基于充分搅拌的油泥回收装置及方法
基于充分搅拌的油泥回收装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工、环保技术领域，特别涉及一种至少可以获得沥青质或优质油的基于充分搅拌的油泥回收装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着世界范围内能源需求的增加，原油的开采及精炼总量也在不断上升。在原油的开采、运输、精炼过程中，产生大量的废弃物一油泥。据统计，炼油厂每精炼五百吨原油就会产生约一吨油泥，一座炼油厂每年大约产生油泥三万吨。就中国而言，每年的油泥产生量约为三百万吨。油泥的物理形态通常为稳定的高黏度油水乳化物，包含有原油成分(5-80%)、水(30-85% )、固体颗粒(土壤)(5-46%)和多种重金属成分。其中，原油成分又包含较多的大分子烃类、多环芳烃和沥青质。由于油泥中存在多种有毒物质，如多环芳烃、重金属等，因此其在多国被视为危险工业废物。如处理不当，油泥会对环境产生严重的污染，比如污染地下水，改变土壤性质，并威胁周边动植物的健康。
[0003]目前，大量的油泥被送往危险废物填埋场进行生物降解。该处理方式不仅占用大量宝贵的土地资源，而且处理时间长(6-24个月)，并存在较高的环境风险。考虑到油泥中含油率较高，对其进行资源化处理是最理想的处理途径。焚烧处理可利用油泥中油组分燃烧差生的热量。但由于油泥中含有较高水分，并且黏度高，不利于燃烧和管道传输，因此焚烧之前要对油泥进行脱水以及减黏处理。焚烧处理过程还需要加入其他燃料以助油泥的充分燃烧，并且燃烧过程产生大量有毒有害气体和固体废弃物需要进一步收集处置。
[0004]鉴于上述，目前亟需对油泥进行无害化处理。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于充分搅拌的油泥回收装置及方法，以解决现有技术存在的油泥处理不彻底的问题。
[0006]为了实现本发明的目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]一种基于充分搅拌的油泥回收装置，其包括:反应罐，用于接收油泥、溶剂，并使油泥、溶剂发生反应；第一搅拌器，伸入所述反应罐内部，用于搅拌油泥、溶剂；活动底罐，位于所述反应罐底部，与所述反应罐内腔贯通并且为可拆卸装配；油水分离罐，与所述反应罐内腔的下部通过管道连通，并且底部设有用于排出废水的阀门；第二搅拌器，伸入所述油水分离罐内部；蒸馏装置，与所述油水分离罐内部导通以获取所述油水分离罐中的油和溶剂的混合物，并以蒸馏的方式分离油、溶剂；冷凝装置，与所述蒸馏装置的溶剂出口连通，用于冷凝气态的溶剂；溶剂收集管，与所述冷凝装置连接，用于收集冷凝后的溶剂。
[0008]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，还包括:第一旋转马达，所述第一搅拌器为浆式搅拌器，所述第一旋转马达位于所述反应罐上方并与所述第一搅拌器连接；和/或，第二旋转马达，所述第二搅拌器为浆式搅拌器，所述第二旋转马达位于所述油水分离罐上方并与所述第一搅拌器连接。
[0009]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，所述蒸馏装置包括:蒸馏球，与所述油水分离罐内部导通，用于蒸馏油和溶剂的混合物，且所述蒸馏球的底部设有用于排放油分的阀门；加热套，附着为所述蒸馏球的外壁上，用于加热所述蒸馏球。
[0010]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，还包括:溶剂储存罐，与所述溶剂收集管、反应罐连接，用于存储溶剂以及向所述反应罐输送溶剂储存罐。
[0011]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，所述冷凝装置包括:冷凝柱，内部设有冷凝管，与所述蒸馏装置管道连接，用于冷凝气态的溶剂；真空泵，连接于所述冷凝柱上；真空控制阀，连接于所述冷凝柱上；冷媒循环机构，与所述冷凝管连接，用于驱动冷媒在所述冷凝管内部循环。
[0012]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，所述冷媒循环机构包括:水冷却装置，与所述冷凝管、外部自来水管连接；循环泵，连接于所述水冷却装置和所述冷凝管之间的管道上。
[0013]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，所述反应罐的上方与一进料斗连接。
[0014]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，所述反应罐、所述油水分离罐、
蒸馏装置上设有透明观察窗。
[0015]为了实现本发明的目的，本发明还提供一种油泥回收方法，其技术方案如下:
[0016]一种油泥回收方法，其包括以下步骤:将油泥、溶剂充分搅拌；静置油泥、溶剂的混合物，获得油水混合物、固体沉降物；搅拌、静置油水混合物，获得下层的废水、上层的油和溶剂混合物；蒸馏油和溶剂混合物，获得气态溶剂；冷凝气态溶剂；收集冷凝后的液态溶剂，并继续利用。
[0017]优选地，油泥中，沥青质含量小于等于20%、含油量大于30% ;溶剂为乙酸乙酯、丁酮或石油醚；所述有机溶剂的体积和所述油泥的质量的比例介于3:1和4:1之间。蒸馏油和溶剂混合物时的温度为40-50摄氏度；搅拌油泥、溶剂的时间为20-50分钟，之后静置18-30小时；和/或，搅拌油水混合物的时间为20-50分钟。
