DE3874460T2

DE3874460T2 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von schlaemmen.

Info

Publication number: DE3874460T2
Application number: DE8888305264T
Authority: DE
Inventors: Gary L Beer; Ying H Li
Original assignee: Atlantic Richfield Co
Current assignee: Atlantic Richfield Co
Priority date: 1987-08-12
Filing date: 1988-06-09
Publication date: 1993-01-28
Anticipated expiration: 2008-06-10
Also published as: NO883540L; NO883540D0; CA1301693C; EP0303339A3; NO176091C; EP0303339A2; DE3874460D1; NO176091B; US4787323A; EP0303339B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Behandlung von Schlämmen, die Wasser, Öl und Feststoffe enthalten, mittels eines Verfahrens zur thermischen Trocknung und Verbrennung, das die Zugabe von Feststoffen zu den Schlämmen einschließt. Das Verfahren ist auch zur Behandlung von Feststoffen wie mit Kohlenwasserstoffen kontaminierten Erdreich adaptiert.
Es gibt mehrere Quellen für Ölschlämme, die bei Produktion, Transport und Raffination von kohlenwasserstoffhaltigen Materialien wie Rohöl entstehen. Bestimmte Raffinations- und Transportverfahren produzieren Schlämme, die hauptsächlich Wasser, Rohöl und verschiedene Feststoffe wie Steinchen, Ton und Sand enthalten. Die Feststoffe können feinteilig sein, zum Beispiel im Größenbereich von 1 bis 10 Mikrometer, und sind deshalb durch konventionelle Trennverfahren, einschließlich der Filtrations-Verfahren oder der Verfahren der Extraktion mit Lösungsmitteln, nur schwer von Öl und Wasser zu trennen.
Die zuvor genannten Arten von Schlämmen lassen sich oft nur schwer mit herkömmlichen Techniken zur Abfallbehandlung behandeln, da verschiedene Fraktionen des Rohöls flüchtig sein oder zur Bildung von Koks oder teerartigen Materialien neigen können, wenn sie Behandlungsverfahren nach dem Stand der Technik unterworfen werden. Die Materialbehandlungseigenschaften von zum Beispiel Tankerballastschlämmen und Schlämmen aus Raffinerieabfällen stören die Wärmeübertragung, was zu Schlackebildung oder unvollständiger Destillation oder Verbrennung führt.
Ein Problem der Handhabung von Kohlenwasserstoffen bei der Beseitigung und bei Verfahren zur Abfallbehandlung betrifft erdartige Materialien, die mit kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen wie Rohöl oder teilweise oder vollständig raffinierten Erdöl-Produkten kontaminiert werden. Die Dekontaminierung von Böden, die dem Lecken aus Lagertanks, auslaufendem Öl oder anderen Zwischenfällen ausgesetzt waren, bietet mindestens zwei größere verwandte Probleme, nämlich das effektive Entfernen der Kohlenwasserstoffe aus dem Erdreich, dank des großen Bereichs an Eigenschaften, die Kohlenwasserstoffe haben können, wenn sie mit unterschiedlichen Böden vermischt werden und die Gefahren, die mit der Behandlung der kohlenwasserstoffhaltigen Substanz in Abhängigkeit von ihrer Flüchtigkeit einhergehen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit, die zur Behandlung von Ölschlämmen, die Kohlenwasserstoffe aus sowohl natürlich vorkommendem Rohöl als auch sowohl raffinierte als auch teilraffinierte Erdöl-Produkte enthalten, nützlich ist. Verfahren und Vorrichtung sind ebenfalls adaptierbar und vorteilhaft für die Behandlung von Böden und anderen erdartigen Materialien, die mit Kohlenwasserstoffen kontaminiert oder vermischt wurden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von kohlenwasserstoffhaltigen Materialien in Form von öligen Schlämmen oder Böden und anderen erdartigen Materialien bereit, die mit vorwiegend flüssigen Kohlenwasserstoffen kontaminiert wurden.
