钻井平台用含油固废物热解处置装置及其处置方法

摘要

本申请公开了一种钻井平台用含油固废物热解处置系统及其处置方法，其包含：混合搅拌机连通于进料模组。烘干机连通于出料出气罩。提升机连通于出气罩。热解模组具有热解腔室，热解腔室连通于提升机，热解腔室的另一端连通于燃烧室。储渣腔体一端连接于解热模组一侧，并且其另一端连通于混合搅拌机。热交换器连通于储渣腔体的一侧。第一热交换管穿设于热交换器，并其一端为第一空气输入口，其另一端连通于燃烧室。第二热交换管一端连通于燃烧室，并位于热解腔室。烟气汇集室连接于第二热交换管的另一端，烟气汇集室的一侧具有第二空气输入口，其另一侧连通于烘干机。其中混合搅拌机，烘干机与储渣腔体个别连通于排烟单元。

说明书

技术领域

本申请涉及一种含油固废物的无害化处置装置及其处置方法，尤其涉及一种钻井平台用含油固废物热解处置装置及其处置方法。

背景技术

目前大多数石油钻井平台所产生含油固废物直接排入大海，给海洋环境造成严重污染；或者将含油固废物从海上钻井平台远至陆地进行堆放，给大地环境造成严重污染；或者在陆地进行焚烧，产生的有害气体给大气环境造成严重污染。众所周知，无氧热解方法处理固废物产生的有害气体较少。钻井平台产生的含油固废物粘结性较大，由于喂料难，因而很难实现连续化热解处理；含水量高达40％左右的含油固废物热解耗热多，无害化处理消耗成本大。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题为无法通过习知方式解决。习知钻井平台产生的含油固废物存在的海洋环境污染严重、陆地环境污染严重、大气环境污染严重、连续化热解难度大、热解耗热多、处理消耗成本大的问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种钻井平台用含油固废物热解处置系统，其特征在于，其包含进料模组、混合搅拌机、烘干机、提升机、热解模组、储渣腔体、热交换器、第一热交换管、第二热交换管与烟气汇集室。混合搅拌机连通于所述进料模组；烘干机连通于所述混合搅拌机；提升机连通于所述烘干机；热解模组具有热解腔室与燃烧室，所述热解腔室连通于所述提升机，热解腔室的另一端连通于所述燃烧室；储渣腔体一端连接于所述解热模组一侧，并且其另一端连通所述混合搅拌机；热交换器连通于所述储渣腔体的一侧；第一热交换管穿设于所述热交换器，并其一端为第一空气输入口，其另一端连通于所述燃烧室；第二热交换管一端连通于所述燃烧室，并位于所述热解腔室；以及烟气汇集室连接于所述第二热交换管的另一端，所述烟气汇集室的一侧具有第二空气输入口，其另一侧连通于所述烘干机，其中，所述混合搅拌机、所述烘干机与所述储渣腔体各分别连通于排气单元。

根据本申请的一实施方式，上述的所述热解模组更包含热解进料罩与进料球封，所述进料球封设置于所述热解进料罩内，所述热解腔室透过所述进料球封而连通所述热解进料罩，所述提升机连通于所述热解进料罩。

根据本申请的一实施方式，上述的更包含氮气进气单元，氮气进气单元包含氮气输入管、氮气进气阀与氮气导入管，所述氮气进气阀设置于所述氮气输入管上，所述氮气输入管连通于所述氮气导入管的一端，所述氮气导入管的另一端穿设过所述热解烟气罩而连通于所述热解腔室。

根据本申请的一实施方式，上述的所述热解模组更包含油气导出管与反焰帽，所述油气导出管的一端连通于所述热解腔室，其另一端连通于所述燃烧室，并对应于所述反焰帽。

根据本申请的一实施方式，上述的所述热解模组更包含出渣罩与出料球封，所述出料球封设置于所述出渣罩内，所述热解腔室透过所述出料球封而连通于所述出渣罩，所述储渣腔体连通于所述出渣罩。

