一种基于含油污泥热解的尾渣制陶粒的方法和装置与流程

1.本发明实施例含油污泥的处理技术领域，具体涉及一种基于含油污泥热解的尾渣制陶粒的方法和装置。


背景技术：

2.含油污泥是在石油开采、储运、炼化及含油废水处理过程中产生的固体危废物。随着社会经济的快速发展，油气田开采和炼化工业的规模不断扩大，含油污泥的产生量也与日俱增。目前我国每年产生的含油污泥接近500万吨。含油污泥具有资源特性(含有一定量可回收的资源)和危险特性(易燃性和毒性)，若不及时规范处理而直接排入环境，不但会造成石油资源的浪费，而且也会对生态环境及人类健康造成严重危害。因此，对含油污泥进行无害化处理和资源化利用已成为当前石油化工和环境领域亟需解决的热点问题。
3.目前，国内外常用的含油污泥处理方法主要有离心分离、溶剂萃取、热洗涤、填埋、固化、微生物处理、微波辐射、热脱附、焚烧和氧化等，这些方法均不同程度地存在不足和局限性。另外，由于含油污泥来源、组分、性状的多样性，任何单一的工艺技术都不能同时兼顾资源化和无害化处理需求，导致资源回收率低，尾渣危害性大且大量堆存，严重制约着石化行业的可持续发展。
4.目前，还有采用热解法对含油污泥进行处理的相关技术，热解法虽然能够较好地处理含油污泥，然而，处理后的尾渣往往表层处理程度较好，而对于位于内部的渣料，尤其是结团状态下的内部的渣料，其往往还是含有较高的含液率，这就使得处理后的尾渣适用领域大大降低，在制备陶粒等领域还是达不到使用要求，而目前的解决办法一般是降低进料量和进料速率，或者是采用二次加工的方式，这样的方式不仅耗时耗力，且大大延长了加工时间，降低了生产效率。


技术实现要素：

5.为此，本发明实施例提供一种基于含油污泥热解的尾渣制陶粒的方法和装置，通过在加工过程中进行递进式热解的同时，进一步在热解过程中采用相对分散式的挤压方式，将整个热解物料进行分散式热解，并对初步热解后的物料在热解同时进行同步处理，从而有效提高热解后的尾渣的利用领域，降低处理成本。
6.为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
7.在本发明实施例的一个方面，提供了一种基于含油污泥热解的尾渣制陶粒的方法，包括：
8.s100、对含油污泥经过热洗和沉淀后，分别收集得到液态油泥和固态油泥；
9.s200、将得到的液态油泥经破乳处理后，再对其进行三相分离，对得到的液态产物和固态产物分别进行收集；
10.s300、将收集到的步骤s100中的固态油泥和s200中的固态产物混合挤出后，在搅拌破碎的条件下进行一次热解，对得到的气体进行收集处理；
11.s400、将步骤s300中一次热解后得到的固体进行筛分后，进行二次热解，并对二次热解得到的气体进行收集处理后，将二次热解得到的固体进行收集，并向其中加入黏土冷却球磨，得到球磨粉末；
12.s500、向得到的球磨粉末中加入水混合后，顺次经过成球和焙烧，制得陶粒；其中，
13.步骤s300中的挤出过程为通过多个出口分散挤出。
14.作为本发明的一种优选方案，步骤s300中，一次热解过程中的热解温度自靠近出口的一端至远离出口的一端逐渐减小；
15.且一次热解和二次热解得到的气体合并进行回收处理。
16.在本发明实施例的另一个方面，还提供了一种用于根据上述所述的方法的基于含油污泥热解的尾渣制陶粒的装置，包括顺次连通设置的预处理机构、固体收集机构、热解机构、冷却回收机构和球磨机构，所述热解机构包括壳体，以及沿传输方向至少部分顺次设置于所述壳体中的第一热解部和第二热解部，且所述第一热解部包括与所述固体收集机构连通且外表面形成有出料口的传料通道，自所述传料通道的外周面向外延伸的多层环形垫板，相对于所述环形垫板能够靠近或远离地移动的挤压件，以及用于加热的加热件；其中，
17.所述挤压件包括围合至少部分所述传料通道和所述环形垫板的筛料筒，连接于所述筛料筒上的与所述环形垫板配合设置的挤压板，以及用于驱动所述筛料筒沿所述传料通道的轴线方向移动的驱动件。
