RU2611870C2

RU2611870C2 - Method of processing oily wastes (sludges)

Info

Publication number: RU2611870C2
Application number: RU2015123417A
Authority: RU
Inventors: Сибагат Гарифович Зубаиров; Азамат Салаватович Байрамгулов; Искандер Александрович Салихов; Резеда Рафисовна Тляшева; Арслан Фаритович Ахметов
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2017-03-01
Also published as: RU2015123417A

Abstract

FIELD: waste processing and recycling.

SUBSTANCE: invention relates to processing of oily wastes (sludges) and can be used in oil, petrochemical and other branches of national economy, at industrial facilities with formation, warehousing and prolonged storage in earth barns or concrete sludge collectors of any volumes of oily wastes – hazardous source of environmental pollution. Method consists of an auxiliary process in form of grinding sludge with removal of large organic inclusions and unbound water and a main process consisting in thermal treatment of sludge. Main process is carried out in three successive steps, namely, preliminary heating of filler (crushed stone and gravel), its mixing with sludge, heating a mixture of sludge with filler to temperature of 450–500 °C for low temperature pyrolysis in same reactor heated during entire main process with separation of mixed media at each stage into two partially overlapping counter-streams with reversing motion mode, wherein first two steps of main process and beginning of third, during which complete dehydration of mixture is completed, is implemented in reactor at atmospheric pressure, and from beginning of pyrolysis in reactor excess pressure is maintained within range of 0.1–0.2 MPa with supply of gaseous pyrolysis products as additional fuel for heating mixture of sludge with filler through heat transfer tight partition between furnace and reactor.

EFFECT: reduced power consumption, higher efficiency of processing oil sludge.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам переработки нефтесодержащих отходов (шламов) и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей и других отраслях народного хозяйства, на производственных объектах которых имеет место формирование, складирование и длительное хранение в земляных амбарах или бетонных шламонакопителях любых объемов нефтесодержащих отходов.The invention relates to methods for processing oily waste (sludge) and can be used in the oil, oil refining and other sectors of the economy, the production facilities of which are formed, stored and stored for a long time in earthen barns or concrete sludge collectors of any volumes of oily waste.

Известен способ переработки жидких и твердых нефтесодержащих отходов (Пат. США №5087375, мки 5 B01D, 1993 г. ) путем их предварительного смешивания с известью в соотношении (масс.) 0,1-50%. При этом протекают процессы обезвоживания, сорбции углеводородных компонентов и нейтрализации шламов и образование смешанных (из органических и неорганических веществ) гранул, которые в дальнейшем подвергаются сушке при температуре 60-200°С, пиролизу при 400-500°С и обжигу при 750-1150°С. Отходящие газы, содержащие органические компоненты, сжигают.A known method of processing liquid and solid oily waste (US Pat. US No. 5087375, MKI 5 B01D, 1993) by pre-mixing them with lime in a ratio (mass.) Of 0.1-50%. In this case, the processes of dehydration, sorption of hydrocarbon components and neutralization of sludge and the formation of mixed (from organic and inorganic substances) granules occur, which are subsequently dried at a temperature of 60-200 ° C, pyrolysis at 400-500 ° C and firing at 750-1150 ° C. Waste gases containing organic components are burned.

Этот способ позволяет перерабатывать нефтесодержащие отходы практически любого состава с получением в итоге инертных минеральных гранул, которые могут быть использованы в производстве строительных материалов. Однако сложность (многостадийность) процесса переработки нефтешламов данным способом, потребность в большом количестве извести, образование вредных примесей в процессе обжига, высокая температура и большие удельные энергозатраты являются существенными недостатками данного способа.This method allows the processing of oily waste of virtually any composition with the result of inert mineral granules, which can be used in the production of building materials. However, the complexity (multi-stage) of the sludge processing process in this way, the need for a large amount of lime, the formation of harmful impurities during the firing process, high temperature and high specific energy consumption are significant disadvantages of this method.

Известен способ (SU №1747400 А1, C02F 11/12, опубл. 15.07.92 г., бюл. №26), включающий предварительное обезвоживание маслонефтесодержащего осадка методом капиллярного отсоса волокнистым материалом до влажности 60-70% с последующим высушиванием остатка в барабанных печах при 300-400°C с добавлением гравия или щебня в массовом соотношении от 1:2 до 1:3. В результате получают «черный» щебень, - строительный материал с гидрофобным покрытием, масляный конденсат и очищенную воду.The known method (SU No. 1747400 A1, C02F 11/12, publ. 15.07.92, bull. No. 26), including preliminary dehydration of oil-sludge-containing sludge by capillary suction with a fibrous material to a moisture content of 60-70%, followed by drying of the residue in drum furnaces at 300-400 ° C with the addition of gravel or crushed stone in a mass ratio of 1: 2 to 1: 3. The result is “black” crushed stone - a building material with a hydrophobic coating, oil condensate and purified water.

