一种废弃油基泥浆无害化处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及废弃油基泥浆处理，具体涉及一种废弃油基泥浆无害化处理装置。所述装置包括依次通过管道连接的进料研磨装置、均质罐、砂浆泵、细研磨装置、泥浆中间储罐、高压泥浆泵、压力调控系统、换热器、辅助加热器、水热解氧化反应器、离心机、储水罐和水泵；所述水热解氧化反应器包括水热解段和水氧化段；所述水热解段和水氧化段分别包括至少一个管式反应器；所述水氧化段的起始端设有氧化剂入口；所述氧化剂入口通过管道连接氧化剂制造装置。采用该装置处理废弃油基泥浆，能耗低，无需化学药剂，不会产生气体泄漏，可连续处理，并且无二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种废弃油基泥浆无害化处理装置
本技术涉及油气钻探开采过程中产生的废弃油基泥浆的无害化处理
，具体涉及一种废弃油基泥浆无害化处理装置。
技术介绍
目前在油气钻探开发过程中，对深井、超深井、水平井及页岩气的开采过程中油基泥浆被广泛应用。油基泥浆中含有大量的矿物油类的基油，包括柴油、白油或其它合成矿物油等。钻井过程中随着泥浆循环，产生大量的废弃油基泥浆及含油钻屑，单井产量约为400m3-800m3。废弃油基泥浆是钻井液、岩屑和污油的混合物，是一种相当稳定的胶态悬浮体系，含有大量的化学处理剂、污油及岩屑等，石油类、盐类、重金属等主要污染物，其中有机物来源于调制钻井液的基础油和各类有机添加剂，主要成分为烷烃、多环芳烃、苯系物和烯烃。2016年，我国颁布了新的《危险废物名录》，其中在“HW08废矿物油与含矿物油废物”中，明确规定“以矿物油为连续相配置钻井泥浆用于石油开采产生的废弃钻井泥浆”(071-002-08)，“以矿物油为连续相配置钻井泥浆用于天然气开采所产生的废弃钻井泥浆”(072-001-08)为危险废物，须按照危险废物管理办法，进行收集、储存、包装、运输、处置。目前废油基钻井液主要的处理方法有：热解法、焚烧法、常规萃取法、超临界CO2萃取法、化学热洗-机械脱水法、微生物法等。其中，热解法操作温度高、消耗热量大、能耗高、设备投资大。焚烧法由于温度高无法回收昂贵的油基和主乳、辅乳等泥浆添加剂，造成大量的资源浪费，同时燃烧排放的烟气中含有含硫化物、重金属和二噁英，二次污染严重。四川、重庆等地环保部门明确规定不允许采用焚烧法处理废弃油基泥浆。萃取法具有萃取剂价格高，需增加萃取剂回收设备，设备投资大，工艺过程控制复杂等缺点。超临界CO2萃取法目前只能间歇式作业且处于实验室研发阶段、热解过程中的高温会使重质烃类发生缩合结焦，油损失大，同时温度过高容易破坏钻井液中化学添加剂的性能，使其不能再循环利用。生物法由于油基泥浆中含有多环芳烃等难以生物降解的有机物，致使生物降解的难度和环境风险大，且耗时长。因此，针对油气钻探开采过程中产生的废弃油基泥浆，急需开发技术合理、不产生二次污染、经济有效的方法进行无害化处理，使其达到日益严格的环保要求。
技术实现思路
本技术提供一种基于水热氧化技术的连续式的废弃油基泥浆无害化处理装置，解决目前既有处理方法易产生二次污染(如焚烧法)、耗能大(热解法，易发生气体泄漏)、周期长(微生物法)、无法连续生产(超临界CO2萃取)、大量使用化学药剂(化学热洗法)等问题。一方面，本技术提供一种废弃油基泥浆无害化处理装置，其特征在于：包括依次通过管道连接的进料研磨装置1、均质罐2、砂浆泵3、细研磨装置4、泥浆中间储罐5、高压泥浆泵6、压力调控系统7、换热器8、辅助加热器9、水热解氧化反应器10、离心机11、储水罐12和水泵13；所述水热解氧化反应器10的出料口连接所述换热器8的热料入口，所述换热器8的热料出口连接所述离心机11的进料口；所述水泵13的出水口连接所述均质罐2的进水口；所述水热解氧化反应器10包括水热解段和水氧化段；所述水热解段包括至少一个管式反应器，所述水氧化段包括至少一个管式反应器；所述水氧化段的起始端设有氧化剂入口14；还包括氧化剂制造装置15；所述氧化剂入口14通过管道连接所述氧化剂制造装置15。本技术的无害化处理装置，可分为预处理单元(进料研磨装置1、均质罐2、砂浆泵3、细研磨装置4)、温度和压力调控单元(压力调控系统7、辅助加热器9)、水热解氧化处理单元(水热解氧化反应器10)、氧化剂制造单元(氧化剂制造装置15)和热量回收单元(换热器8)。该装置利用水热氧化技术对废弃油基泥浆(钻屑)进行连续式处理，其工作原理如下：泥浆预处理：经随钻泥浆回收系统回收后产生的废弃油基泥浆固相，经所述进料研磨装置1粉碎、研磨后，进入均质罐2中加水(可以为钻井过程中产生的污水)均质。均质后的物料通过砂浆泵3输送至细研磨装置4中，进一步将颗粒研磨得更细，得到预处理泥浆，进入泥浆中间储罐5中。然后通过高压泥浆泵6将预处理泥浆输送至压力调控系统7中调节压力。泥浆加热：初始启动时，通过辅助加热器9加热泥浆。运行稳定后，通过换热器8加热泥浆，并通过辅助加热器9补充经换热器8加热后不足的热量，得到预热泥浆。水热氧化反应：预热泥浆进入具有一定温度(150～300℃)和压力(5～20MPa)的水热解氧化反应器10中。