18.作为本发明的一种优选方案，所述传料通道包括位于所述壳体外部的引料段和位于所述壳体内部的下料段，且所述引料段的侧面上形成有与所述固体收集机构连通的进料口，所述出料口位于所述下料段上，且多个沿所述下料段的周向方向排布的所述出料口形成为一组，每层所述环形垫板上方各自对应有一组所述出料口；
19.所述引料段的截面积自远离所述下料段的一端至靠近所述下料段的一端逐渐减小；
20.所述传料通道的内部沿延伸方向可移动地设置有推料件。
21.作为本发明的一种优选方案，所述加热件包括沿周向方向环绕所述筛料筒设置的多个加热圈，且多个所述加热圈的加热温度自靠近所述引料段至远离所述引料段逐渐增大。
22.作为本发明的一种优选方案，所述壳体的内顶壁上向内凹陷形成有与所述壳体同轴的环形嵌合槽，所述筛料筒向上延伸形成有上壳，所述上壳嵌合设置于所述环形嵌合槽中，且所述环形嵌合槽沿所述壳体的轴线上的高度大于所述上壳的厚度；
23.所述环形嵌合槽的顶面和底面沿周向方向形成有相对设置的一组弧形通孔，所述上壳延伸连接有贯穿所述弧形通孔的连杆。
24.作为本发明的一种优选方案，所述连杆上连接有齿轮组，所述齿轮组通过往复转动机构带动进行往复旋转，所述筛料筒相对于所述弧形通孔的延伸方向上可往复地旋转；
25.所述齿轮组连接于位于所述壳体外部的所述连杆上。
26.作为本发明的一种优选方案，所述环形垫板与所述挤压板中相对的面上各自形成有多条摩擦凸纹；
27.所述摩擦凸纹各自沿周向方向形成为环形，且位于所述环形垫板与所述挤压板上的所述摩擦凸纹各自沿径向方向上间隔设置。
28.作为本发明的一种优选方案，所述环形垫板的外侧面与所述筛料筒的内侧壁之间形成有导料间隙；
29.所述挤压板中靠近所述筛料筒的侧壁的一侧形成有导料孔；
30.所述筛料筒的底部形成有贯通的筛料孔；
31.所述壳体上形成有出气口；
32.所述第二热解部位于所述第一热解部的下方，且围合至少部分所述第一热解部。
33.作为本发明的一种优选方案，还包括储液槽，所述储液槽与所述预处理机构、所述固体收集机构和所述冷却回收机构各自连通，并将得到的液态产物分离后向所述热解机构中供能。
34.本发明的实施方式具有如下优点：
35.本发明实施例对含油污泥在热解的过程中进行进一步的破碎处理，同时，在一次热解过程中将待热解物料进行初步的分散挤出，采用这样的方式能够有效地提高热解能量的利用率。进一步地，在一次热解过程中进行破碎筛分的基础上，进行二次热解，可以对热能进行进一步的有效利用，并且，能够有效地降低待热解物料热解后的含油率和含水率，且热解后的渣料含液量相对均衡，能够直接用于陶粒的制备。不仅大大提高了利用效率，扩大了应用领域，且降低了整个操作过程的操作成本。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
37.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
38.图1为本发明实施例提供的基于含油污泥热解的尾渣制陶粒的方法的流程图；
39.图2为本发明实施例提供的基于含油污泥热解的尾渣制陶粒的装置的工艺图；
40.图3为本发明实施例提供的热解机构的局部结构示意图；
41.图4为图3中a部分的局部放大图；
42.图5为图3中b部分的局部放大图；
43.图6为本发明实施例提供的连杆和齿轮组的结构示意图；
44.图7为本发明实施例提供的上壳和连杆的局部结构示意图；
45.图8为本发明实施例提供的环形垫板与挤压板上的摩擦凸纹相配合的结构示意图；
46.图9为本发明实施例提供的传料通道的局部横切图；
47.图10为本发明实施例提供的装置得到的球磨粉末的sem图。
48.图中：
49.1-壳体；2-第一热解部；3-第二热解部；4-固体收集机构；
50.11-环形嵌合槽；12-弧形通孔；13-出气口；
51.21-传料通道；22-环形垫板；23-挤压件；24-加热件；25-推料件；26-摩擦凸纹；27-导料间隙；
52.211-出料口；212-引料段；213-下料段；