In Übereinstimmung mit einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Ölschlämme, wie sie aus der Behandlung von Ballastwasser aus Tankern und Rückständen aus Lagertanks anfallen genau wie Ströme aus Raffinerie-Abfall in Kombination mit Feststoffen einem thermischen Verfahren unterworfen, um eine angedickte, fließfähige Mischung zu ergeben, die mit einem speziellen Trockner behandelt werden kann, um Wasser und flüchtige Kohlenwasserstoffe oder solche mit niedrigem Siedepunkt zu verdampfen. Den Misch- und Trocknungsschritten folgt ein Verbrennungsverfahren, um die übriggebliebenen kohlenwasserstoffhaltigen Materialien im Gemisch mit den Feststoffen zu oxidieren.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden ölige Schlämme mit niedrigem Feststoffgehalt mit Feststoffen, die hohe Oberflächen- und Porositätscharakteristika haben, so wie Diatomeenerden und Perlit gemischt, bevor der angedickte Schlamm oder das Öl-, Wasser- und Feststoffgemisch einem thermischen Trocknungsverfahren und einem Oxidationsschritt unterworfen wird, bei denen die Flüssigkeiten, die im Schlamm vorhanden sind, als Dämpfe übergetrieben, kondensiert und in behandelbare oder brauchbare Fraktionen aufgetrennt werden. Die übriggebliebenen Feststoffe werden verbrannt, um die restlichen Kohlenwasserstoffe zu oxidieren und Feststoffe zu ergeben, die im Verfahren recycelt werden können oder sich für die konventionelle Entsorgung eignen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Behandlung von Erdreich oder anderem erdartigen Material, das mit Kohlenwasserstoffen kontaminiert wurde, unter Verwendung des Grundverfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
Die obengenannten Aspekte der vorliegenden Erfindung werden ebenso wie ihre anderen hervorstechenden Eigenschaften und Vorteile von Fachleuten geschätzt werden, wenn sie die detaillierte Beschreibung, die folgt, in Verbindung mit den Zeichnungen lesen.
ABBILDUNG 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Behandlung öliger Schlämme in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung; und
ABBILDUNG 2 ist eine schematische Darstellung einer ähnlichen Vorrichtung zur Behandlung von mit kohlenwasserstoffhaltigen Materialien kontaminiertem Erdreich.
In der folgenden Beschreibung sind gleiche Teile in der Beschreibung beziehungsweise Zeichnung mit denselben Bezugszahlen versehen. Die gezeichneten Symbole sind schematisch und bestimmte konventionelle Komponenten sind in Übereinstimmung mit den für solche Komponenten akzeptierten Standardsymbolen dargestellt.
Die Beförderung von Rohöl im großen Stil durch Transportanlagen einschließlich Pipelines, Lagertanks und Tankschiffe hat das Problem der Entsorgung gewisser Schlämme, die sich am Boden der Lagertanks ansammeln, bei der Reinigung der Pipelines anfallen und bei der Behandlung des Ballastwassers von Tankschiffen gesammelt werden, entstehen lassen. Gewisse petrochemische Verfahren produzieren ebenfalls Schlämme, die Wasser, Rohöl oder teilraffiniertes Erdöl und gewisse Feststoffe enthalten, die sich in Suspension in einer Öl-Wasser-Emulsion befinden können, aber nicht müssen. Ein besonders lästiges Problem involviert der Umgang mit dem Schlamm, der sich bei der Behandlung des Ballastwassers von Tankschiffen ansammelt. Dieser Schlamm enthält Wasser, Rohöl und eine gewisse Menge an feinem Schlick, Sand, Metallteilchen oder Rost. Herkömmliche Trennverfahren sind beim Umgang mit diesem Material nicht besonders erfolgreich gewesen und Umweltschutzbestimmungen verlangen, daß dieses Material nur in spezialisierten Vorrichtungen behandelt werden darf, deren Unterhalt einschließlich der Transportkosten, um den Schlamm zu einer akzeptablen Deponie zu bringen, teuer ist. Gewisse Verbesserungen bei der Behandlung von öligen Bohrkernen und Strömen von Raffinerieabfällen wurden entwickelt, wie die Systeme, die in US-A-4839022 und US-A-4747961 offenbart sind. Die in diesen Anmeldungen offenbarten Verfahren verwenden einen Trockner oder Dehydrierapparat, der in der Lage ist, ein Gemisch aus öligem Abfall, Wasser eingeschlossen, und einer relativ hohen Konzentration von Feststoffen handzuhaben, das einem Schlamm nicht unähnliche Konsistenz hat. Die vorliegende Erfindung benutzt ebenfalls eine Trocknungsapparatur des in den oben genannten Patentanmeldungen vorgeschlagenen Typs und schließt weitere Schritte und Systemeigenschaften ein, die besonders dazu geeignet sind, ölige Schlämme in einer einzigartigen, bisher vom Stand der Technik nicht gekannten Art handzuhaben.
