[发明专利]多膛炉耦合气提工艺热解法回收膏浆废料有机质的方法

说明书

技术领域

本发明属于废料热解技术领域，特别涉及一种用于多膛炉耦合气提工艺热解法回收膏浆废料有机质的方法。

背景技术

油田设立的原油贮运站中，从贮油罐定期清理出来的罐底油泥是一类具有代表性的、含有高浓度低沸点有机物的、有很高回收再利用价值的膏状或浆状废料，其中的有机物组成与原油相近，可回收后用作炼油厂原料油品。

另外，因各种意外泄漏事故造成的局部土壤或地表水污染，若污染物属于馏程较为广泛但以低沸点有机质为主成分(代表性物质包括：煤焦油及其液态衍生产品、有机农药及其生产原料、石油及其粗加工产物)时，在事故处理过程中、或者污染物受体经过初步处置之后，也会产生含有高浓度、有回收价值有机质的膏状或浆状废料(如：吸附了泄漏油品的纤维材料或粉状/粒状活性炭或粘土基吸附剂、受污染的土壤、受污染的河流底泥等)。

含高浓度低沸点有机物的膏状或浆状废料具有如下表所述的共同特点：

这类膏状或浆状有机废料还有一个重要的普遍性特性，即：在一定温度条件下废料会发生热塑性形变，习惯上称之为“返粘现象”，这种热形变现象通常在有机主成分挥发蒸出进入气相的阶段(即“有机主成分馏程”温度区)最为严重，废料由原来的膏状或浆状固相物转化成一种具有极高粘滞性的、部分熔融态的物相，几乎完全丧失了可机械移动或重力移动性，习用的常规工业炉设备或蒸馏设备均无法适应这种特殊的热塑性形变现象，这是导致膏状或浆状有机废料热加工回收利用技术迟迟无法获得成功的主要原因。原油采贮过程产生的油泥废料是其代表。

而且，如果热加工回收设备中存在“热区”(局部高温，例如：工业炉内的金属部件、燃烧机的火焰喷嘴周边区域，蒸馏装置内设的加热盘管外壁，闪蒸/气提/汽提工艺装置的高温气体介质喷嘴周边位置等)时，上述粘滞性物相会在热区迅速生成结渣或结块，不仅会降低整体设备的热效率，还可能引起运行故障甚至引发安全事故。

由于长期无法获得处理技术方面的突破性进展，这类含高浓度低沸点有机质的特殊膏状或浆状废料一直采取现场堆存或者填埋、或者做粗放式焚烧处理，由此导致的环境事故和环境危害业已引起了公众的广泛关注，是急需进行无害化处理的危险废弃物之一。

多膛炉热解技术系统是一大类已在全世界范围内获得广泛应用的工业和生活有机废弃物无害化、减量化、资源/能源化热处理应用技术，业已在工业和生活废水污泥处理、报废印刷电路板处理、废轮胎处理、生物质废料处理和利用等领域成功应用，技术已经相当成熟。国内石油开采业和石化产业也已经将多膛炉热解技术系统列入了重点考察范围，并尝试采用这种技术系统来处理采贮油过程产生的油泥废料并回收有价值的油品，但遗憾的是，迄今未能有效突破油泥这种代表性膏状/浆状有机废料的受热返粘特性造成的设备运行问题，多膛炉装置(多炉膛热解处理系统)和技术开发商们也对此一筹莫展。

根据已有的试验结果，采用常规设计的多膛炉装置系统对含有高浓度低沸点有机质、具有返粘特性的膏状或浆状废弃物进行热解-有机质回收处理时，存在以下工艺技术问题：

(一)干燥区的温度控制及升温速率问题

习用的多膛炉热解处理系统，其本体炉内温度区的设计均采取“上方1至2层炉膛为干燥区(100～220℃，取决于原料的含水率水平)+中部3至5层炉膛为热解区(300～750℃)+底部1至2层炉膛为灰渣冷却区(300～450℃)”的功能划分模式，除了在热解区设置有燃烧机组控制炉温之外，干燥区的炉温为受控于下方热解温度的自然分布状态，底部冷却区的炉温则依赖于工艺空气与高温灰渣质的换热过程来实现。这种常规设计适用于废水污泥、废旧轮胎、报废印刷电路板等废弃物的热解处理，但应用于含高浓度低沸点有机质的膏状或浆状废料时，干燥功能区的自然分布温度正好处于低沸点有机质的集中馏出区，故膏状废料由于缓慢受热而有足够时间转化成粘滞物相，逐渐在耙齿(裸露金属部件，属于干燥区内的“热区”)表面形成结渣块，并进一步粘附新的粘稠物料，使耙齿间的间隙被物料完全充满而失去搅拌和推动物料在炉床上移动的功能，时间稍长，粘滞状物料还会沿着耙齿“爬升”到耙臂的上方并形成坚硬的结渣“壳”，使炉子运动部件完全失效，造成停机。

曾采取过在第一或第二炉膛增设燃烧机组，采用补充燃料直接使干燥区炉温上升的简单解决措施，但由于燃烧机火焰在炉膛内造成的局部极端高温，有机质回收率显著降低(发生了高温聚合、裂解、部分氧化、硝基化等复杂反应过程，使不凝性气体产率增加，导致冷凝回收的有机质产率减小)，且燃烧机喷嘴附近形成的坚硬结渣块会迅速导致燃烧机组停机。