[0018]分析可知，本发明可以克服现有技术的不足，将油泥作为原料进行资源化、无害化处理，处理过程效率高、能耗低、无污染。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的装置实施例的结构示意图；
[0020]图2为活动底罐中沥青质、土壤颗粒的分层结构图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明。
[0022]如图1所示，本发明的装置实施例主要包括进料斗1、反应罐2、旋转马达3a_3b、压力表4a_4b、温度表5a_5b、桨式搅拌器6a_6b、泵7a_7e、阀门8a_81、物料传送带9a_9b、活动底罐10、油水分离罐11、加热套12、蒸馏球13、冷凝柱14、真空泵15、水冷却装置16、溶剂收集罐17、溶剂储存罐18、管道19、液体流量计24等，为了清楚的显示本实施例的操作过程，图1中还示出了油泥20、溶剂21、沥青质22、土壤颗粒23。
[0023]顾名思义，进料斗I呈漏斗状结构，其上部开口与物料传送带9a的一端对应，接收物料传送带9a运送的油泥20。
[0024]进料斗I底部连通反应罐2，二者之间的连通管道上安装有阀门8a。
[0025]反应罐2顶部安装有驱动桨式搅拌器6a的旋转马达3a、检测反应罐2内部压力的压力表4a、检测反应罐2内部温度的温度表5a，当然，旋转马达3a的输出轴与设置于反应罐2内的桨式搅拌器6a连接。反应罐2上下有两个管道外接口(一个与阀门Si连接，一个与泵7a连接)，具体地，上部为溶剂进口，下部为液态混合物出口。
[0026]反应罐2的上端基本密封，下部呈开放结构，并与下方的活动底罐10可分离连接。在对油泥20处理前，反应罐2与活动底罐10紧密结合，确保不发生泄漏。活动底罐10下方为物料传送带％，用于运输装有固体沉降物的活动底罐10，也即，反应罐2反应完毕，活动底罐10脱离反应罐2之后，物料传送带9b带离活动底罐10。
[0027]油水分离罐11与反应罐2下方的油和溶剂的液态混合物出口相连接，并且二者之间的连通管道上设置有泵7a、阀门Sb，以控制液态混合物的流动。油和溶剂的液态混合物从油水分离罐11上方进入内部，其内部设有桨式搅拌器6b。油水分离罐11顶部安装旋转马达3b，旋转马达3b驱动与其输出轴连接的桨式搅拌器 6b。油水分离罐11底部顶点。油水分离罐优选为锥形，有利于分离油与废水。平底罐也可以用于油水分离，但不如锥形罐好控制，特别是在排放最后少量废水时，容易带出有机溶剂-油的混合液。接阀门8c控制分离废水。在油水分离罐11底部顶点附近，连接油与溶剂混合物出口管道。
[0028]蒸馏球13与油水分离罐11通过其上设有泵7b、阀门8d的管道连接。油与溶剂混合物从上方进入蒸馏球13。蒸馏球顶部安装压力表4b、温度表5b，底端开口接阀门Se用于回收油的收集。为了对蒸馏球13加热，蒸馏球13置于裹覆蒸馏球13外侧的加热套12上，由加热套12对蒸馏球13进行加热。蒸馏球13上方开口管道与冷凝柱14相连接，管道出口位于冷凝柱14内蛇形冷凝管底端下方位置。
[0029]冷凝柱14顶部开口与真空泵15、阀门8h同时连接，底部开口与溶剂收集罐17相连。冷凝柱14内部蛇形冷凝管与泵7c、冷却水装置16依次连接，形成环路，冷却水装置16接冷却水管道，冷却水管道上设置阀门Sg，以作为控制开关。
[0030]溶剂收集罐17的底部开口连通溶剂储存罐18，二者之间的管道上设置阀门8f和泵7d控制溶剂流动。溶剂从上方进入溶剂储存罐18。溶剂储存罐18底部开口与反应罐2上部的溶剂进口通过管道19连接，并设置阀门Si和泵7e控制溶剂流动。为了准确测量溶剂的量，管道19上设置液体流量计24控制加入反应罐2中溶剂21的量。
[0031]优选地，反应罐2、油水分离罐11、蒸馏球13、溶剂储存罐18为带玻璃观察窗的不锈钢罐；和/或，活动底罐10、溶剂收集罐17、冷凝柱14、管道19由不锈钢或聚四氟乙烯制成。
[0032]应用本实施例时，通过液体流量计24定量加入溶剂21到反应罐2中，溶剂21为对环境影响小、低沸点、低密度的有机溶剂，例如乙酸乙酯、丁酮、环己烷等。优选地，油泥20与有机溶剂21的质量体积比(公斤/升)为I比3，或I比4，更优选地，当油泥20每次为50—150公斤时，有机溶剂21用量体积为油泥20质量的3或4倍。
[0033]油泥20通过物料传送带9a运入进料斗1，再从进料斗I进入反应罐2。油泥20可为炼油厂油罐底泥，或油水分离器油泥，或含油废水池清淤底泥；或者说，在油泥20中，最好沥青质含量不超过20%，含油量大于30%。
[0034]反应罐2与活动底罐10处于密闭结合状态，下方阀门Sb处于关闭状态。当油泥20进入反应罐2时，开启反应罐2顶部旋转马达3a，带动桨式搅拌器6a使油泥20与有机溶剂21充分混合。优选地，反应罐2顶部旋转马达3a带动桨式搅拌器6a转速为40-60转/分钟。
[0035]混合一段时间后，例如20-50分钟，具体如20、30、35、50分钟后，关闭旋转马达3a，让混合物静置12-30小时，例如12、18、24、30小时等，以分层完成为准。静置后混合物中固体及半固体物质发生沉降，聚集在活动底罐10上。
[0036]打开阀门8b，利用泵7a将液态混合物全部泵入油水分离罐11中。此时，与油水分离罐11连接的底部阀门8c、泵7b和阀门8d处于关闭状态。开启油水分离罐顶部旋转马达3b，带动桨式搅拌器6b在低转速下对油水混合物进行混合，优选地，旋转马达3b带动桨式搅拌器6b的转速为20-30转/分钟。