Ein besonderes Problem beim Umgang mit Schlämmen, die Rohöl und andere Kohlenwasserstoffe enthalten und einen relativ großen Bereich an spezifischen Kohlenwasserstoffkomponenten haben, bezieht sich auf die Anwendung thermischer Techniken ohne die mit flüchtigen Kohlenwasserstoffen verbundenen Unfälle zu riskieren oder die Bildung von Koks-ähnlichem Material oder das normalerweise mit der thermischen Behandlung schwerer Kohlenwasserstoffe verbundene "Verschlacken" zu riskieren. Ob diese Kohlenwasserstoffe in einem wäßrigen oder flüssigen Schlamm vorhanden sind oder nicht oder ob sie ins Erdreich oder in andere erdähnliche Materialien eingesickert sind, ein wichtiges Merkmal dieser Methode und des Systems der vorliegenden Erfindung erlauben die Behandlung dieser Abfälle oder kontaminierten Substanzen so, daß kondensierbare Flüssigkeiten wiedergewonnen werden, Verbrennungsverfahren zumindest eine signifikante Menge der restlichen Kohlenwasserstoffe in für die Umwelt akzeptable Verbrennungsprodukte überführen und die Feststoffe auf diejenigen reduziert werden, die in diesem Verfahren wiederverwendet oder einfacher entsorgt werdern können.
In ABBILDUNG 1 ist ein System 10 dargestellt, das besonders für die Handhabung öliger Schlämme, die in einem Lagertank oder Teich 12 gelagert werden können, adaptiert ist. Das System 10 umfaßt Mittel, um den Schlamm aus dem Speicherbehältnis 12 abzuziehen, einschließlich einer Filteranlage 14 und einer Pumpe 16, um gefilterten Schlamm zum mechanischen Mischer 18 zu liefern. Übergroße Partikel, die vom Filter aussortiert werden, können zumindest zeitweise in einer Trommel 15 gelagert werden. Der Mixer oder die Mischmaschine 18 kann ein sogenannter Bandtyp sein oder ein Typ, der parallele Schäfte mit darauf montierten Mischpaddeln hat, um den Schlamm gründlich mit einem Feststoff wie erdartigem Material inclusive Diatomeenerde oder Perlit zu vermischen. Der Mischer 18 ist darauf ausgelegt, eine vorher bestimmte Flußrate von Diatomeenerde oder Perlit von einer Versorgungsquelle für solches Material zu empfangen, die einen Einfülltrichter 20 und einen passenden Speisemechanismus 22 enthält. Alle zum Füllen benötigten Feststoffe werden durch das Versorgungsrohr 21 in den Trichter gefüllt.
Der etwas wäßrige Schlamm, der aus dem Lagertank 12 in den Mischer 18 gepumpt wird, wird also mit Diatomeenerde, Perlit oder ähnlichen erdartigen Materialien, die hohe Porosität und Oberfläche oder Absorptionskapazität haben, vermischt, um beträchtlich angedickten Schlamm oder schlammähnliches Material zu erhalten, das in der Lage ist zu fließen und zum Einlaß eines Trocknungsapparats gepumpt werden kann, der allgemein mit Nummer 24 bezeichnet wird. Trockner 24 ist vorzugsweise ein Typ mit rotierenden Scheiben, der ein äußeres Gehäuse 26 mit Einlaß 28, Dampfablaß 30 und einen Auslaß für feste Stoffe 32 hat. Ein Typ des Trockners 24, der für die Verwendung im Verfahren besonders vorteilhaft ist und das System 10 wird unter dem Handelsnamen "TORUSDISK" von der Firma Bepex in Minneapolis, Minnesota, hergestellt. Die Trocknungsapparatur 24 umfaßt einen Rotor 34, der eine Anzahl von in Abständen verteilten zylindrischen Scheiben 36 enthält, die hohl sind und die Zirkulation der erhitzten Flüssigkeit zwischen