53.231-筛料筒；232-挤压板；233-上壳；234-连杆；235-齿轮组；236-导料孔；237-筛料孔。
具体实施方式
54.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
55.如图1所示，本发明提供了一种基于含油污泥热解的尾渣制陶粒的方法，包括：
56.s100、对含油污泥经过热洗和沉淀后，分别收集得到液态油泥和固态油泥；
57.s200、将得到的液态油泥经破乳处理后，再对其进行三相分离，对得到的液态产物和固态产物分别进行收集；
58.s300、将收集到的步骤s100中的固态油泥和s200中的固态产物混合挤出后，在搅拌破碎的条件下进行一次热解，对得到的气体进行收集处理；
59.s400、将步骤s300中一次热解后得到的固体进行筛分后，进行二次热解，并对二次热解得到的气体进行收集处理后，将二次热解得到的固体进行收集，并向其中加入黏土冷却球磨，得到球磨粉末；
60.s500、向得到的球磨粉末中加入水混合后，顺次经过成球和焙烧，制得陶粒；其中，
61.步骤s300中的挤出过程为通过多个出口分散挤出。
62.需要说明的是，这里为了使得热解过程中能够对热能尽可能有效地加以利用，并且，在一次热解过程中能够将固态油泥和固态产物通过温度的调整，将其内部的含液率更进一步降低，使得最终得到的尾渣的含液率更为均衡，进一步地，这里的一次热解过程中沿物料的移动方向的温度顺次增加，即靠近二次热解过程的一侧的温度相对更高。具体地，一次热解过程中的热解温度自靠近出口的一端至远离出口的一端逐渐减小。进一步地，这里可以将一次热解和二次热解得到的气体合并进行回收处理。
63.当然，这里为了能够有效地实现通过装置的设置将上述方法在同一套设备中一次性完成，且不用额外耗费人力物力来引入过多的人为操作，进一步提高整个生产效率和降低人力成本，在本发明的另一实施例中，如图2-图9所示，还提供了一种用于上述所述的方法的基于含油污泥热解的尾渣制陶粒的装置，包括顺次连通设置的预处理机构(可以采用本领域技术人员能够理解和使用的油泥预处理装置，例如，可以包括热洗设备、沉淀设备和破乳设备等，只要能够将其固液分离即可)、固体收集机构4、热解机构、冷却回收机构和球磨机构，所述热解机构包括壳体1，以及沿传输方向至少部分顺次设置于所述壳体1中的第一热解部2和第二热解部3，且所述第一热解部2包括与所述固体收集机构4连通且外表面形成有出料口211的传料通道21，自所述传料通道21的外周面向外延伸的多层环形垫板22，相对于所述环形垫板22能够靠近或远离地移动的挤压件23，以及用于加热的加热件24；其中，
64.所述挤压件23包括围合至少部分所述传料通道21和所述环形垫板22的筛料筒231，连接于所述筛料筒231上的与所述环形垫板22配合设置的挤压板232，以及用于驱动所述筛料筒231沿所述传料通道21的轴线方向移动的驱动件。
65.通过这样的设置，能够基于传料通道21对固体物料进行传输，通过出料口211使得固体物料出料至环形垫板22上，进一步通过挤压件23相对于环形垫板22的移动，能够有效地对环形垫板22上的固体物料进行挤压或是碾压等操作。因此，整个第一热解部2在热解过程中更好地基于上述操作对固体物料进行有效分散，并在不引入人力或是其他设备的基础上，通过装置内部的持续操作完成固体物料的一次热解，提高一次热解的热解效率，能够实现持续进料的同时依然保持整个热解过程的热解质量。
66.为了使得固体物料能够更好地进入传料通道21中，并在传料通道21中尽可能地使加热距离得到充分利用，同时，避免用于驱动的设备等受到过高温度的影响，一种优选的实施方式中，所述传料通道21包括位于所述壳体1外部的引料段212和位于所述壳体1内部的下料段213，且所述引料段212的侧面上形成有与所述固体收集机构4连通的进料口，所述出料口211位于所述下料段213上，且多个沿所述下料段213的周向方向排布的所述出料口211形成为一组，每层所述环形垫板22上方各自对应有一组所述出料口211；