[0037]混合一段时间，例如20-50分钟，具体如20、30、35、50分钟后，关闭旋转马达3b，静置，使油水分层，具体的静置时间以分层完成为准。打开阀门8c排除废水，使废水进入废水处理厂进行处置。
[0038]开启泵7b、阀门8d使溶有油的有机溶剂进入蒸馏球13。此时蒸馏球13底部的阀门Se处于关闭状态。在开启加热套12进行加热之前，关闭冷凝管14上方阀门8h、溶剂收集罐17下方阀门8f，打开与自来水管道连接的阀门Sg，开启真空泵15、冷却水装置16和泵7c使冷水循环。冷却水装置16中储满水后关闭阀门8g。
[0039]真空泵15使蒸馏球13内部处于减压状态。开启加热套12对蒸馏球13进行加热，使蒸馏球13内部温度达到40至50摄氏度。在减压蒸馏过程中，溶剂蒸汽进入冷凝柱14进行冷凝。冷凝后溶剂回流进入溶剂收集罐17。
[0040]待蒸馏球13内液体体积稳定，关闭加热套12、真空泵15，打开阀门8h。打开阀门8e收集回收油。打开阀门8f、泵7d将溶剂收集罐17中溶剂泵入溶剂存储罐18以便下次使用。
[0041]取下装有固体沉降物的活动底罐10，通过底部物料传送带9b运离。待风干后，活动底罐10中固体沉降物分为两层，即上层沥青质22和下层土壤颗粒23。对沥青质22进行收集，并处置、掩埋土壤颗粒23。
[0042]为了更清楚的描述图1所示实施例的应用，结合一具体处理油泥的过程，描述如下:
[0043]将反应罐2与活动底罐10紧密连接后，通过液体流量计24从溶剂储存罐18放入150升丁酮进入反应罐2中。开启反应罐2上方旋转马达3a，带动浆式搅拌器6a旋转，转速控制在40转/分。
[0044]将50公斤炼油厂油罐底油泥20通过传送带9a和进料斗I输送进入反应罐2中。油泥20中油组分在搅拌下与有机溶剂相溶。
[0045]搅拌30分钟后，使反应罐2内混合物静置24小时。通过反应罐2上观察窗了解罐内混合物分层状况。混合物分为三层，最底部为固体沉降物，中间为水层，上层为油与有机溶剂的液态混合物。
[0046]将水层和油与有机溶剂液态混合物泵入油水分离罐11中，将活动底罐10与反应罐2分离。分离后的活动底罐10装有固体沉降物，使其风干24小时。干燥后的固体沉降物表层为沥青质22供回收使用，底层为土壤颗粒23需填埋处理。
[0047]将油水分离罐11顶部旋转马达3b开启，带动桨式搅拌器6b旋转，转速为20转/分。搅拌30分钟后，使罐内液体静置2小时。通过罐体上的观察窗了解罐内液体分层情况。
[0048]通过罐底部废水阀门8c排出底层废水，进入废水管道。将上层油与有机溶剂混合物泵入蒸馏球13内。关闭蒸馏球13与油水分离罐11相连阀门8d以及冷凝柱顶部阀门8h和阀门8e。
[0049]打开真空泵15，使蒸馏球13、冷凝柱14、溶剂收集罐17处于真空状态。开启冷却水装置16，使冷凝水在冷凝柱14中蛇形冷凝管循环。
[0050]开启蒸馏球13底部加热套12，对蒸馏球13进行加热。加热温度为40摄氏度。有机溶剂21通过真空蒸馏形成蒸汽，有机溶剂蒸汽进入冷凝柱14中冷凝为液态，流入溶剂收集罐17中。蒸馏约I小时，通过蒸馏球13上观察窗观察到液体体积不再减少，关闭加热套12、真空泵15、冷却水装置16。打开冷凝柱14上方通气阀门8h，蒸馏球13与冷凝柱14恢复大气压。
[0051]打开蒸馏球13底部阀门Se，对回收油进行收集。将溶剂收集罐17内的有机溶剂21泵入溶剂储存罐18以待下次使用。约占原油泥质量33 %的油和3 %的沥青质能够得到回收，约95%的有机溶剂21能够得到回收。回收油的热值为18169BTU/lb，含水率为118mg/kg，沥青质含量为0.39%，均优于炼油厂原油。
[0052]为了更清楚的描述图1所示实施例的应用，结合另一具体处理油泥的过程，描述如下:
[0053]将反应罐2与活动底罐10紧密连接后，通过液体流量计24从溶剂储存罐18放入150升乙酸乙酯进入反应罐2中。开启反应罐2上 方旋转马达3a，带动罐内浆式搅拌器6a旋转，转速控制在40转/分。
[0054]将50公斤炼油厂油水分离器油泥20通过传送带9a和进料斗I输送进入反应罐2中。油泥20中油组分在搅拌下与有机溶剂21相溶。
[0055]搅拌40分钟后，使反应罐2内混合物静置24小时。通过反应罐2上观察窗了解罐内混合物分层状况。混合物分为三层，最底部为固体沉降物，中间为水层，上层为油与有机溶剂的液态混合物。
[0056]将水层和油与有机溶剂液态混合物泵入油水分离罐11中，将活动底罐10与反应罐2分离。分离后的活动底罐10装有固体沉降物，使其风干24小时。干燥后的固体沉降物表层为沥青质22供回收使用，底层为土壤颗粒23需填埋处理。
[0057]将油水分离罐11顶部旋转马达3b开启，带动桨式搅拌器6b旋转，转速为20转/分。
[0058]搅拌30分钟后，使罐内液体静置2小时。通过罐体观察窗了解罐内液体分层情况。通过罐底部废水阀门8c排出底层废水，进入废水管道。将上层油与有机溶剂混合物泵入蒸馏球13内。关闭蒸馏球13与油水分离罐11相连阀门8d以及冷凝柱顶部阀门8h和阀门
8e0
[0059]打开真空泵15，使蒸馏球13、冷凝柱14、溶剂收集罐17处于真空状态。开启冷却水装置16，使冷凝水在冷凝柱14中蛇形冷凝管循环。
[0060]开启蒸馏球13底部加热套12，对蒸馏球13进行加热。加热温度为40摄氏度。有机溶剂通过真空蒸馏形成蒸汽，有机溶剂蒸汽进入冷凝柱14中冷凝为液态，流入溶剂收集罐17中。