Einlaß und Auslaß an den entgegengesetzten Enden des Rohrs durch sie hindurch erlauben. Erhitzte Flüssigkeit, wie zum Beispiel Öl, kann man durch das Innere des Rotors zirkulieren lassen, um ein wärmeleitendes Medium für die Erhitzung des Materials zur Verfügung zu stellen, das man durch Einlaß 28 in das Innere des Gehäuses 26 einströmen läßt. Der Trockner 24 liefert genügend Wärme, um den angedickten Schlamm oder das Erdgemisch, das in sein Inneres eingeleitet wird, so zu behandeln, daß beträchtlich entwässertes Material durch ein Rohr 38 zu einer Oxidationsanlage für schwere Kohlenwasserstoffe abgelassen wird, die einen Rotationsofen 40 und, falls nötig, einen Flüssigbett-Brenner oder einen Brenner von Hubrohr-Typ 42, der stromabwärts vom Ofen 40 angeordnet ist, umfaßt. Abhängig von der Materialbelastung und Partikelgröße der von Trockner 24 abgeschiedenen Feststoffe kann entweder der Ofen 40 alleine oder der Nachbrenner vom Hubrohr-Typ oder die Oxidationsanlage 42 alleine verwendet werden, um die Kohlenwasserstoffe zu oxidieren, die nicht verdampften, während sich das Material durch den Trockner 24 bewegt.
Eine ausreichende Menge Diatomeenerde, Perlit oder ähnliches, absorbierendes Material wird zugefügt, um mit dem Schlamm in Mischer 18 vermischt zu werden, so daß beim Trocknen und Destillieren des Materials, das von Trockner 24 umgesetzt wurde, getrocknete Feststoffe, die die Konsistenz von gemahlener Kohle haben, durch Rohr 38 abgelassen werden. Es wird darauf hingewiesen, daß Gewichtsverhältnisse von Diatomeenerde zu Schlamm im Bereich von 1:6,4 bis 1:1,3 von Trockner 24 verarbeitet werden können, um ein bröckeliges Gemisch von Substanzen herzustellen, das verbrannt werden kann, um bröckelige kohlenstofffreie Feststoffe zu ergeben. Um die Konsistenz des Gemisches, das in Trockner 24 gelangt, einzustellen, kann zumindest ein Teil der getrockneten Feststoffe, die durch das Rohr 38 abgelassen werden, durch ein Überbrückungsrohr 39 und einen geeigneten Förderer 44 zurück zu Trocknereinlaß-Rohr 19 geleitet werden, um ihn mit dem angedickten Schlamm zu mischen, der aus Mischer 18 in den Trockner kommt. Auf diese Art läßt sich die Zusammensetzung des Materials, das in Trockner 24 behandelt wird, leicht einstellen. Das Material, das in die Oxidationsstufe, einschließlich Ofen 40, abgelassen wird, wird auf geeignete Weise erhitzt, um die Kohlenwasserstoffe, die in dem Gemisch mit den festen Stoffen sind, zu oxidieren. Die kohlenwasserstofffreien Feststoffe werden dann in eine Kühlapparatur 46 abgelassen, wobei die Feststoffe einer Beregnung mit Wasser oder ähnlichem ausgesetzt werden können, um die Feststoffe auf geeignete Art auf eine Temperatur abzukühlen, bei der sie in geeigneten Lagervorrichtungen 48 aufbewahrt und entweder zur Entsorgung abgelassen oder durch ein geeignetes Rohr 49 zurück zum Materialeinfülltrichter 20 geführt werden können. Material aus Trockner 49, das durch die Oxidations- oder Verbrennungseinheit vom Hubrohr-Typ 42 abgelassen wird, wird durch Preßluft aus einer Quelle (nicht abgebildet) da durchtransportiert und in einen Separator 50 abgelassen, der ein zyklonartiger Separator, wie abgebildet, sein kann und wobei die gasförmigen Verbrennungsprodukte dann in einen geeigneten Wäscher 52 abgelassen werden. Gase aus dem Rotationsofen 40 können durch ein Rohr 53 ebenfalls in den Wäscher 52 abgeblasen werden. Feststoffe, die im Zyklonseparator 50 getrennt werden, werden vorzugsweise in den Kühler 46 zur Behandlung zur Reduzierung der Temperatur abgelassen, bevor sie durch Rohr 49 oder eine andere geeignete Vorrichtung rückgeführt werden.
