的能耗,同时可避免工作人员直接接触排渣管300而被烫伤。

封口件301可以是端盖板,优选的,封口件301包括圆筒3011和设置在圆筒两端的端板 3012,所述圆筒3011位于排渣管300内并与排渣管300相连,圆筒3011可与排渣管300螺纹连接、焊接连接或者通过螺钉等连接件进行连接。所述圆筒3011内设置有第二加热管3013,第二加热管3013用于对圆筒3011内端的端板3012进行加热,使端板3012处于较高的温度,避免油、水蒸气接触端板3012时冷凝。

第二加热管3013和第一加热管309可采用控制器进行控制,第二热电偶310将温度传输至控制器,控制器根据检测结果控制第二加热管3013和第一加热管309的通电和断电,实现自动化控制。

综上,本出料装置3具有以下优点:

1).防止空气进入热解炉4内,保证热解炉4工作安全:通过上物位传感器307和下物位传感器308控制管式螺旋输送机302启停,保证排渣管300内的废渣塞至少保持一定高度,形成物料塞用来隔绝空气,搅拌轴304旋转将结块废渣打碎成粉末,有利于保证废渣塞的气密性。

2).最大可能地减少废渣含油率,保证废渣排放符合国家标准:在排渣管300内及封口件301内布置电加热管用于腔体及封口件加热,防止油、水蒸汽冷凝后夹杂在废渣中。

3).保温节能效果好:第二热电偶310可检测排渣管300的腔体温度,用于控制第二加热管3013和第一加热管309启停,保持腔体温度恒定即可,不需让电加热管一直开启;在排渣管300外壁安装隔热保温罩311,一是为了排渣管300腔体保温节能,二是防止操作人员被烫伤。

4).该发明装置结构紧凑且体积小,可与油基污泥热解吸设备有机结合。

如图8和图9所示,除尘装置2包括水平的管体200,管体200为金属管道,可以是不锈钢管。所述管体200的一端为敞口的进气端201,进气端201与炉体410的排气口相连,用于通入粉尘和油、水蒸气的混合物,另一端为封闭的出气端,避免油、水蒸气外泄,所述出气端设置有出气口202,用于排出经过除尘之后的油、水蒸气。

具体地,所述管体200的进气端201连接有膨胀节212,所述膨胀节212连接有进气法兰213。膨胀节212能够轴向伸缩,可有效补偿管体200的轴向变形,以便于在装配本装置时将进气端201与外界的油、水蒸气输送管道相连,具体通过进气法兰213与外界的输送管道相连,用于将热解炉4产生的油、水蒸气和粉尘的混合物通入管体200。同样的,所述出气口202连接有出气法兰214,通过出气法兰214与外界的输送管道相连,用于将除尘后的混合蒸气输送至冷凝分离装置。

所述管体200的出气端通过端盖208封口,所述出气口202设置在端盖208内侧的管体 200上。端盖208可与管体200螺纹连接,起到阻挡油、水蒸气泄露的作用,保证油、水蒸气从出气口202排出。

所述管体200的内部设置有转轴203,所述转轴203上设置有螺旋形的挡尘板204,所述转轴203、挡尘板204以及管体200之间形成螺旋形的气流通道,所述转轴203的一端连接有驱动机构205。油、水蒸气和粉尘的混合物通入管体200后会沿着螺旋形的气流通道流动,在流动的过程中,由于受到挡尘板204的阻挡,速度会逐渐降低,粉尘则会沉降在管体200 底部,利用驱动机构205带动转轴203和挡尘板204按照设定的方向旋转,挡尘板204、转轴203和管体200组成螺旋输送机构,可将沉降在管体200内的粉尘输送至进气端201并从进气端201排出至炉体410内,从而实现除尘。

为了便于转轴203的安装和顺畅转动,所述管体200出气端之外设置有第三轴承座209,所述转轴203的一端穿过端盖208后通过轴承安装于第三轴承座209,所述驱动机构205为电动马达,并可以通过减速器连接电动马达与转轴203,为转轴203的转动提供动力。