[0061]蒸馏约I小时，通过蒸馏球13上观察窗观察到液体体积不再减少，关闭加热套12、真空泵15、冷却水装置16。打开冷凝柱上方通气阀门8h，使蒸馏球13与冷凝柱14恢复大气压。打开蒸馏球13底部阀门8e，对回收油进行收集。将溶剂收集罐17内的有机溶剂21泵入溶剂储存罐18以待下次使用。约占原油泥质量31%的油和7%的沥青质能够得到回收，约93%的有机溶剂能够得到回收。回收油的热值为19317BTU/lb，含水率为330mg/kg，沥青质含量为0.46 %，均优于炼油厂原油。
[0062]综上所述，本发明可以用于处理油泥废弃物，具有以下优点:
[0063]能够获得较高的油回收率，约占油泥质量30-40%的油可以回收利用，且回收油具有车父尚品质。
[0064]能够获得较多的沥青质，约占油泥质量4-8%的沥青质可回收利用。
[0065]处理时间较短，处理50-150公斤油泥时间约30小时，远小于生物降解无害化处理所需时间(几个月到几年不等)。
[0066]93%以上的有机溶剂能够回收再次使用。
[0067]不产生二次污染，不产生有毒有害气体和废弃物，处理过程产生的副产物如废水、固体颗粒均为油泥成分，且废水、固体颗粒中油组分较低，能够实现快速降解。
[0068]能耗低，不需要高温高压处理。
[0069]装置简单，且易于组建和实施。
[0070]由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
【主权项】
1.一种基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，包括: 反应罐，用于接收油泥、溶剂，并使油泥、溶剂发生反应； 第一搅拌器，伸入所述反应罐内部，用于搅拌油泥、溶剂； 活动底罐，位于所述反应罐底部，与所述反应罐内腔贯通并且为可拆卸装配； 油水分离罐，与所述反应罐内腔的下部通过管道连通，并且底部设有用于排出废水的阀门； 第二搅拌器，伸入所述油水分离罐内部； 蒸馏装置，与所述油水分离罐内部导通以获取所述油水分离罐中的油和溶剂的混合物，并以蒸馏的方式分离油、溶剂； 冷凝装置，与所述蒸馏装置的溶剂出口连通，用于冷凝气态的溶剂； 溶剂收集管，与所述冷凝装置连接，用于收集冷凝后的溶剂。2.根据权利要求1所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，还包括: 第一旋转马达，所述第一搅拌器为浆式搅拌器，所述第一旋转马达位于所述反应罐上方并与所述第一搅拌器连接；和/或 第二旋转马达，所述第二搅拌器为浆式搅拌器，所述第二旋转马达位于所述油水分离罐上方并与所述第一搅拌器连接。3.根据权利要求1所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，所述蒸馏装置包括: 蒸馏球，与所述油水分离罐内部导通，用于蒸馏油和溶剂的混合物，且所述蒸馏球的底部设有用于排放油分的阀门； 加热套，附着为所述蒸馏球的外壁上，用于加热所述蒸馏球。4.根据权利要求1所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，还包括: 溶剂储存罐，与所述溶剂收集管、反应罐连接，用于存储溶剂以及向所述反应罐输送溶剂储存鍾。5.根据权利要求1所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，所述冷凝装置包括: 冷凝柱，内部设有冷凝管，与所述蒸馏装置管道连接，用于冷凝气态的溶剂； 真空泵，连接于所述冷凝柱上； 真空控制阀，连接于所述冷凝柱上； 冷媒循环机构，与所述冷凝管连接，用于驱动冷媒在所述冷凝管内部循环。6.根据权利要求5所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，所述冷媒循环机构包括: 水冷却装置，与所述冷凝管、外部自来水管连接； 循环泵，连接于所述水冷却装置和所述冷凝管之间的管道上。7.根据权利要求1所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，所述反应罐、所述油水分离罐、蒸馏装置上设有透明观察窗。8.一种基于充分搅拌的油泥回收方法，其特征在于，包括以下步骤: 将油泥、溶剂充分搅拌； 静置油泥、溶剂的混合物，获得油水混合物、固体沉降物； 搅拌、静置油水混合物，获得下层的废水、上层的油和溶剂混合物； 蒸馏油和溶剂混合物，获得气态溶剂； 冷凝气态溶剂； 收集冷凝后的液态溶剂，并继续利用。9.根据权利要求8所述的基于充分搅拌的油泥回收方法，其特征在于，油泥中，沥青质含量小于等于20%、含油量大于30% ;溶剂为乙酸乙酯、丁酮或石油醚。10.根据权利要求9所述的基于充分搅拌的油泥回收方法，其特征在于，所述有机溶剂的体积和所述油泥的质量的比例介于3:1和4:1之间。
【专利摘要】一种基于充分搅拌的油泥回收装置及方法，该装置包括：反应罐，用于接收油泥、溶剂，并使油泥、溶剂发生反应；第一搅拌器，伸入反应罐内部，用于搅拌油泥、溶剂；活动底罐，位于反应罐底部，与反应罐内腔贯通并且为可拆卸装配；油水分离罐，与反应罐内腔的下部通过管道连通，并且底部设有用于排出废水的阀门；第二搅拌器，伸入油水分离罐内部；蒸馏装置，与油水分离罐内部导通以获取油水分离罐中的油和溶剂的混合物，并以蒸馏的方式分离油、溶剂；冷凝装置，与蒸馏装置的溶剂出口连通，用于冷凝气态的溶剂；溶剂收集管，与冷凝装置连接，用于收集冷凝后的溶剂。本发明可将油泥作为原料进行资源化、无害化处理，处理效率高、能耗低、无污染。
【IPC分类】C02F11/00, C02F1/40, C02F11/18
【公开号】CN104891756
【申请号】CN201510299006
【发明人】胡光济, 李建兵, 赵敏