根据本申请的一实施方式，上述的更包含卸料阀，所述卸料阀设置于所述热交换器的底端。

根据本申请的一实施方式，上述的更包含负压管线，所述负压管线的一端连通于所述储渣腔体的另一侧，其另一端连通于所述排烟单元。

根据本申请的一实施方式，上述的所述热解模组的热解进料罩的一端连通于所述负压管线。

根据本申请的一实施方式，上述的所述热解模组更包含加热器，所述加热器设置于所述热解腔室的一侧。

本申请提供如权利要求1所述的钻井平台用含油固废物热解处置系统的处置方法，其特征在于，其步骤包含：将含油废料加入所述混合搅拌机，并同时将所述储渣腔体内的高温渣加入所述混合搅拌机内成中温混合料，所述含油废料内的水蒸气从所述排气单元排出；将所述中温混合料加入所述烘干机，并同时加入高温烟气进行热交换，使所述中温混合料温度上升，所述中温混合料内的水蒸气从所述排气单元排出；将所述中温混合料送入所述热解腔室，所述中温混合料吸收热量达到热解温度，形成高温渣和热解气；热解气进入所述燃烧室，所述高温渣进入所述储渣腔体内，所述高温渣持续堆叠满溢至进入所述热交换器，其中所述热交换器加热进入所述燃烧室内的空气；以及经所述热交换器加热后的空气与所述热解气进入所述燃烧室内，两者混合通过所述燃烧室的燃烧产生所述高温烟气，再通过所述热解腔室后，所述高温烟气进入所述烘干机。

根据本申请的一实施方式，上述的于将含油废料加入混合搅拌机，并同时将储渣腔体内的高温渣加入混合搅拌机内成中温混合料的步骤中，所述高温渣的温度为500℃到600℃，所述中温混合料的温度为100℃以上。

根据本申请的一实施方式，上述的于将所述中温混合料加入烘干机，并同时加入高温烟气进行热交换，使所述中温混合料温度上升的步骤中，更进一步通入外部空气混合所述高温烟气，原本为550℃到650℃间的所述高温烟气混合外部空气后，混合后的所述高温烟气的温度至350℃到450℃。

根据本申请的一实施方式，上述的经所述热交换器加热后的空气与所述热解气进入所述燃烧室内，两者一并通过所述燃烧室的燃烧产生所述高温烟气的步骤中，500℃到600℃的所述热解气与来自所述热交换器加热后的空气接触燃烧后产生850℃到950℃的所述高温烟气。

根据本申请的一实施方式，上述的于系统加热前和停止加热时，通入氮气于所述热解腔室与所述燃烧室内，并且从所述排气单元排出。

通过此种钻井平台用含油固废物热解处置装置及方法，含油固废物和热解渣混合降低含油固废物粘结性、混合蒸发降低热解前的含水量、用热解供热燃烧烟气烘干油固废物、回收利用烟气和热解渣热量、无氧热解，达到减少海洋环境污染、减少陆地环境污染、减少大气环境污、连续化热解、热解耗少、降低处理成本的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1其为本申请的钻井平台用含油固废物热解处置系统的示意图；以及

图2其为本申请的钻井平台用含油固废物热解处置系统的处置方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下将以图示揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图示起见，一些习知惯用的结构与组件在图示中将以简单的示意的方式绘示的。

请参阅图1，其为本申请的钻井平台用含油固废物热解处置系统的示意图。如图所示，本实施方式提供一种钻井平台用含油固废物热解处置系统及其处置方法，其为循环式的系统设计，可透过系统内部回收的热能，于减少环境污染的同时，也可以进一步降低处理成本。本实施方式的钻井平台用含油固废物热解处置系统1包含进料模组11、混合搅拌机13、烘干机15、提升机17、热解模组19、储渣腔体21、热交换器23、第一热交换管25、第二热交换管27、烟气汇集室29与排气单元31。

承上所述，于本实施方式中，进料模组11包含进料斗111与进料机113，进料斗111位于进料机113的进料口，而进料机113的出料口连通于混合搅拌机13。烘干机15的进料口与混合搅拌机13的出料口间透过第一溜槽131 互相连接，第一溜槽131穿过烘干机15的进料进气罩151，到达烘干机15 的内部。烘干机15的出料端有出料出气罩153，出料出气罩153的下部有第一出料阀155，第一出料阀155与提升机17的进料口间透过第二溜槽157互相连接。提升机17的出料口连接第三溜槽171的一端，第三溜槽171的另一端连接第二出料阀173，第二出料阀173连接于热解模组19。其中进料机 113可以为泵，第一溜槽131、第二溜槽157与第三溜槽171可以为输送机。

再者，热解模组19包含热解腔室191、燃烧室193、热解进料罩195、进料球封197、出渣罩199与出料球封201。热解腔室191与燃烧室193间具有隔板190A，热解腔室191与烟气汇集室29间具有另一隔板190B，其中热解模组19更包含油气导出管192与反焰帽194，油气导出管192的一端连通于热解腔室191，其另一端穿设隔板190A中心而连通于燃烧室193。半球形的反焰帽194设置于燃烧室193内，油气导出管192的端面正对反焰帽194 的球内。于燃烧室193内更具有助燃空气罩196，助燃空气罩196一侧罩盖住反焰帽194，而助燃空气罩196的另一侧为旋转接头，旋转接头穿设过燃烧室193。

