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新疆油田石油泥渣无害化处理与利用

文档作者：孙国成，贺吉涛，吴伟栋文档来源：新疆石油勘察设计研究院		点击数：	更新时间： 2024年06月15日
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上一篇：油气集输系统的节能潜力分析

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2011年第7，8期
(总第348期)
节能
ENERGY CONSERVAlrIoN
新疆油田石油泥渣无害化处理与利用
孙国成，贺吉涛，吴伟栋
(新疆石油勘察设计研究院，新疆克拉玛依834000)
摘要：结合新疆油田石油泥渣无害化处理与利用项目。介绍石油泥渣的产生与危害，对石油泥渣的各
种处理技术进行分析，重点介绍石油泥渣螺旋炉排焚烧炉的工艺技术。
关键词：石油泥渣；焚烧；无害化处理
中图分类号：X741文献标识码：B文章编号：1004—7948(2011)07-0101一04
doi：103969／j．issn．1004—7948．201 1．07．027
引言
石油泥渣是油田开发的必然产物，包括污水处
理产生的含油污泥、罐底清除的油泥、井场作业的
落地油泥等，是油田生产主要污染源之一。石油泥
渣中的有机物经分解和化学作用后产生大量有害
气体，不仅造成大气污染，也严重污染了地表水及
地下水。若不进行有效的妥善处置，必将对环境造
成影响和危害。以前对含油污泥采取掩埋的办法，
对环境造成污染，也不利于资源利用。石油泥渣属
于危险废物管理的范围，要求必须对石油泥渣进行
无害化处理。
2万t，已堆存的油泥总量约20万t，对石油泥渣进
行无害化处理工作已迫在眉睫。
经过论证，新疆油田采用层燃螺旋炉排焚烧炉
对石油泥渣进行无害化处理，焚烧产生的热能通过
余热锅炉产生蒸汽用于油田生产和冬季采暖，实现
石油泥渣无害化、资源化。
1石油泥渣常用处理技术
石油泥渣处理的最终目的是使其减量化、资源
化、无害化。目前石油泥渣常用的处理方法有溶剂
萃取法、热化学洗涤法、焚烧法、生物法、含油污泥
调剖、含油污泥综合利用等。石油泥渣常用的处理
新疆油田现在每年新产生的石油泥渣量约为方法对比如表l所示。
表1石油泥渣主要处理方法对比表
。．。夏翼黧蔓竺曼妻篓妻皇氅芋垡竺2石油泥渣焚烧处理技术点，焚烧法仍是目前处理固体废物的主选工艺，无害⋯⋯⋯⋯⋯～一。
化彻底，剩余残渣中含油量能达到环保要求标准，适含油污泥焚烧炉主要包括以下几种：旋转窑焚
宜石油泥渣的最终处理。烧炉、机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉和热解气化
万方数据
节能
ENERGY CONSERVATIoN
2011年第7，8期
(总第348期)
焚烧炉等。
1)旋转窑焚烧炉。采用直接焚烧方式，对固
体废物、半固体废物必须进行初分拣或破碎，并依
靠炉体的旋转翻动来保证物料与空气的混合，因此
燃烧效果不理想。该炉型处理量小，维修复杂，运
行成本高。
2)机械炉排焚烧炉。采用层燃方式，无强烈
辐射，如遇局部断火，容易形成夹生，炉排长期处于
高温环境，易烧灼，对炉排材料和处理工艺要求较
高，初期投资大。
3)流化床焚烧炉。采用流化床燃烧技术。由
于浮渣底泥性状的限制，流化状态不易控制，耗能
较高，维修较为复杂，耐火层磨损较严重，维修量较
大，费用较高。浮渣底泥需破碎，运行中消耗石英
砂，设备磨损快，运行成本偏高。
4)热解气化焚烧炉。分级燃烧，通过控制空
气量控制炉膛燃烧工况，合理分配化学能的释放，
燃料适应性好，燃烧稳定，温度控制容易实现，热效