Недостатки данного способа переработки маслонефтесодержащих отходов - это длительность (24 часа) процесса предварительного обезвоживания осадка и необходимость (во избежание загрязнения воздушной среды вредными веществами) осуществления процесса очистки всего объема улавливаемой и конденсируемой парогазовой фазы от токсичных продуктов, необходимость в волокнистом материале.The disadvantages of this method of processing oil-oily waste are the duration (24 hours) of the process of preliminary dewatering of the sludge and the need (to avoid air pollution by harmful substances) to carry out the process of cleaning the entire volume of the trapped and condensed vapor-gas phase from toxic products, the need for a fibrous material.

Известен способ (Пат. РФ №2156750) переработки нефтесодержащих отходов, принятый за прототип, состоящий из вспомогательного процесса в виде измельчения шлама с удалением крупных неорганических включений и несвязанной воды, и основного технологического процесса, заключающегося в термической обработке шлама во вращающемся трубчатом смесителе за счет контактирования с предварительно нагретым до 300-400°С в барабанной печи на выход смесителя.The known method (Pat. RF №2156750) for processing oily waste, adopted as a prototype, consisting of an auxiliary process in the form of grinding sludge with the removal of large inorganic inclusions and unbound water, and the main technological process, which consists in heat treatment of sludge in a rotary tube mixer due to contacting with preheated to 300-400 ° C in a rotary kiln at the outlet of the mixer.

Недостатки данного способа переработки шламов заключаются в большой энергоемкости, так как нагрев щебня и нагрев шлама ведутся в разных устройствах с соответствующими теплопотерями, низкой производительности из-за низкой интенсивности перемешивания, осуществляемого лишь вращением трубчатого смесителя, негарантированности и неконтролируемости полной (глубокой) переработки шлама в процессе предварительного подогрева тепловой энергии и подачи дымовых газов, закоксовывании трубчатого смесителя.The disadvantages of this method of processing sludge are the high energy intensity, since the heating of crushed stone and heating of the sludge are carried out in different devices with the corresponding heat loss, low productivity due to the low intensity of mixing, carried out only by rotation of the tubular mixer, non-warranty and uncontrolled complete (deep) processing of sludge into the process of preheating thermal energy and supplying flue gases, coking a tubular mixer.

Задачей изобретения является уменьшения энергозатрат, повышение производительности переработки нефтешлама.The objective of the invention is to reduce energy consumption, increasing the productivity of oil sludge processing.

Поставленная задача решается тем, что в способе переработки нефтесодержащих отходов (шламов), состоящем из вспомогательного процесса в виде измельчения шлама с удалением крупных неорганических включений и несвязанной воды, и основного технологического процесса, заключающегося в термической обработке шлама, согласно изобретению основной технологический процесс проводят в три последовательных этапа, а именно, предварительный подогрев наполнителя, смешение его со шламом, нагрев смеси шлама с наполнителем до 450-500°С для низкотемпературного пиролиза температуры в одном и том же подогреваемом в течение всего основного процесса реакторе с разделением перемешиваемых сред на каждом этапе на два частично перекрывающих друг друга встречных потока с реверсивным режимом движений, причем первые два этапа основного технологического процесса и начало третьего, во время которого завершается полное обезвоживание смеси, реализуют в реакторе при атмосферном давлении, а с момента начала самого пиролиза в реакторе поддерживают избыточное давление в периодах 0,1-0,2 МПа с подачей газообразных продуктов пиролиза, как дополнительного топлива, в топку для нагрева смеси шлама с наполнителем через теплопередающую герметичную перегородку между топкой и реактором.The problem is solved in that in the method of processing oily waste (sludge), consisting of an auxiliary process in the form of grinding sludge with the removal of large inorganic inclusions and unbound water, and the main technological process, which consists in the thermal treatment of sludge, according to the invention, the main technological process is carried out in three consecutive stages, namely, pre-heating the filler, mixing it with sludge, heating the mixture of sludge with filler to 450-500 ° C for low temperature pyrolysis of temperature in the same reactor, heated throughout the main process, with the separation of the mixed media at each stage into two counter flows partially reversing each other with a reversible mode of motion, the first two stages of the main technological process and the beginning of the third, during which complete dehydration of the mixture is carried out in the reactor at atmospheric pressure, and from the moment of the beginning of pyrolysis in the reactor, overpressure is maintained in the periods of 0.1-0.2 MPa with the supply of gas of the pyrolysis products as an additional fuel into the furnace for heating the mixture of sludge with filler through a heat-transfer sealed partition between the furnace and the reactor.