又，进料球封197设置于热解进料罩195内，热解腔室191透过进料球封197而连通于热解进料罩195，提升机17的第二出料阀173连通于热解进料罩195。出料球封201设置于出渣罩199内，热解腔室191透过出料球封 201而连通于出渣罩199。储渣腔体21的一端连通于热解模组19一侧的出渣罩199，并储渣腔体21的另一端具有第三出料阀211，第三出料阀211连通于混合搅拌机13的进料口。渣溢流管213的一端连通于储渣腔体21的侧面，渣溢流管213的另一端连通于热交换器23。第一热交换管25穿设热交换器23内部。第一热交换管25一端为第一空气输入口231，第一空气输入口231连通于外部环境，第一空气输入口231具有风机2311与进气阀门 2313，进气阀门2313设置于风机2311的进风口。第一热交换管25的另一端连通于燃烧室193的助燃空气罩196的旋转接头。第一空气输入口231抽进的空气会流向反焰帽194与助燃空气罩196间的空隙。卸料阀33设置于热交换器23底端的出料口。

再者，第二热交换管27一端穿设过隔板190A而连通于燃烧室193，第二热交换管27的管体通过热解腔室191，而第二热交换管27的另一端穿设过隔板190B而连通于烟气汇集室29。热解烟气罩205设置并连通于烟气汇集室29的一侧，烟气汇集室29的一侧具有第二空气输入口291，第二空气输入口291具有风机2911与进气阀门2913，进气阀门2913设置于风机2911 的进风口，第二空气输入口291连通于热解烟气罩205。热解烟气罩205与烘干机15的进料进气罩151的进气口透过高温烟气管198互相连接。

混合搅拌机13与排烟单元31间透过蒸气管132互相连通。烘干机15 的出料出气罩153的出气口与排烟单元31间透过烘干出气管152、出气阀门 154和风机156互相连接。热解进料罩195与排烟单元31间透过负压管线 200互相连接，而出渣罩199连通于储渣腔体21，负压管线200也同时连通于储渣腔体21的另一侧，进而使出渣罩199与排烟单元31间透过负压管线200互相连接。如此蒸汽管132、负压管线200与排烟单元31相连，使热解进料罩195、出渣罩199与混合搅拌机13的内部空间形成负压而不向外泄漏。其中排烟单元31可以是降解塔，当排烟单元31为降解塔时，出气阀门154 和风机156在降解塔的气体出口。

另外，于本实施方式中，烟气汇集室29、热解腔室191、燃烧室193、进料球封197和出料球封201组成回转装置，装置上套装有第一滚圈311、第二滚圈313和大齿轮315，通过第一滚圈311和第二滚圈313分别支承在第一支承托轮317和第二支承托轮319上，大齿轮315与小齿轮316啮合。

热解模组19更包含加热器203，加热器203设置于热解腔室191的一侧，加热器203可直接对于热解腔室191进行加热。又，本实施方式更包含氮气进气单元33，氮气进气单元33包含氮气输入管331、氮气进气阀333与氮气导入管335，氮气进气阀333设置于氮气输入管331上，氮气输入管331 连通于氮气导入管335的一端，氮气导入管335的另一端穿设过热解烟气罩 205而连通于热解腔室191。

请参阅图2，其为本申请的钻井平台用含油固废物热解处置系统的处置方法的步骤流程图。如图所示，于本实施方式中，于步骤S1:将常温含油废料从进料斗111加入进料机113，进而加入混合搅拌机13，并同时将储渣腔体21内的高温渣加入混合搅拌机13内进行混合搅拌成中温混合料，由于中温混合料温度大于100℃，其含油固废中的部分含水达到蒸发，含油废料内的水蒸气从排气单元31(或降解塔)排出。其中高温渣的温度大约为500℃到600℃，中温混合料的温度为100℃以上。于本实施方式中，高温渣的温度大约为550℃，中温混合料的温度大约为120℃。

于步骤S3:将中温混合料加入烘干机15，并同时加入高温烟气进行热交换，使中温混合料温度上升，再次将中温混合料内的水蒸气从排气单元31 (或降解塔)排出，而得到进一步的脱水。于本实施方式中，于加入高温烟气进入烘干机15前，先通入外部空气混合高温烟气，原本为550℃到650℃间的高温烟气混合外部空气后，混合后的高温烟气的温度至350℃到450℃，以控制高温烟气进入进料进气罩151的烘干适宜温度，避免烘干温度过高导致出油气。于本实施方式中，原本高温烟气的温度为600℃，而其混合外部空气后的温度为400℃。