Die Dämpfe von Wasser und flüchtigen flüssigen Kohlenwasserstoffen, die in Trockner 24 erzeugt werden, werden hieraus in einen Kondensator 54 abgeblasen, in dem Wasserdampf und die schnell kondensierenden flüssigen Kohlenwasserstoffe verflüssigt und in einen Separator 56 abgelassen werden, um Öl und Wasser für den Abfluß aus dem Separator zu trennen und, falls nötig, weiterzubehandeln. Separator 56 ist vorzugsweise ein Sedimentier-Typ, in dem sich alle feinteiligen Feststoffe, die mit den kondensierbaren Flüssigkeiten mitgerissen und in den Separator transportiert werden, absetzen und durch ein Rohr 57 zurück zum Einlaßrohr 19 zur Wiederbehandlung in Trockner 24 geleitet werden können. Flüssigkeiten, hauptsächlich Luft, die nicht leicht kondensierbar sind, aber vom Kondensator 56 abgeschieden werden, werden ebenfalls zum Wäscher 52 transportiert. Wäscher 52 wird kontinuierlich durch ein Gebläse 60 geleert, das Verbrennungsprodukte, die hauptsächlich Kohlendioxid enthalten, und die von Kondensator 54 gelieferte Luft durch einen geeigneten Kamin 62 abbläst, um die Flüssigkeitszufuhr im Gleichgewicht zu halten.
Kondensator 54 und Naßwäscher 52 werden beide durch einen Kühlwasserkreislauf gekühlt, der einen Kühlturm 64 und Wasserkreislaufpumpen 66 und 68 einschließt, die Kühlwasser zum Kondensator 54 beziehungsweise Wäscher 52 umwälzen. Der Naßwäscher 52 kann so ausgelegt sein, daß er Wasserberieselung im direkten Kontakt ermöglicht, um die heißen Gase, die in den Wäscher abgeblasen werden, zu kühlen. Etwaige feinteilige Feststoffe, die aus dem den Wäscher passierenden Gasstrom entfernt werden, werden durch eine Pumpe 70 in eine Sammeltrommel für Schlamm 72 umgepumpt. Der Inhalt der Trommel 72 kann durch ein Rohr 74 zum Einlaß der Oxidationsvorrichtung zurückgepumpt werden, die entweder den Ofen 40, das Hubrohr 42 oder eine Kombination der zwei Elemente enthält, die je nach den Erfordernissen des betreffenden Verfahrens parallel oder in Serie geschaltet sind. Wenn der in Trommel 72 gesammelte Schlamm besonders wäßrig oder von geringem Feststoffgehalt ist, kann das System abgeändert werden, um Schlamm aus Trommel 72 zum Mischer 18 oder zum Einlaß des Trockner 24 zu leiten. System 10 und das Verfahren zur Behandlung öliger Schlämme, das dieses System benutzt, erfordert Maßnahmen zur teilweisen Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen mit einem Siedepunkt von unterhalb von 315ºC (600ºF) bis 370ºC (700ºF) im Trockner 24, wobei die übigbleibenden Kohlenwasserstoffe und die getrockneten Feststoffe dann zur vollständigen Oxidation in die Oxidationseinheiten 40 und/oder 42 geleitet werden, so daß die übrigbleibenden Feststoffe zur herkömmlichen Entsorgung geeignet sind oder zur Verwendung im Verfahren rückgewonnen werden können. Dank der Verwendung von Trockner 24 können feste Teilchen im Bereich von Größen, die normalerweise in Mikrometern gemessen werden, bis hin zu Teilchen mit einer maximalen Ausdehnung von ungefähr 2,5 cm (1 inch) mit dem Schlammgemisch verarbeitet werden.
Zusätzlich kann mit dem Förderer 44 zur Rückmischung und dem Transport feinster Teilchen aus Rohr 57 zu Rohr 19 die Konsistenz des Schlammgemisches, das in Trockner 24 gelangt, leicht kontrolliert werden, um Ansammlungen schwerer Kohlenwasserstoffe im Trockner in der Form von Koks oder teerartigen Substanzen auf den Oberflächen der Wärmetauscher des Trockners zu verhindern. Dadurch bleibt die Wärmetausch-Effizienz des Trockners auf hohem Niveau erhalten. Durch Zufügen eines porösen Mediums wie Diatomeenerde oder Perlit vor der Trocknung zum Schlamm wird ein krümeliges, getrocknetes Produkt in Leitung 38 abgeschieden, das leicht handzuhaben ist und bei Oxidationstemperaturen von bis zu 980ºC (1800ºF)entweder in der Rotationsofeneinheit 40, der Hubrohroxidationseinheit 42 oder einer Kombination der beiden Einheiten leichter oxidiert wird.
Das folgende, nicht einschränkende Beispiel illustriert den Verfahren der Erfindung.