67.所述引料段212的截面积自远离所述下料段213的一端至靠近所述下料段213的一端逐渐减小；
68.所述传料通道21的内部沿延伸方向可移动地设置有推料件25。
69.这里的推料件25只要能够沿传料通道21的轴线方向移动即可，推料件25与下料段213的内壁之间密封设置，以用于将下料段213中的料体向下推进，并通过出料口211挤出。当推料件25移至引料段212时，则可以继续通过固体收集机构4向下料段213中加料，从而完成整个出料的持续进行。
70.在本发明的一种优选的实施方式中，所述加热件24包括沿周向方向环绕所述筛料筒231设置的多个加热圈，且多个所述加热圈的加热温度自靠近所述引料段212至远离所述引料段212逐渐增大。
71.为了使得挤压件23能够相对环形垫板22相对靠近或远离，从而更好地实现上料和挤压料的分别操作，一种优选的实施方式中，所述壳体1的内顶壁上向内凹陷形成有与所述壳体1同轴的环形嵌合槽11，所述筛料筒231向上延伸形成有上壳233，所述上壳233嵌合设置于所述环形嵌合槽11中，且所述环形嵌合槽11沿所述壳体1的轴线上的高度大于所述上壳233的厚度；
72.所述环形嵌合槽11的顶面和底面沿周向方向形成有相对设置的一组弧形通孔12，所述上壳233延伸连接有贯穿所述弧形通孔12的连杆234。
73.这样的设置使得上壳233能够在环形嵌合槽11中沿传料通道21的轴线方向有一定的移动空间，并通过伸缩装置等带动整个挤压件23沿传料通道21的轴线方向进行移动。同时，由于弧形通孔12的进一步设置，能够使得整个挤压件23在周向方向上进一步具有一定的移动空间，从而能够更好地实现整个碾压操作。并且，这样的方式通过连杆234的引入，将驱动机构能够设置在整个壳体1外部，且也不影响壳体1内部的筛料筒231和挤压板232的密闭设置。
74.进一步优选的实施例中，所述连杆234上连接有齿轮组235，所述齿轮组235通过往
复转动机构带动进行往复旋转，所述筛料筒231相对于所述弧形通孔12的延伸方向上可往复地旋转；
75.所述齿轮组235连接于位于所述壳体1外部的所述连杆234上。
76.如图6所示，这里的齿轮组235包括套接相对的一组连杆234的从动轮，以及与从动轮啮合的主动轮，通过带动主动轮正反向旋转一定角度，即可实现从动轮的自转，并可以实现连杆234在弧形通孔12中的往复旋转。需要说明的是，这里带动主动轮正反向旋转一定角度的结构可以采用本领域技术人员能够理解和使用的此类结构，只要使得主动轮能够正反向往复旋转即可，在此不多作赘述。
77.进一步优选的实施方式中，所述环形垫板22与所述挤压板232中相对的面上各自形成有多条摩擦凸纹26；
78.所述摩擦凸纹26各自沿周向方向形成为环形，且位于所述环形垫板22与所述挤压板232上的所述摩擦凸纹26各自沿径向方向上间隔设置。
79.这里的摩擦凸纹26的表面优选为弧面。
80.在本发明的另一优选的实施例中，为了使得在第一热解部2中热解后的物料能够有效地筛分出并进入第二热解部3中，所述环形垫板22的外侧面与所述筛料筒231的内侧壁之间形成有导料间隙27；
81.所述挤压板232中靠近所述筛料筒231的侧壁的一侧形成有导料孔236；
82.所述筛料筒231的底部形成有贯通的筛料孔237；
83.所述壳体1上形成有出气口13；
84.所述第二热解部3位于所述第一热解部2的下方，且围合至少部分所述第一热解部2。
85.一种更为优选的实施例中，装置还包括储液槽，所述储液槽与所述预处理机构、所述固体收集机构4和所述冷却回收机构各自连通，并将得到的液态产物分离后向所述热解机构中供能。
86.如图10所示，为本发明提供的基于含油污泥热解的尾渣制陶粒的方法和装置所对应得到的尾渣的sem图，根据图中可以看出，其是以中大孔为主、微孔为辅的疏松多孔结构，其颗粒堆积松散，未发现结焦现象。因此热解程度高，能满足后续制备陶粒的需求。
87.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。