【申请人】温州大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月3日
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工、环保技术领域，特别涉及一种至少可以获得沥青质或优质油的基于充分搅拌的油泥回收装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着世界范围内能源需求的增加，原油的开采及精炼总量也在不断上升。在原油的开采、运输、精炼过程中，产生大量的废弃物一油泥。据统计，炼油厂每精炼五百吨原油就会产生约一吨油泥，一座炼油厂每年大约产生油泥三万吨。就中国而言，每年的油泥产生量约为三百万吨。油泥的物理形态通常为稳定的高黏度油水乳化物，包含有原油成分(5-80%)、水(30-85% )、固体颗粒(土壤)(5-46%)和多种重金属成分。其中，原油成分又包含较多的大分子烃类、多环芳烃和沥青质。由于油泥中存在多种有毒物质，如多环芳烃、重金属等，因此其在多国被视为危险工业废物。如处理不当，油泥会对环境产生严重的污染，比如污染地下水，改变土壤性质，并威胁周边动植物的健康。
[0003]目前，大量的油泥被送往危险废物填埋场进行生物降解。该处理方式不仅占用大量宝贵的土地资源，而且处理时间长(6-24个月)，并存在较高的环境风险。考虑到油泥中含油率较高，对其进行资源化处理是最理想的处理途径。焚烧处理可利用油泥中油组分燃烧差生的热量。但由于油泥中含有较高水分，并且黏度高，不利于燃烧和管道传输，因此焚烧之前要对油泥进行脱水以及减黏处理。焚烧处理过程还需要加入其他燃料以助油泥的充分燃烧，并且燃烧过程产生大量有毒有害气体和固体废弃物需要进一步收集处置。
[0004]鉴于上述，目前亟需对油泥进行无害化处理。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于充分搅拌的油泥回收装置及方法，以解决现有技术存在的油泥处理不彻底的问题。
[0006]为了实现本发明的目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]一种基于充分搅拌的油泥回收装置，其包括:反应罐，用于接收油泥、溶剂，并使油泥、溶剂发生反应；第一搅拌器，伸入所述反应罐内部，用于搅拌油泥、溶剂；活动底罐，位于所述反应罐底部，与所述反应罐内腔贯通并且为可拆卸装配；油水分离罐，与所述反应罐内腔的下部通过管道连通，并且底部设有用于排出废水的阀门；第二搅拌器，伸入所述油水分离罐内部；蒸馏装置，与所述油水分离罐内部导通以获取所述油水分离罐中的油和溶剂的混合物，并以蒸馏的方式分离油、溶剂；冷凝装置，与所述蒸馏装置的溶剂出口连通，用于冷凝气态的溶剂；溶剂收集管，与所述冷凝装置连接，用于收集冷凝后的溶剂。
[0008]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，还包括:第一旋转马达，所述第一搅拌器为浆式搅拌器，所述第一旋转马达位于所述反应罐上方并与所述第一搅拌器连接；和/或，第二旋转马达，所述第二搅拌器为浆式搅拌器，所述第二旋转马达位于所述油水分离罐上方并与所述第一搅拌器连接。
[0009]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，所述蒸馏装置包括:蒸馏球，与所述油水分离罐内部导通，用于蒸馏油和溶剂的混合物，且所述蒸馏球的底部设有用于排放油分的阀门；加热套，附着为所述蒸馏球的外壁上，用于加热所述蒸馏球。
[0010]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，还包括:溶剂储存罐，与所述溶剂收集管、反应罐连接，用于存储溶剂以及向所述反应罐输送溶剂储存罐。
[0011]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，所述冷凝装置包括:冷凝柱，内部设有冷凝管，与所述蒸馏装置管道连接，用于冷凝气态的溶剂；真空泵，连接于所述冷凝柱上；真空控制阀，连接于所述冷凝柱上；冷媒循环机构，与所述冷凝管连接，用于驱动冷媒在所述冷凝管内部循环。
[0012]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，所述冷媒循环机构包括:水冷却装置，与所述冷凝管、外部自来水管连接；循环泵，连接于所述水冷却装置和所述冷凝管之间的管道上。
[0013]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，所述反应罐的上方与一进料斗连接。
[0014]优选地，在上述基于充分搅拌的油泥回收装置中，所述反应罐、所述油水分离罐、
蒸馏装置上设有透明观察窗。
[0015]为了实现本发明的目的，本发明还提供一种油泥回收方法，其技术方案如下:
[0016]一种油泥回收方法，其包括以下步骤:将油泥、溶剂充分搅拌；静置油泥、溶剂的混合物，获得油水混合物、固体沉降物；搅拌、静置油水混合物，获得下层的废水、上层的油和溶剂混合物；蒸馏油和溶剂混合物，获得气态溶剂；冷凝气态溶剂；收集冷凝后的液态溶剂，并继续利用。
[0017]优选地，油泥中，沥青质含量小于等于20%、含油量大于30% ;溶剂为乙酸乙酯、丁酮或石油醚；所述有机溶剂的体积和所述油泥的质量的比例介于3:1和4:1之间。蒸馏油和溶剂混合物时的温度为40-50摄氏度；搅拌油泥、溶剂的时间为20-50分钟，之后静置18-30小时；和/或，搅拌油水混合物的时间为20-50分钟。