Beispiel 1

100 Gramm Probe eines Ölschlamms, die ungefähr 40% Rohöl, 48% Wasser und 12% Feststoffe enthielt, wurde mit 16 Gramm Diatomeenerde gemischt. Das Gemisch wurde eine Stunde lang bei 260ºC (500ºF) getrocknet und ergab 56 Gramm bröckeliger Feststoffe. Diese Feststoffe wurden anschließend mit Luft bei 980ºC (1800ºF) ungefähr eine Stunde im Ofen gebrannt und ergaben 28 Gramm bröckeliger kohlenstofffreier Feststoffe.
In ABBILDUNG 2 wird eine Modifikation des Systems 10 dargestellt, die im allgemeinen mit Nummer 100 bezeichnet ist. System 100 ist in mancher Hinsicht ähnlich wie System 10 wie in der Schemazeichnung angedeutet, ist aber in erster Linie dazu adaptiert, Böden und andere erdartige Materialien handzuhaben, die mit kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeiten kontaminiert worden sind. In vielen Situationen werden Böden und andere Erdmaterialien bei Lecken oder Auslaufen von Kohlenwasserstoffen wie Rohöl und raffinierten Produkten kontaminiert. Herkömmliche Behandlungsverfahren erfordern die Identifizierung des kontaminierten Gebiets, gefolgt vom Aushub des kontaminierten Erdreichs, und der Verbringung auf eine geeignete Deponie. Beschränkungen hinsichtlich der Deponie-Entsorgung von Böden oder anderen mit kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen kontaminierten Feststoffen verhindern diese Art von Dekontaminierungsverfahren nun weitgehend. Obwohl einige erdartigen Materialien leicht von einigen kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen getrennt werden können, wird die ideale Kombination selten gefunden. Das in ABBILDUNG 1 dargestellte System zur Behandlung von Schlämmen kann jedoch in Übereinstimmung mit der Zeichnung in ABBILDUNG 2 abgewandelt werden, allgemein, um ein System und ein Verfahren zur Behandlung kontaminierten Erdreichs zu liefern. ABBILDUNG 2 illustriert ein System zur Behandlung kontaminierten Erdreichs durch Befüllung des Trockners 24 durch Mischer 18, Trichter 20, Einspeisung 22 und Sieb 102. Kontaminierter Boden wird durch Sieb 102 geleitet, so daß übergroße Partikel daran gehindert werden, in das System zu gelangen und die Systemkomponenten, einschließlich der zuvor genannten Komponenten zu beschädigen. Übergroße Partikel können durch ein Mahlwerk 104 passend für das Sieb zerkleinert und wieder durch das Sieb geleitet werden, so daß auf die richtige Größe beschränkte Teilchen in den Trichter 20 und Mischer 18 geleitet werden. Falls der Boden zu trocken für einen effektiven Transport in Trockner 24 ist, kann er in Mischer 18 durch Zufuhr von Wasser durch eine Pumpe 106 in den Mischer verflüssigt werden, so daß ein geeignet transportierbares Gemisch von angedicktem Schlamm oder schlamm-ähnlicher Konsistenz in Trockner 24 gefüllt wird.
Der mit kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeiten und Wasser kontaminierte Boden wird durch Trockner 24, die Oxidationseinheiten 40 und/oder 42 und dem Kühlturm 46 zur Ablagerung in einer geeigneten Deponie aufbereitet, die die Abtragungsstelle sein kann. Ein Teil des dekontaminierten Bodens kann durch Leitung 108 zum Einlaßrohr 19 rückgeführt werden. Die Behandlung der Dämpfe aus Trockner 24 ist identisch zu der der Konfiguration des Systems in ABBILDUNG 1. Folglich können Böden und erdähnliche Feststoffe, die mit Rohöl und raffinierten Erdölprodukten kontaminiert sind, durch das Trocknungs- und Oxidationsverfahren, das in ABBILDUNG 2 skizziert ist, behandelt werden, bei dem vom System hauptsächlich kohlenwasserstofffreie feste Stoffe ausgestoßen werden und die kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen, die einen Siedepunkt von unterhalb 315ºC (600ºF) bis 370ºC (700ºF) haben, im Trockner 24 verdampft und in Kondensator 54 und in Separator 56 kondensiert und verdampft werden. Die kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen, die mit dem getrockneten Boden, der Trockner 24 verläßt, vermischt sind, können einem Oxidationsverfahren unterworfen und in derselben Weise wiedergewonnen werden wie die Feststoffe, aus Verfahren und System aus ABBILDUNG 1

Claims

1. Anlage zur Behandlung öliger Schlämme, die geringe Mengen Feststoffe enthalten, wobei die öligen Schlämme hauptsächlich ein fließfähiges Gemisch von Flüssigkeiten sind, umfassend:

Trocknungsvorrichtung einschließlich Einlaß, Dampfauslaß und Auslaß zur Entfernung von Feststoffen;

Oxidationsvorrichtung in Verbindung mit dem genannten Auslaß für Feststoffe zur Aufnahme von getrockneten Feststoffen und zur Verbrennung der auf den Feststoffen verbliebenen Kohlenwasserstoffe, um im wesentlichen kohlenwasserstofffreie Feststoffe zu liefern;

eine Quelle für feste Materialien mit durchschnittlichen Teilchengrößen von 2,54 cm (1 inch) oder weniger, die Diatomeenerde oder Perlit enthalten;

Vorrichtung zum Mischen des Ölschlamms mit den Feststoffen und zur Beförderung eines Gemisches des Ölschlamms und der Feststoffe in Form eines beträchtlich angedickten Schlamms zum Einlaß der Trocknungsvorrichtung;

und eine Kondensiervorrichtung, die mit dem Gasauslaß der Trocknungsvorrichtung verbunden ist, um Dämpfe des Ölschlamms von der Trocknungsvorrichtung aufzunehmen;

wobei die Anlage dazu verwendet werden kann, einen angedickten Schlamm, enthaltend den Ölschlamm und eine Menge der Feststoffe zu der Trocknungsvorrichtung zu befördern, um flüssige Kohlenwasserstoffe und andere Flüssigkeiten in der Trocknungsvorrichtung bei einer Temperatur von weniger als 370ºC (700ºF) zu verdampfen, die in der Trocknungsvorrichtung erzeugten Dämpfe zu der Kondensiervorrichtung zu leiten, die im wesentlichen getrockneten Feststoffe in die Oxidationsvorrichtung auszustoßen und die im wesentlichen kohlenwasserstofffreien Feststoffe aus der Oxidationsvorrichtung in eine Vorrichtung zur Aufnahme der Feststoffe auszustoßen.