于步骤S5:当经过步骤S3后，将中温混合料透过第一出料阀155与第二溜槽157送入提升机17内，在由提升机17的出料口的第三溜槽171与地儿出料阀173出料至热解进料罩195，并由热解进料罩195内回转的进料球封 197作用下，经过进料球封197的环形管道导入热解腔室191内。中温混合料于热解腔室191内吸收热量达到热解温度，形成高温渣和热解气。其中中温混合料吸收的热量是透过第二热交换管27的管壁温度或是透过加热器33 加热于热解腔室19的腔壁，加热器33用于起动加热和正常运行热解气供热不够时补热。

于步骤S7:随着热解气的不断产生，热解腔室19形成正压，热解气从油气导出管192并经过反焰帽194的内球面导流反向排到燃烧室193内。高温渣在回转的出料球封201作用下，经过出料球封201的环形管道导出热解腔室19外，高温渣进入出渣罩199则透过进入储渣腔体21内，高温渣持续堆叠满溢至高于渣溢流管213，高温渣则顺势由渣溢流管213进入热交换器 23，最后由热交换器25下部的卸料阀33排出。第一热交换管25的第一空气输入口231导引外部空气进入，第一空气输入口231是打开进气阀门2313 后，再透过风机2311吸引空气。外部空气顺着第一热交换管25的管路进入热交换器23的内部，使热交换器23加热第一热交换管25的管内空气。再将升温后的第一热交换管25的管内空气导入燃烧室193内。

于步骤S9:第一热交换管25的管内的高温助燃空气导入助燃空气罩196 内，并且由反焰帽194与助燃空气罩196间的间隔导出。又，热解腔室191 内部不断产生热解气，而形成正压，使热解气自动由油气导出管192并经过反焰帽194的内球面导流反向排到燃烧室193内。上述两者混合通过燃烧室 193的燃烧产生高温烟气，高温烟气通过第二热交换管27经过热解腔室191 后，其会为热解腔室191内提供高温。其中由500℃到600℃的热解气与来自热交换器加热后的空气接触燃烧后产生850℃到950℃的高温烟气。

于本实施方式中，热解气温度为550℃，而其与加热后的空气接触燃烧后产生900℃的高温，其中提供高温助燃空气可以节省燃烧能量，进而减少燃烧成本。高温烟气进入烟气汇集室29，高温烟气与外部空气混合以控制高温烟气进入烘干机15的进料进气罩151的烘干适宜温度，此方式即为步骤 S3提供高温烟气的方法。

承上所述，由于燃烧室193、第二热交换管27、烟气汇集室29、热解烟气罩205、高温烟气管198、进料进气罩151、烘干机15、出料出气罩153、烘干出气管152之间相互连通形成烟气通道，因此风机156运行时，使烟气通道形成负压，最终进入排气单元31(或降解塔)。

另外，于本实施方式中，钻井平台用含油固废物热解处置系统加热前和停止加热前为了保证安全，吹扫热解腔室191和燃烧室193内的空气和热解气，打开氮气进气阀333，氮气输入管331内的氮气就能通过，进而由氮气导入管335进入热解腔室191和燃烧室193内，并经过前段叙述的烟气通道从排气单元31(或降解塔)排出。

本实施方式提供一种钻井平台用含油固废物热解处置系统及其方法，由一种由进料模组、混合搅拌机、烘干机、提升机、热解模组、储渣腔体、热交换器、第一热交换管、第二热交换管、烟气汇集室与排气单元等组成。其特征在于：热解高温渣与含油固废物混合成混合物，透过混合物的高温状态进行第一次脱水。高温烟气通入烘干机烘干混合物，进行第二次脱水。再将混合物导入热解腔室，热解混合物所产生的热解气导入燃烧室，并经反焰帽逆向回流燃烧，燃烧产生的高温烟气，而排放高温烟气的管路通过热解腔室，如此提供高温对于热解腔室内的混合物进行热解，同时也作为通入烘干机内对混合物进行第二次脱水的高温烟气。一部分高温渣用于升高的热空气用于燃烧室内助燃。另一部分高温渣则再次通过混合搅拌机、烘干机再次进行循环。本发明通过上述手段，以对于含油固废物和热解渣混合降低含油固废物粘结性、混合蒸发降低热解前的含水量、用热解供热燃烧烟气烘干油固废物、回收利用烟气和热解渣热量、无氧热解，达到减少海洋环境污染、减少陆地环境污染、减少大气环境污、连续化热解、热解耗少、降低处理成本的目的。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。