[0018]分析可知，本发明可以克服现有技术的不足，将油泥作为原料进行资源化、无害化处理，处理过程效率高、能耗低、无污染。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的装置实施例的结构示意图；
[0020]图2为活动底罐中沥青质、土壤颗粒的分层结构图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明。
[0022]如图1所示，本发明的装置实施例主要包括进料斗1、反应罐2、旋转马达3a_3b、压力表4a_4b、温度表5a_5b、桨式搅拌器6a_6b、泵7a_7e、阀门8a_81、物料传送带9a_9b、活动底罐10、油水分离罐11、加热套12、蒸馏球13、冷凝柱14、真空泵15、水冷却装置16、溶剂收集罐17、溶剂储存罐18、管道19、液体流量计24等，为了清楚的显示本实施例的操作过程，图1中还示出了油泥20、溶剂21、沥青质22、土壤颗粒23。
[0023]顾名思义，进料斗I呈漏斗状结构，其上部开口与物料传送带9a的一端对应，接收物料传送带9a运送的油泥20。
[0024]进料斗I底部连通反应罐2，二者之间的连通管道上安装有阀门8a。
[0025]反应罐2顶部安装有驱动桨式搅拌器6a的旋转马达3a、检测反应罐2内部压力的压力表4a、检测反应罐2内部温度的温度表5a，当然，旋转马达3a的输出轴与设置于反应罐2内的桨式搅拌器6a连接。反应罐2上下有两个管道外接口(一个与阀门Si连接，一个与泵7a连接)，具体地，上部为溶剂进口，下部为液态混合物出口。
[0026]反应罐2的上端基本密封，下部呈开放结构，并与下方的活动底罐10可分离连接。在对油泥20处理前，反应罐2与活动底罐10紧密结合，确保不发生泄漏。活动底罐10下方为物料传送带％，用于运输装有固体沉降物的活动底罐10，也即，反应罐2反应完毕，活动底罐10脱离反应罐2之后，物料传送带9b带离活动底罐10。
[0027]油水分离罐11与反应罐2下方的油和溶剂的液态混合物出口相连接，并且二者之间的连通管道上设置有泵7a、阀门Sb，以控制液态混合物的流动。油和溶剂的液态混合物从油水分离罐11上方进入内部，其内部设有桨式搅拌器6b。油水分离罐11顶部安装旋转马达3b，旋转马达3b驱动与其输出轴连接的桨式搅拌器 6b。油水分离罐11底部顶点。油水分离罐优选为锥形，有利于分离油与废水。平底罐也可以用于油水分离，但不如锥形罐好控制，特别是在排放最后少量废水时，容易带出有机溶剂-油的混合液。接阀门8c控制分离废水。在油水分离罐11底部顶点附近，连接油与溶剂混合物出口管道。
[0028]蒸馏球13与油水分离罐11通过其上设有泵7b、阀门8d的管道连接。油与溶剂混合物从上方进入蒸馏球13。蒸馏球顶部安装压力表4b、温度表5b，底端开口接阀门Se用于回收油的收集。为了对蒸馏球13加热，蒸馏球13置于裹覆蒸馏球13外侧的加热套12上，由加热套12对蒸馏球13进行加热。蒸馏球13上方开口管道与冷凝柱14相连接，管道出口位于冷凝柱14内蛇形冷凝管底端下方位置。
[0029]冷凝柱14顶部开口与真空泵15、阀门8h同时连接，底部开口与溶剂收集罐17相连。冷凝柱14内部蛇形冷凝管与泵7c、冷却水装置16依次连接，形成环路，冷却水装置16接冷却水管道，冷却水管道上设置阀门Sg，以作为控制开关。
[0030]溶剂收集罐17的底部开口连通溶剂储存罐18，二者之间的管道上设置阀门8f和泵7d控制溶剂流动。溶剂从上方进入溶剂储存罐18。溶剂储存罐18底部开口与反应罐2上部的溶剂进口通过管道19连接，并设置阀门Si和泵7e控制溶剂流动。为了准确测量溶剂的量，管道19上设置液体流量计24控制加入反应罐2中溶剂21的量。
[0031]优选地，反应罐2、油水分离罐11、蒸馏球13、溶剂储存罐18为带玻璃观察窗的不锈钢罐；和/或，活动底罐10、溶剂收集罐17、冷凝柱14、管道19由不锈钢或聚四氟乙烯制成。
[0032]应用本实施例时，通过液体流量计24定量加入溶剂21到反应罐2中，溶剂21为对环境影响小、低沸点、低密度的有机溶剂，例如乙酸乙酯、丁酮、环己烷等。优选地，油泥20与有机溶剂21的质量体积比(公斤/升)为I比3，或I比4，更优选地，当油泥20每次为50—150公斤时，有机溶剂21用量体积为油泥20质量的3或4倍。
[0033]油泥20通过物料传送带9a运入进料斗1，再从进料斗I进入反应罐2。油泥20可为炼油厂油罐底泥，或油水分离器油泥，或含油废水池清淤底泥；或者说，在油泥20中，最好沥青质含量不超过20%，含油量大于30%。
[0034]反应罐2与活动底罐10处于密闭结合状态，下方阀门Sb处于关闭状态。当油泥20进入反应罐2时，开启反应罐2顶部旋转马达3a，带动桨式搅拌器6a使油泥20与有机溶剂21充分混合。优选地，反应罐2顶部旋转马达3a带动桨式搅拌器6a转速为40-60转/分钟。
[0035]混合一段时间后，例如20-50分钟，具体如20、30、35、50分钟后，关闭旋转马达3a，让混合物静置12-30小时，例如12、18、24、30小时等，以分层完成为准。静置后混合物中固体及半固体物质发生沉降，聚集在活动底罐10上。
[0036]打开阀门8b，利用泵7a将液态混合物全部泵入油水分离罐11中。此时，与油水分离罐11连接的底部阀门8c、泵7b和阀门8d处于关闭状态。开启油水分离罐顶部旋转马达3b，带动桨式搅拌器6b在低转速下对油水混合物进行混合，优选地，旋转马达3b带动桨式搅拌器6b的转速为20-30转/分钟。