由于油、水蒸气的温度比较高,为了避免蒸气在除尘的过程中温度大幅度降低而导致蒸气冷凝液化,管体200内设置有第一热电偶211,所述管体200的外壁设置有外加热管206,所述管体200外设置有包覆外加热管206和管体200的保温层207,所述端盖208的内侧设置有内加热管210。外加热管206和内加热管210均为电热管。第一热电偶211用于检测管体200内的温度,当温度较低时,将外加热管206和内加热管210通电,外加热管206和内加热管210产生的热量传递至油、水蒸气,使油、水蒸气的温度维持在合适的值,避免油、水蒸气在管体200内降温冷凝,保证绝大部分的油、水蒸气都能够通过本除尘装置并进入后续的冷凝分离装置。外加热管206和内加热管210的运行可采用控制器进行自动化控制,第一热电偶211将温度信号传输至控制器,控制器根据检测结果判断是否开启外加热管206和内加热管210,从而降低人工操作量,节约人工成本。为了避免热量大幅度散失,降低外加热管206和内加热管210的能耗,管体200的外壁包覆有保温层207,保温层207可有效降低散热速度,同时可避免工作人员被烫伤。保温层207可采用现有的各种保温材料,如陶瓷纤维层、玻璃纤维层等。

本除尘装置2具有以下优点:

1).除尘效果好:可除去高温油、水蒸汽中大部分粉尘,有效提高后续工艺冷凝效率及回收油的纯度。

2).油水蒸汽通过率高:在管体200外壁及端盖208处布置有电热管,使油水蒸气通过除尘器时不被冷却下来,有效提高油水蒸气的通过率。

3).节能效果好:用保温层207将整个管体200罩住进行保温,在管体200内安装有第一热电偶211,根据工艺参数控制电热管启停,保持除尘器内腔温度恒定即可,不需要电热管持续开启。

4).该发明装置结构紧凑且体积小,能够与热解设备结合使用。

冷凝分离器装置1如图5、图6和图7所示,包括具有内腔的壳体100,壳体100可以是不锈钢、铝合金等材质,可以是各种形状,如长方体形等。所述壳体100的内腔由导流板101分隔成为冷凝腔102和分离腔,导流板101可以水平设置,也可以具有一定的倾斜度,以便于冷凝后的油水混合物流入分离腔。

所述冷凝腔102的顶部设置有进料口103和多个冷凝喷头104,进料口103处设置有法兰,可通过管道与除尘装置2的出气口202相连,以便于将除尘之后的气态油水通入冷凝腔 102。冷凝喷头104连接有冷凝水源,用于将低温的冷凝水通入冷凝腔102,使高温的气态油水降温而冷凝为液态,以便于后续分离。冷凝喷头104可以是多个,如6个、8个等,均匀分布在冷凝腔102的顶部,确保均匀有效地气态油水进行冷却。

为了便于控制冷凝腔102内的温度和压力,在冷凝腔102内设置有压力变送器118及温度传感器119,压力变送器118可检测冷凝腔102内的压力,温度传感器119可检测冷凝腔 102内的温度,根据检测的结果控制冷凝喷头104的开启数量和时间,即可对控制冷凝腔102 内的温度和压力进行调节,使控制冷凝腔102内的温度和压力合适。冷凝喷头104的工作可由控制器进行控制,压力变送器118及温度传感器119将检测信号传输至控制器,控制器再根据检测结果控制冷凝喷头104的运行,从而实现自动化控制,控制及时有效,人工劳动量降低。

所述分离腔由竖直的隔板105分隔成为多个依次排列的分离室,所述隔板105的顶部与导流板101之间具有连通相邻两分离室的溢流通道,位于一端的分离室上方的导流板101上设置有进液通道106,具体地,进液通道106可以是开设在导流板101上的通孔,也可以是导流板101上与壳体100内壁之间具有的间隙,当导流板101倾斜设置时,进液通道106位于导流板101高度较低的一端。位于另一端的分离室的顶部连接有油回收室107,即远离进液通道106的分离室顶部连接油回收室107,同时该分离室底部连接有水回收室108,所述油回收室107连接有排油通道109,水回收室108连接有排水通道110。油水混合气体在冷凝腔102中冷凝成液态后通过进液通道106进入分离室,经过各个分离室的静置分层后,上层的油流入油回收室107,然后通过排油通道109排出并进行利用,下层的水流入水回收室108,然后通过排水通道110排出并进行利用。排油通道109和排水通道110处均设置有法兰,用于连接外部管道,以便于将油和水输送至指定设备。为了实现油和水的顺利排出,可在外部管道上设置泵作为动力机构。