率高，耗能较低。初期投资适中，厂用电率低，运行
成本适中。
由于石油泥渣中含有一定量的原油，一定温度
下具有很强流渗的特殊性，采用层燃与热解气化相
结合的焚烧技术才具有明显的处理优势，石油泥渣
螺旋炉排焚烧炉正是基于这样原理的新型产品。
新疆油田采用的石油泥渣螺旋炉排焚烧炉工
艺技术具有以下特点：焚烧炉采用新型的蓄热焚烧
技术，利用高温分解和深度氧化的综合过程，使石
油泥渣中的有机成分彻底氧化分解，产生高效热
能，通过烟气余热锅炉回收热能用于油田生产，烟
气经除酸除尘处理监测合格后排入大气。
3工程概况
工程设计规模为新建1台额定焚烧量3．3t／h
的石油泥渣焚烧炉及相应配套设施，预留二期扩建
位置。焚烧炉配套l台5t／h余热蒸汽锅炉，所产
蒸汽供周边油田设施的生产与采暖。站区占地面
积6000m2。根据焚烧设备的要求，送至油泥焚烧
站的油泥含水率应控制在40％以内，因此需对油
田污水处理厂产生的水、油、泥渣混合液进行脱水、
干化处理后方可进行焚烧无害化处理。对油泥进
行处理的油泥晾晒场站址选在油田92’原油处理
站蒸发场边缘，晾晒场占地约900m2。一期工程于
2008年9月开工建设，2009年11月投产使用，一
期投资3271．80万元。
工程投产后，设备运行状况良好，各项参数基
本达到设计要求，焚烧炉焚烧石油泥渣量2。8—
3．3t／h，产生130℃的饱和蒸汽量4．4～5t／h。
4新疆油田石油泥渣无害化处理与利用工程
4．1石油泥渣螺旋炉排焚烧炉
石油泥渣螺旋炉排焚烧炉是一种用于处理石
油泥渣的层燃螺旋炉排焚烧炉，其结构组成为储料
仓、布料机、焚烧室、螺旋炉排、出渣机、导风系统、
防爆系统、自动控制系统。
将预处理后的石油泥渣等物料经布料机均匀
投入焚烧室，进行分层燃烧，炉排驱动燃烧物料整
体产生螺旋式移动，形成动态平衡的方式，对石油
泥渣等物料进行焚烧处理，整个焚烧过程中不需要
添加任何辅助燃料。该炉结构为二室燃烧，对一次
燃烧产生的热解混合烟气，进行二次燃烧，燃尽的
炉渣经炉排挤碎后通过湿式出渣机排出。
石油泥渣螺旋炉排焚烧炉是层燃与热解气化
相结合的新型焚烧炉，具有投资低、操作安全、焚烧
彻底且效率高、无需预处理、无二次污染等优良性
能，尤其适合石油泥渣的焚烧处理。
4．2工艺技术流程
污水处理厂排出的含油污泥中含水可达
99％，若不进行脱水是无法进行焚烧的。因此，对
石油泥渣的无害化处理主要包括干化与焚烧两个
过程。
1)干化处理工艺。
新疆气候干燥，日照时间长，石油泥渣的干化
处理采取自然晾晒，建一座油泥晾晒场。采用渗滤
+蒸发方式对油泥进行干化处理，渗滤层由厚度为
1m的炉灰渣+石英砂组成。油田污水处理厂产生
的水、油、泥渣混合液由车倒入或由泵打入晾晒场
后，水透过渗滤层后流至污水池，而油和泥渣停留
在晾晒场表面，用刮泥板将油泥刮至油泥二次晾晒
场进一步晾晒，使油泥含水控制在40％以内，然后
运至到焚烧处理站所设储料场地，集中进行焚烧处
理。油泥晾晒场流程如图1所示。
2)焚烧处理工艺。
a上料、除渣系统。
晾晒后的油泥运至焚烧处理站油泥贮料棚后，
万方数据
2011年第7，8期节能
5兰苎：竺塑2：竺竺!竺!!竺竺：=： =：竺=
用铲车将油泥运送到炉前油泥储池，通过行车抓斗
将油泥提升至上料平台的备用料仓，经双辊加料器
均匀撒落在带式布料机上，然后送入炉膛焚烧。
汽车
图1晾晒场工艺流程
油泥在焚烧炉内燃尽后落人装有水封的链板
输送机上，经沥去部分水后由链板机倾斜刮出，外
运填埋处理。
b．烟风系统。
焚烧产生的烟气进入二次燃烧室燃尽，其中烟
气余热通过余热锅炉换热产生的蒸汽用于生产、采
暖使用，低温烟气通过除酸调温塔喷淋浓度为
20％的NaOH溶液进行除酸降温处理，然后经布