[0037]混合一段时间，例如20-50分钟，具体如20、30、35、50分钟后，关闭旋转马达3b，静置，使油水分层，具体的静置时间以分层完成为准。打开阀门8c排除废水，使废水进入废水处理厂进行处置。
[0038]开启泵7b、阀门8d使溶有油的有机溶剂进入蒸馏球13。此时蒸馏球13底部的阀门Se处于关闭状态。在开启加热套12进行加热之前，关闭冷凝管14上方阀门8h、溶剂收集罐17下方阀门8f，打开与自来水管道连接的阀门Sg，开启真空泵15、冷却水装置16和泵7c使冷水循环。冷却水装置16中储满水后关闭阀门8g。
[0039]真空泵15使蒸馏球13内部处于减压状态。开启加热套12对蒸馏球13进行加热，使蒸馏球13内部温度达到40至50摄氏度。在减压蒸馏过程中，溶剂蒸汽进入冷凝柱14进行冷凝。冷凝后溶剂回流进入溶剂收集罐17。
[0040]待蒸馏球13内液体体积稳定，关闭加热套12、真空泵15，打开阀门8h。打开阀门8e收集回收油。打开阀门8f、泵7d将溶剂收集罐17中溶剂泵入溶剂存储罐18以便下次使用。
[0041]取下装有固体沉降物的活动底罐10，通过底部物料传送带9b运离。待风干后，活动底罐10中固体沉降物分为两层，即上层沥青质22和下层土壤颗粒23。对沥青质22进行收集，并处置、掩埋土壤颗粒23。
[0042]为了更清楚的描述图1所示实施例的应用，结合一具体处理油泥的过程，描述如下:
[0043]将反应罐2与活动底罐10紧密连接后，通过液体流量计24从溶剂储存罐18放入150升丁酮进入反应罐2中。开启反应罐2上方旋转马达3a，带动浆式搅拌器6a旋转，转速控制在40转/分。
[0044]将50公斤炼油厂油罐底油泥20通过传送带9a和进料斗I输送进入反应罐2中。油泥20中油组分在搅拌下与有机溶剂相溶。
[0045]搅拌30分钟后，使反应罐2内混合物静置24小时。通过反应罐2上观察窗了解罐内混合物分层状况。混合物分为三层，最底部为固体沉降物，中间为水层，上层为油与有机溶剂的液态混合物。
[0046]将水层和油与有机溶剂液态混合物泵入油水分离罐11中，将活动底罐10与反应罐2分离。分离后的活动底罐10装有固体沉降物，使其风干24小时。干燥后的固体沉降物表层为沥青质22供回收使用，底层为土壤颗粒23需填埋处理。
[0047]将油水分离罐11顶部旋转马达3b开启，带动桨式搅拌器6b旋转，转速为20转/分。搅拌30分钟后，使罐内液体静置2小时。通过罐体上的观察窗了解罐内液体分层情况。
[0048]通过罐底部废水阀门8c排出底层废水，进入废水管道。将上层油与有机溶剂混合物泵入蒸馏球13内。关闭蒸馏球13与油水分离罐11相连阀门8d以及冷凝柱顶部阀门8h和阀门8e。
[0049]打开真空泵15，使蒸馏球13、冷凝柱14、溶剂收集罐17处于真空状态。开启冷却水装置16，使冷凝水在冷凝柱14中蛇形冷凝管循环。
[0050]开启蒸馏球13底部加热套12，对蒸馏球13进行加热。加热温度为40摄氏度。有机溶剂21通过真空蒸馏形成蒸汽，有机溶剂蒸汽进入冷凝柱14中冷凝为液态，流入溶剂收集罐17中。蒸馏约I小时，通过蒸馏球13上观察窗观察到液体体积不再减少，关闭加热套12、真空泵15、冷却水装置16。打开冷凝柱14上方通气阀门8h，蒸馏球13与冷凝柱14恢复大气压。
[0051]打开蒸馏球13底部阀门Se，对回收油进行收集。将溶剂收集罐17内的有机溶剂21泵入溶剂储存罐18以待下次使用。约占原油泥质量33 %的油和3 %的沥青质能够得到回收，约95%的有机溶剂21能够得到回收。回收油的热值为18169BTU/lb，含水率为118mg/kg，沥青质含量为0.39%，均优于炼油厂原油。
[0052]为了更清楚的描述图1所示实施例的应用，结合另一具体处理油泥的过程，描述如下:
[0053]将反应罐2与活动底罐10紧密连接后，通过液体流量计24从溶剂储存罐18放入150升乙酸乙酯进入反应罐2中。开启反应罐2上 方旋转马达3a，带动罐内浆式搅拌器6a旋转，转速控制在40转/分。
[0054]将50公斤炼油厂油水分离器油泥20通过传送带9a和进料斗I输送进入反应罐2中。油泥20中油组分在搅拌下与有机溶剂21相溶。
[0055]搅拌40分钟后，使反应罐2内混合物静置24小时。通过反应罐2上观察窗了解罐内混合物分层状况。混合物分为三层，最底部为固体沉降物，中间为水层，上层为油与有机溶剂的液态混合物。
[0056]将水层和油与有机溶剂液态混合物泵入油水分离罐11中，将活动底罐10与反应罐2分离。分离后的活动底罐10装有固体沉降物，使其风干24小时。干燥后的固体沉降物表层为沥青质22供回收使用，底层为土壤颗粒23需填埋处理。
[0057]将油水分离罐11顶部旋转马达3b开启，带动桨式搅拌器6b旋转，转速为20转/分。
[0058]搅拌30分钟后，使罐内液体静置2小时。通过罐体观察窗了解罐内液体分层情况。通过罐底部废水阀门8c排出底层废水，进入废水管道。将上层油与有机溶剂混合物泵入蒸馏球13内。关闭蒸馏球13与油水分离罐11相连阀门8d以及冷凝柱顶部阀门8h和阀门
8e0
[0059]打开真空泵15，使蒸馏球13、冷凝柱14、溶剂收集罐17处于真空状态。开启冷却水装置16，使冷凝水在冷凝柱14中蛇形冷凝管循环。
[0060]开启蒸馏球13底部加热套12，对蒸馏球13进行加热。加热温度为40摄氏度。有机溶剂通过真空蒸馏形成蒸汽，有机溶剂蒸汽进入冷凝柱14中冷凝为液态，流入溶剂收集罐17中。
[0061]蒸馏约I小时，通过蒸馏球13上观察窗观察到液体体积不再减少，关闭加热套12、真空泵15、冷却水装置16。打开冷凝柱上方通气阀门8h，使蒸馏球13与冷凝柱14恢复大气压。打开蒸馏球13底部阀门8e，对回收油进行收集。将溶剂收集罐17内的有机溶剂21泵入溶剂储存罐18以待下次使用。约占原油泥质量31%的油和7%的沥青质能够得到回收，约93%的有机溶剂能够得到回收。回收油的热值为19317BTU/lb，含水率为330mg/kg，沥青质含量为0.46 %，均优于炼油厂原油。