На чертеже представлена принципиальная схема установки для осуществления предлагаемого способа переработки нефтесодержащих отходов (шламов). В соответствии со схемой наполнитель через загрузочное устройство 1 подается в реактор 2 с одновременным включением горелки 3 в топке 4 и привода вращения роторов 5 и 6, обеспечивающего их разнонаправленное вращение с периодическим реверсированием. После нагрева наполнителя до 100-200°С в реактор 2 через загрузочное устройство 1 подается расчетный объем шлама с непрерывным подогревом и интенсивным перемешиванием его с наполнителем и отводом испаряемой влаги через соответствующий патрубок 7. При температуре смеси 350-400°С патрубок 7 для отвода испаряемой влаги закрывается с одновременным открытием патрубка 8 для отвода летучих углеводородных компонентов в топку 4 с доведением температуры смеси до 450-500°С, а избыточного давления в реакторе 2 до 0,1-0,2 МПа в режиме непрерывного вращения роторов 5 и 6 с реверсом. Переработка шлама продолжается до полного прекращения выделения углеводородов.The drawing shows a schematic diagram of an installation for implementing the proposed method for the processing of oily waste (sludge). In accordance with the scheme, the filler through the loading device 1 is fed into the reactor 2 with the simultaneous inclusion of the burner 3 in the furnace 4 and the rotation drive of the rotors 5 and 6, providing their multidirectional rotation with periodic reversal. After heating the filler to 100-200 ° C, the calculated volume of sludge with continuous heating and intensive mixing of it with the filler and removal of the evaporated moisture through the corresponding pipe 7 is fed to the reactor 2 through the charging device 1; At a mixture temperature of 350-400 ° C, the pipe 7 for removal the evaporated moisture is closed with the simultaneous opening of the nozzle 8 for removal of volatile hydrocarbon components into the furnace 4, bringing the temperature of the mixture to 450-500 ° C, and overpressure in the reactor 2 to 0.1-0.2 MPa in the continuous rotation of the rotor 5 and 6, with a reverse. Sludge processing continues until hydrocarbon production is completely stopped.

Положительный эффект в виде уменьшения энергозатрат достигается за счет осуществления всех этапов в одном устройстве - реакторе - то есть без теплопотерь, неизбежных при реализации каждого этапа в отдельном устройстве, а также проведение собственно пиролиза при избыточном самосоздающемся давлении; повышение производительности достигается за счет интенсификации перемешивания на всех этапах созданием двух встречных частично перекрывающих друг друга потоков; увеличение глубины переработки достигается за счет качественного смешения шлама с наполнителем и минимизации образования кокса, так как любой элементарный объем смеси лишь кратковременно контактирует с теплопередающей перегородкой благодаря соответствующей траектории его движения, а температура всего объема при этом обеспечивается в оптимальном для данного фракционного состава шлама интервале значений за счет подогрева его топкой через перегородку.A positive effect in the form of reducing energy consumption is achieved by carrying out all the steps in one device — the reactor — that is, without heat loss that is inevitable during the implementation of each step in a separate device, as well as pyrolysis proper with excessive self-creating pressure; increase in productivity is achieved due to the intensification of mixing at all stages by the creation of two oncoming partially overlapping flows; an increase in the processing depth is achieved due to high-quality mixing of the sludge with the filler and minimization of coke formation, since any elementary volume of the mixture only contacts the heat transfer partition for a short time due to the corresponding trajectory of its movement, while the temperature of the entire volume is ensured in the optimal range of values for the given fractional composition of the sludge due to heating it with a firebox through the partition.

Предлагаемый способ может быть реализован для переработки нефтяного шлама любого происхождения и объема, любого массового содержания механических примесей и воды, в установках стационарного и мобильного исполнения.The proposed method can be implemented for the processing of oil sludge of any origin and volume, any mass content of mechanical impurities and water, in stationary and mobile installations.

Claims

A method of processing oily waste (sludge), consisting of an auxiliary process in the form of grinding sludge with the removal of large inorganic inclusions and unbound water and the main technological process, which consists in the thermal treatment of sludge, characterized in that the main technological process is carried out in three successive stages, namely pre-heating the filler (crushed stone and gravel), mixing it with sludge, heating the mixture of sludge with filler to a temperature of 450-500 ° C for low-temperature pyrolysis in the same reactor, heated throughout the main process, with the separation of the mixed media at each stage into two oncoming flows partially overlapping each other with a reverse mode of movement, the first two stages of the main technological process and the beginning of the third, during which complete dehydration is completed mixtures are sold in the reactor at atmospheric pressure, and since the beginning of the pyrolysis itself, the reactor maintains an overpressure in the range 0.1-0.2 MPa with the supply of gaseous pyrolysis products for how additional fuel into the furnace for heating the mixture of sludge with a filler through a sealed septum heat transfer between the furnace and the reactor.