为了便于确定水回收室108和油回收室107中的液位以便于控制排油和排水的进行,避免确定水回收室108和油回收室107中的液位过高或者过低,所述水回收室108和油回收室 107内均设置有上水位开关114和下水位开关115。随着分离的进行,水回收室108和油回收室107中的液面不断升高,当液面升高至上水位开关114时,则控制泵启动,将水回收室108 中的水或者油回收室107中的油抽出,此时,水回收室108或油回收室107中的液面下降,当液面下降至下水位开关115时,即控制泵关闭,停止抽水或者抽油。上水位开关114和下水位开关115可与控制器相连,利用控制器控制泵的运行,实现设备的自动化运行。

分离室可以是2个、3个、4个等,优选的,所述分离室包括依次设置的冷却稀释室111、初步分层室112和二次分层室113,所述进液通道106设置在冷却稀释室111的上方,油水混合液体通过进液通道106进入冷却稀释室111后,可向冷却稀释室111通入冷凝水,对油水混合液进行降温冷却和稀释,然后,冷却稀释室111中的液体通过溢流通道进入初步分层室112。初步分层室112用于油水的初步静置分层,经过分层后,可将下层的水排出,而上层的油和少量的水通过溢流通道进入二次分层室113,二次分层室113的容积大于初步分层室112,可以使油水更好地进行分层。所述二次分层室113的顶部与油回收室107连通,底部与水回收室108连通,具体地,可在二次分层室113与油回收室107之间设置第一隔离板,在油回收室107与水回收室108之间设置第二隔离板,第一隔离板的顶部与导流板101之间具有上部间距,二次分层室113上层的油可通过该上部间距进入油回收室107,第一隔离板的底部与壳体100底板之间具有下部间距,第二隔离板的顶部与导流板101固定连接,底部与壳体100底板之间具有下部间距,且第二隔离板的底部与第一隔离板的底部通过水平的连接板相连,此时,二次分层室113内下层的水即可通过下层间距进入水回收室108,实现油水的分离。经过初步分离和二次分离,油和水的分离比较充分,分离出的油的纯度较高。

随着油水分离的进行,二次分层室113中油水分界面处的悬浮物会不断增加,因此,在二次分层室113的中部侧壁设置了排污法兰,用于定期排出悬浮物,避免悬浮物不断增加而影响油水分离效果。

为了避免二次分层室113中的液面过高,在二次分层室113内设置了最高液位检测开关,当液面高度达到最高液位检测开关时,即需要对设备进行检查,保证设备的安全运行。

为了充分利用分离出的水,减少外部冷凝水的消耗,所述初步分层室112的底部通过管道与冷凝喷头104相连(图中未示出),所述管道上设置有泵。具体地,初步分层室112的底部侧壁设置了法兰,法兰与管道相连,管道与冷凝喷头104相连。泵即可将初步分层室112下层的水抽送至冷凝喷头104,作为高温气态油水等冷凝水,实现水的循环。

初步分层室112下层的水温度较低,为了进一步地利用这些水,所述冷却稀释室111的底部通过管道与冷却稀释室111的上部连通,该管道经过一换热器120,所述初步分层室112 的底部通过管道与该换热器120相连。初步分层室112下层的水和冷却稀释室111中的混合液体通过经过换热器120时,水与混合液体进行换热,使得混合液体的温度降低,然后重新进入冷却稀释室111,起到冷却的作用,而水的温度升高,可输送至其他设备进行利用。初步分层室112下层的水和冷却稀释室111中的混合液体的流动可采用泵作为动力。换热器120 采用现有常规的换热设备即可。

每个分离室的底部设置有排污口117,排污口117处设置了法兰,用于与外部排污管道相连,以便于定期对每个分离室进行排污。

所述冷凝腔102顶部以及每个分离室侧面的壳体100上设置有多个可开闭的窗口盖121,以便于对冷凝腔102内的各个冷凝喷头104、各个分离室进行检修、观察工作情况、人工清理等。此外,可在二次分层室113侧壁设置玻璃观察窗口,以便于观察内部的油、水、悬浮物的分层情况。