[0062]综上所述，本发明可以用于处理油泥废弃物，具有以下优点:
[0063]能够获得较高的油回收率，约占油泥质量30-40%的油可以回收利用，且回收油具有车父尚品质。
[0064]能够获得较多的沥青质，约占油泥质量4-8%的沥青质可回收利用。
[0065]处理时间较短，处理50-150公斤油泥时间约30小时，远小于生物降解无害化处理所需时间(几个月到几年不等)。
[0066]93%以上的有机溶剂能够回收再次使用。
[0067]不产生二次污染，不产生有毒有害气体和废弃物，处理过程产生的副产物如废水、固体颗粒均为油泥成分，且废水、固体颗粒中油组分较低，能够实现快速降解。
[0068]能耗低，不需要高温高压处理。
[0069]装置简单，且易于组建和实施。
[0070]由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
【主权项】
1.一种基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，包括: 反应罐，用于接收油泥、溶剂，并使油泥、溶剂发生反应； 第一搅拌器，伸入所述反应罐内部，用于搅拌油泥、溶剂； 活动底罐，位于所述反应罐底部，与所述反应罐内腔贯通并且为可拆卸装配； 油水分离罐，与所述反应罐内腔的下部通过管道连通，并且底部设有用于排出废水的阀门； 第二搅拌器，伸入所述油水分离罐内部； 蒸馏装置，与所述油水分离罐内部导通以获取所述油水分离罐中的油和溶剂的混合物，并以蒸馏的方式分离油、溶剂； 冷凝装置，与所述蒸馏装置的溶剂出口连通，用于冷凝气态的溶剂； 溶剂收集管，与所述冷凝装置连接，用于收集冷凝后的溶剂。2.根据权利要求1所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，还包括: 第一旋转马达，所述第一搅拌器为浆式搅拌器，所述第一旋转马达位于所述反应罐上方并与所述第一搅拌器连接；和/或 第二旋转马达，所述第二搅拌器为浆式搅拌器，所述第二旋转马达位于所述油水分离罐上方并与所述第一搅拌器连接。3.根据权利要求1所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，所述蒸馏装置包括: 蒸馏球，与所述油水分离罐内部导通，用于蒸馏油和溶剂的混合物，且所述蒸馏球的底部设有用于排放油分的阀门； 加热套，附着为所述蒸馏球的外壁上，用于加热所述蒸馏球。4.根据权利要求1所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，还包括: 溶剂储存罐，与所述溶剂收集管、反应罐连接，用于存储溶剂以及向所述反应罐输送溶剂储存鍾。5.根据权利要求1所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，所述冷凝装置包括: 冷凝柱，内部设有冷凝管，与所述蒸馏装置管道连接，用于冷凝气态的溶剂； 真空泵，连接于所述冷凝柱上； 真空控制阀，连接于所述冷凝柱上； 冷媒循环机构，与所述冷凝管连接，用于驱动冷媒在所述冷凝管内部循环。6.根据权利要求5所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，所述冷媒循环机构包括: 水冷却装置，与所述冷凝管、外部自来水管连接； 循环泵，连接于所述水冷却装置和所述冷凝管之间的管道上。7.根据权利要求1所述的基于充分搅拌的油泥回收装置，其特征在于，所述反应罐、所述油水分离罐、蒸馏装置上设有透明观察窗。8.一种基于充分搅拌的油泥回收方法，其特征在于，包括以下步骤: 将油泥、溶剂充分搅拌； 静置油泥、溶剂的混合物，获得油水混合物、固体沉降物； 搅拌、静置油水混合物，获得下层的废水、上层的油和溶剂混合物； 蒸馏油和溶剂混合物，获得气态溶剂； 冷凝气态溶剂； 收集冷凝后的液态溶剂，并继续利用。9.根据权利要求8所述的基于充分搅拌的油泥回收方法，其特征在于，油泥中，沥青质含量小于等于20%、含油量大于30% ;溶剂为乙酸乙酯、丁酮或石油醚。10.根据权利要求9所述的基于充分搅拌的油泥回收方法，其特征在于，所述有机溶剂的体积和所述油泥的质量的比例介于3:1和4:1之间。
【专利摘要】一种基于充分搅拌的油泥回收装置及方法，该装置包括：反应罐，用于接收油泥、溶剂，并使油泥、溶剂发生反应；第一搅拌器，伸入反应罐内部，用于搅拌油泥、溶剂；活动底罐，位于反应罐底部，与反应罐内腔贯通并且为可拆卸装配；油水分离罐，与反应罐内腔的下部通过管道连通，并且底部设有用于排出废水的阀门；第二搅拌器，伸入油水分离罐内部；蒸馏装置，与油水分离罐内部导通以获取油水分离罐中的油和溶剂的混合物，并以蒸馏的方式分离油、溶剂；冷凝装置，与蒸馏装置的溶剂出口连通，用于冷凝气态的溶剂；溶剂收集管，与冷凝装置连接，用于收集冷凝后的溶剂。本发明可将油泥作为原料进行资源化、无害化处理，处理效率高、能耗低、无污染。
【IPC分类】C02F11/00, C02F1/40, C02F11/18
【公开号】CN104891756
【申请号】CN201510299006
【发明人】胡光济, 李建兵, 赵敏
【申请人】温州大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月3日
最新回复(0)