水热解氧化反应器10包括水热解段和水热氧化段两个部分。水热解段的主要功能包括：(1)溶解固相颗粒表面的有机物，(2)将大分子有机物转化为小分子有机物，和(3)稳定固化重金属。水热氧化段在加入氧化剂(优选通入氧气或富氧空气)的条件下，对溶入水中的有机物进行氧化分解并产生大量的热量。热量回收：经水热氧化段氧化后的物料进入换热器8中，热量经换热器8回收，用于加热预处理泥浆。本技术利用水热氧化反应放出的热量加热水热解氧化反应器10的进口物料，实现了热量平衡。整个处理装置在正常运行过程中不需要额外增加热源，降低了工艺运行成本。固液分离：氧化后的物料经换热器8回收热量后，进入离心机11中进行固液分离，分离的水进入储水罐12并通过水泵13输送至均质罐2中。本技术首次采用水热解氧化反应器10在较低的温度(120～300℃)下对预处理后的油基泥浆进行水热解氧化。水在150～300℃的温度和5～20MPa的压力条件下，称之为近临界水或亚临界水(水的临界状态：温度大于374℃，压力大于22MPa)，水在近临界状态具有一些比常温常压水更优良的性质，其电离常数大和介电常数小的特点使其具备了酸碱催化功能和溶解有机物的特性。这些特性使得亚临界水既可以作为有机化学反应的催化剂，又可以作为反应物和溶剂。在水热解阶段，油基泥浆(油基钻屑)中的有机物，主要是烷烃、环氧烷烃、多环芳烃(笨系物及其衍生物)、醛类等组成的大分子有机物，被转化为小分子的有机物并溶入亚临界水中；与此同时，部分有机物经过无氧热解会生成有机碳，残留在固体颗粒表面，从而增强了重金属的稳定固化作用。在水热氧化阶段，水热解后的物料在加入氧化剂(例如，通入氧气或富氧空气)的条件下进行水热氧化反应，将物料中的有机成分(主要溶入亚临界水中)转化为水和二氧化碳，同时释放出大量热量。在本技术的优选实施例中，所述管式反应器包括管体16和搅拌装置17；所述管体16的两端分别设有进料口和出料口；所述水热解段末端的管式反应器的出料口连接所述水氧化段起始端的管式反应器的进料口；所述氧化剂入口14设置在所述水氧化段起始端的管式反应器的进料口附近。所述水热解氧化反应器10，可根据所要处理的物料量和物料的性质分别设置水热解段和水热氧化段的反应时间或反应器的体积。所述水热解段和水热氧化段优选采用带有搅拌装置的管式反应器，以增强物料在反应器内的传热以及物料与富氧空气的传质效果，方便实现连续式运行及便于采用分点供氧的方式，节约了氧气的用量。在本技术的一些实施例中，所述搅拌装置17包括伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废弃油基泥浆无害化处理装置，其特征在于：包括依次通过管道连接的进料研磨装置(1)、均质罐(2)、砂浆泵(3)、细研磨装置(4)、泥浆中间储罐(5)、高压泥浆泵(6)、压力调控系统(7)、换热器(8)、辅助加热器(9)、水热解氧化反应器(10)、离心机(11)、储水罐(12)和水泵(13)；/n所述水热解氧化反应器(10)的出料口连接所述换热器(8)的热料入口，所述换热器(8)的热料出口连接所述离心机(11)的进料口；所述水泵(13)的出水口连接所述均质罐(2)的进水口；/n所述水热解氧化反应器(10)包括水热解段和水氧化段；所述水热解段包括至少一个管式反应器，所述水氧化段包括至少一个管式反应器；所述水氧化段的起始端设有氧化剂入口(14)；/n还包括氧化剂制造装置(15)；所述氧化剂入口(14)通过管道连接所述氧化剂制造装置(15)。/n

【技术特征摘要】
1.一种废弃油基泥浆无害化处理装置，其特征在于：包括依次通过管道连接的进料研磨装置(1)、均质罐(2)、砂浆泵(3)、细研磨装置(4)、泥浆中间储罐(5)、高压泥浆泵(6)、压力调控系统(7)、换热器(8)、辅助加热器(9)、水热解氧化反应器(10)、离心机(11)、储水罐(12)和水泵(13)；
所述水热解氧化反应器(10)的出料口连接所述换热器(8)的热料入口，所述换热器(8)的热料出口连接所述离心机(11)的进料口；所述水泵(13)的出水口连接所述均质罐(2)的进水口；
所述水热解氧化反应器(10)包括水热解段和水氧化段；所述水热解段包括至少一个管式反应器，所述水氧化段包括至少一个管式反应器；所述水氧化段的起始端设有氧化剂入口(14)；
还包括氧化剂制造装置(15)；所述氧化剂入口(14)通过管道连接所述氧化剂制造装置(15)。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述管式反应器包括管体(16)和搅拌装置(17)；所述管体(16)的两端分别设有进料口和出料口；所述水热解段末端的管式反应器的出料口连接所述水氧化段起始端的管式反应器的进料口；所述氧化剂入口(14)设置在所述水氧化段起始端的管式反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：张克江，
申请(专利权)人：成都科衡环保技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51