冷却稀释室111的侧壁设置有安全阀罐连接管122,安全阀罐连接管122用于与热解炉4上的安全阀罐123相连,为使设备安全正常地工作,热解炉4内始终保持微正压,最大压力安全值通过安全阀罐123保证,热解炉4内内压力超过设定压力后,油水蒸汽通过安全阀罐123安全阀罐123立即打开进行卸压,热解炉4内部的油水混合气体直接通过安全阀罐连接管122进入冷却稀释室111,然后冷却为液态,避免热解炉4内部的压强持续增加而造成事故,可保证热解炉4的安全运行。

所述排油通道109连接有油回收罐130,油回收室中的油通过排油通道109油回收罐130 并进行存储,所述油回收罐130通过管道与导热油加热锅炉装置6的燃烧腔相连,油回收罐 130中的部分油可输送至热锅炉装置6的燃烧腔,作为热锅炉装置6的燃料使用,这样可减小其他燃料的使用量。

排水通道110连接有水回收罐132,用于回收存储水回收室108中的水。

油水混合气体中存在少量的不凝气体,为了将这些不凝气体排出并进行处理,所述分离腔的顶部设置有不凝气排出通道116,所述不凝气排出通道116连接有不凝气罐131,所述不凝气罐131通过管道与导热油加热锅炉装置6的燃烧腔相连。不凝气体通过不凝气排出通道 116进入不凝气罐131,然后通过管道输送至导热油加热锅炉装置6的燃烧腔,避免不凝气体排空后造成空气污染,又不需要利用净化设备对不凝气体进行处理,还能作为导热油加热锅炉装置6的燃料,减少其他燃料的消耗。

本冷凝分离器装置1具有以下优点:

1).冷凝效果好:冷凝腔102内布置了众多冷凝喷头104,根据冷凝腔102内压力值控制一定数量的冷凝喷头104启停,达到最佳冷凝效果。

2).回收油的纯度高,再次使用价值高:根据分离工艺布置了众多分离室,使冷凝的油水粉尘混合液体进一步冷凝及经长时间稳定静置分层,可获得高纯度油液体,回收的油与0# 柴油成分基本一致。

3).自动化程度高:在冷凝腔102内设置了压力变送器118及温度传感器119,可根据工艺参数自动控制冷凝喷头104启停;分离腔内布置了多个液位开关,可自动控制回收油泵及回收水泵自动启停,以及最大液位监控。

4).节能、循环经济型好:冷凝喷头104所需的冷凝水来自初步分层室112下层的冷却水,可循环使用。

由于热解炉4、进料装置5、出料装置3、除尘装置2、冷凝分离器装置1等设备量较多,一般是将各个部件分开运输至使用地点,再装配在一起,需要对整个设备的位置进行变动时,又要将各部件分拆并分别运送,非常不方便,因此,如图10所示,本发明还包括矩形的底座7,所述底座7的侧边铰接有围板71,底座7上表面的边缘通过多根竖直的连接柱72连接有水平的顶板73,所述围板71的上端与顶板73可拆卸连接,且顶板73、围板71和底座7围成安装腔,所述热解炉4、进料装置5、出料装置3、除尘装置2、冷凝分离器装置1以及导热油加热锅炉装置 6均安装于安装腔中。需要改变本装置的位置时,将围板71向上转动并与顶板73固定连接,利用围板71、顶板73和底座7保护内部的设备,整个设备的外形呈长方体形,实现设备的撬装化,类似于集装箱,如图11所示,以便于整体运输,非常方便。

综上,本发明热解析效果好,采用合理的处理工艺,使油基钻屑处理后的废渣含油率不大于0.3%,完全符合国家环保标准;整个转子圆盘外表面都是与油基钻屑换热区域,在有限空间里使油基钻屑换热面积最大化,提高热解析效率;本发明转子装置采用导热油加热(低温区) +电加热(高温区)方式,其中油加热提供大部分热量,电加热仅提供小部分热量,其中导热油采用锅炉(燃油)加热,回收的柴油可作为锅炉燃料使用,使长期规模化处理油基钻屑成本低,经济节能;生产过程中产生的不凝气经不凝气处理装置后进入导热油锅炉燃烧后无害排放;撬装化、机动性强,设备所有组成部分合理地组合并整体座落在集装箱大小的基座框架上,方便运输,且占地面积小,对厂房及基础要求低,特别能满足野外机动性好的要求。

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