2. Anlage nach Anspruch 1 einschließlich:

Vorrichtung in Verbindung mit dem Auslaß zum Ausstoß von Feststoffen, um einen Teil der von der Trocknungsvorrichtung ausgestoßenen getrockneten Feststoffe zurück zum Einlaß zu transportieren, um sie mit dem Schlammgemisch, das in die Trocknungsvorrichtung gelangt, zu mischen, um die Zusammensetzung der Mischung, die in die Trocknungsvorrichtung gelangt, zu verändern.

3. Anlage nach Anspruch 1 einschließlich:

Trennvorrichtung in Verbindung mit der Kondensiervorrichtung, um Kondensat einschließlich fester feinster Teilchen von der Kondensiervorrichtung aufzunehmen und Vorrichtung, um die Feststoffe zum Einlaß zu transportieren, um mit dem Schlammgemisch, das in die Trocknungsvorrichtung gelangt, vermischt zu werden.

4. Anlage nach Anspruch 1 einschließlich:

Vorrichtung zum Rücktransport im wesenlichen kohlenwasserstofffreier Feststoffe, die von der Oxidationsvorrichtung ausgestoßen werden zur Quelle für Feststoffe, um sie mit dem öligen Schlamm zu mischen.

5. Anlage nach Anspruch 1 einschließlich:

Vorrichtung zur Aufnahme von Oxidationsprodukten aus der Oxidationsvorrichtung einschließlich der ersten Trennvorrichtung, um Feststoffe von gasförmigen Oxidationsprodukten zu trennen, und Vorrichtung zur Abscheidung der Feststoffe, um sie mit den von der Oxidationsvorrichtung abgeschiedenen Feststoffen zu mischen.

6. Anlage nach Anspruch 5 einschließlich:

einer zweiten Trennvorrichtung zur Aufnahme nicht-kondensierbarer Flüssigkeiten aus dem Kondensator und zur Aufnahme gasförmiger Oxidationsprodukte aus der ersten Trennvorrichtung und zur Abtrennung jedweder verbleibender Feststoffe, die mit den gasförmigen Oxidationsprodukten und den vom Kondensator emittierten Flüssigkeiten mitgerissen wurden und eine Vorrichtung, um die in der zweiten Trennvorrichtung abgetrennten Feststoffe zu einer der Trocknungsvorrichtung und Oxidationsvorrichtung rückzuführen.

7. Anlage nach Anspruch 1, wobei:

die Oxidationsvorrichtung einen Rotationsofen zur Aufnahme getrockneter Feststoffe und zum Ausstoß von im wesenlichen kohlenwasserstofffreien, getrockneten Feststoffen zum Recycling durch die MischVorrichtung und Trocknungsvorrichtung umfaßt.

8.Anlage nach Anspruch 5, wobei:

die Oxidationsvorrichtung ein Hubrohr zur Verbrennung der Feststoffe und zum Ausstoß kohlenwasserstofffreier getrockneter Feststoffe in die erste Trennvorrichtung umfaßt.

9. Anlage nach Anspruch 1, wobei:

die Trocknungsvorrichtung einen indirekten Trockner mit rotierenden Scheiben umfaßt.

10. Anlage zur Behandlung von mit kohlenwasserstoff-haltigen Flüssigkeiten kontaminiertem Erdreich und anderen festen Erdmaterialien, wobei das System einschließt:

Trocknungsvorrichtung einschließlich Einlaß, Gasauslaß und Auslaß zur Entfernung von Feststoffen;

Oxidationsvorrichtung in Verbindung mit dem Auslaß für Feststoffe zur Aufnahme von getrockneten Feststoffen und zur Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, die auf den getrockneten Feststoffen geblieben sind, um im wesentlichen kohlenwasserstofffreie Feststoffe zu produzieren;

Vorrichtung zur Filterung der mit Kohlenwasserstoffen kontaminierten Flüssigkeiten, um einen Einspeisstrom mit durchschnittlichen Teilchengrößen von 2,5 cm (1 inch) oder kleiner sicherzustellen;

und eine Kondensiervorrichtung, die mit dem Dampfauslaß der Trocknungsvorrichtung verbunden ist, um Dämpfe aus der Trocknungsvorrichtung aufzunehmen;

wobei die Anlage dazu verwendet werden kann, um die Feststoffe zu der Trocknungsvorrichtung zu transportieren, die flüssigen Kohlenwasserstoffe und anderen Flüssigkeiten in der Trocknungsvorrichtung bei einer Temperatur von weniger als 370ºC (700ºF) zu verdampfen, die in der Trocknungsvorrichtung erzeugten Dämpfe in die Kondensiervorrichtung zu transportieren und im wesentlichen getrocknete Feststoffe in die Oxidationsvorrichtung abzugeben und im wesentlichen kohlenwasserstofffreie Feststoffe aus dieser Oxidationsvorrichtung in eine Vorrichtung zur Aufnahme der Feststoffe zu entladen.

11. Anlage nach Anspruch 10 einschließlich:

Vorrichtung zur Mischung der Feststoffe mit einer Flüssigkeit, um einen Schlamm zur Einleitung in die Trocknungsvorrichtung zu erzeugen.

12. Anlage nach Anspruch 10, wobei:

die Trocknungsvorrichtung einen indirekten Trockner mit rotierenden Scheiben einschließt.

13. Anlage nach Anspruch 10 einschließlich:

Vorrichtung in Verbindung mit dem Feststoffauslaß der Trocknungsvorrichtung, um einen Teil der von der Trocknungsvorrichtung ausgestoßenen, getrockneten Feststoffe zurück zum Einlaß zu transportieren, um sie mit den Feststoffen zu vermischen, die in die Trocknungsvorrichtung kommen, um die Zusammensetzung des Gemisches, das in die Trocknungsvorrichtung kommt, zu regulieren.

14. Anlage nach Anspruch 10 einschließlich:

Trennvorrichtung in Verbindung mit dem Kondensator, um Kondensat einschließlich feinteiliger Feststoffe vom Kondensator aufzunehmen, und eine Vorrichtung, um einen Schlamm feinteiliger Feststoffe zum Einlaß zu transportieren, um ihn mit dem Gemisch, das in die Trocknungsvorrichtung kommt, zu vermischen.

15.Verfahren zur Behandlung von Schlämmen, die flüssige Kohlenwasserstoffe und feinteilige, mit den Kohlenwasserstoffen bedeckte Feststoffe enthalten, umfassend:

Bereitstellung einer indirekten Rotationstrocknungsvorrichtung, die einen Einlaß, einen Gasauslaß und einen Auslaß zur Entfernung von Feststoffen hat;

Bereitstellung einer Vorrichtung in Verbindung mit der Trocknungsvorrichtung, um den Schlamm mit einer Menge aus einer Gruppe ausgewählter Feststoffe zu vermischen, die Diatomeeneerde und Perlit umfaßt, um einen angedickten Schlamm für die Trocknungsvorrichtung zu erhalten;

Mischung des Schlamms mit den Feststoffen, um einen angedickten Schlamm zu erhalten und Transport des angedickten Schlamms zur Trocknungsvorrichtung;

Erhitzen des angedickten Schlamms in der Trocknungsvorrichtung bis zu einer maximalen Temperatur von 370ºC (700ºF), um kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeiten und andere Flüssigkeiten in der Trocknungsvorrichtung zu verdampfen;

Kondensation der Dämpfe der Flüssigkeiten zum Erhalt rückgewinnbarer flüssiger Kohlenwasserstoffe;

Leitung der Feststoffe aus der Trocknungsvorrichtung und Einbringung der getrockneten Feststoffe in die Oxidationsvorrichtung zur Oxidation der die getrockneten Feststoffe bedeckenden Kohlenwasserstoffe; und

Deponierung der getrockneten Feststoffe, die im wesentlichen frei von Kohlenwasserstoffen sind.

16. Verfahren nach Anspruch 15 bei dem man mindestens einen Teil der getrockneten Feststoffe vor der Oxidation zum Einlaß zurückführt, um mindestens einen Teil der Feststoffe für die Andickung des Schlamms zur Verfügung zu stellen.

17. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem man kohlenwasserstofffreie und getrocknete Feststoffe aus der Oxidationsvorrichtung zum Trocknereinlaß transportiert, um zumindest einen Teil der Feststoffe für die Andickung des Schlamms zur Verfügung zu stellen.

18.Verfahren zur Dekontaminierung von Erdreich und anderen erdartigen festen Materialien zur Entfernung von kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen daraus, das die Schritte einschließt:

Bereitstellung einer indirekten Rotationstrocknungsvorrichtung mit Einlaß, Gasauslaß und Auslaß zur Entfernung von Feststoffen;

Filterung einer Menge des Bodens, um die Teilchengröße zu reduzieren und Einbringen des gefilterten Bodens in die Trocknungsvorrichtung und Erhitzen des Bodens auf eine maximale Temperatur von 370ºC (700ºF), um kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeiten und andere im Boden vorhandenen Flüssigkeiten zu verdampfen;

Abführen der Dämpfe der kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeiten von der Trocknungsvorrichtung und Kondensation der kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeiten; und

Entfernen der getrockneten und erhitzten Feststoffe aus der Trocknungsvorrichtung und Verbrennung der Feststoffe, um die die Feststoffe überziehenden Kohlenwasserstoffe zu oxidieren, um im wesentlichen kohlenwasserstofffreie Feststoffe zur Deponierung zu erhalten.

19. Verfahren nach Anspruch 17 bei dem man die Feststoffe vor dem Einfüllen in die Trocknungsvorrichtung mit einer Flüssigkeit mischt, um für das Einfüllen in die Trocknungsvorrichtung einen angedickten Schlamm bereitzustellen.