袋除尘器除尘后排人大气。空压机产生的压缩空
气主要用于除酸塔碱液吹喷、气动蝶阀的启闭、布
袋除尘器布袋反吹、焚烧炉与二燃室之间烟道的吹
扫。
c．水系统。
焚烧炉炉体、加料器、引风机等均采用水冷，冷
却用水与焚烧炉配套余热锅炉用水、碱液站用水均
引自已建设施。在主厂房设15m3软化水箱1座、
8甜高位水箱1座。软化水进人软化水箱后由锅
炉给水泵输送至余热锅炉产生饱和蒸汽；由循环水
泵将软化水送至12m平台的高位水箱，自流至炉
体水封槽与加料机冷却槽；冷却水回水与高位水箱
溢流均返回软化水箱。
焚烧处理工艺流程简图如图2所示。
烟囱
固2焚烧处理工艺漉程筒圈
4．3自动化控制
以减轻工厂人员劳动强度、提高生产效率、加
强环保及节约工程投资、易于施工为原则，在系统
自身配套的自动化系统下，主要采取了下述措施：
1)对油泥焚烧、锅炉液位等设自动控制系统；
2)对油泥储料坑、炉排旋转、焚烧炉仓内储
料、锅炉液位计、烟囱排烟等观察点设置摄像头监
控装置；
3)尽量将现场带显示的仪表集中安装，这样
做减少了操作人员的巡检周期，便于设备运行过程
中的管理。
4．4污染控制措旆
石油泥渣螺旋炉排焚烧炉是层燃与热解气化
相结合的新型焚烧炉，极大地减少了NO。、SO，等
污染物的生成量。
1)在大气污染治理方面，对石油泥渣焚烧中
产生的酸性气体采用除酸调温塔+布袋除尘器的
处理工艺，可以有效除去烟气中s02、HCl等酸性
气体，同时将烟气温度降至150℃左右，经布袋除
尘器后可将99．9％的粉尘除去。
2)油泥储池采用钢筋混凝土防渗结构，以防
止污水渗入地下水层造成地下水污染。生活污水
经污水池排人附近原有生活污水排水系统，生产污
水排至油泥焚烧站北侧蒸发池，经处理后可回收利
用。
3)固体废弃物治理方面，石油泥渣焚烧后，污
染物被彻底消除，炉渣中不含有机物质。袋式除尘
器回收的飞灰及余热锅炉清灰加水泥固化，最终掩
埋处理。
4)主要设备统一设置防护隔音罩，减少附近
万方数据
节能
ENERGY CONSERVATION
2011年第7，8期
(总第348期)
监控及运行人员受噪音危害。
4．5消防措施
为防止与减少火灾对正常生产的影响，充分考
虑消防措施，主要措施包括：
1)严格执行《建筑设计防火规范》及有关规范
的规定，保证建筑物之间的防火间距，特别是易燃、
易爆建筑物的防火、消防要求。
2)主厂房火灾危险性为丁级，设计耐火等级
为二级。在新建的原料储存、晾晒、干化、焚烧等处
理设施及建筑物内均设有移动式干粉灭火器以及
设置手提式磷酸铵盐干粉灭火器。
3)主厂房设室内消火栓给水系统。室内、外
给水管网均枝状布置。室外消火栓用水量为
15L／s，室内消火栓用水量为10L／s，所需消防水压
0．40MPa。
4)主厂房内各防火分区及各车间墙体均采用
非燃烧体材料，防火分区隔墙门采用防火门。
5)辅助用房砖混结构各构件耐火极限均按有
关规范执行，内外墙厚240ram，耐火极限5．5h，板
混凝土保护层厚度为15ram。
6)在天然气进站管路上设置紧急切断阀和事
故放空阀，在站内压力容器前设置安全阀。
7)主厂房采用自然通风加机械通风，主厂房
装设8台轴流风机，满足自然通风要求的同时也能
满足排烟的需要。
8)站区内场地及道路布置主要考虑油泥、灰
渣运输车的进出及装卸并满足消防要求。
5效益分析
该工程采取了先进的焚烧工艺技术，将石油泥
渣进行有效的焚烧处理，使之无害化、减量化，而且
利用焚烧所产生的余热供应蒸汽，达到资源化的目
的。由于该工程本身所排放的各类污染物均采取
了有效的控制措施，尤其对石油泥渣焚烧中产生的
酸性气体等污染物的控制采用了先进的工艺和设
备，使污染物的排放水平降到了最低限度，对区域
环境的影响较小。工程实施后，每年可以处理石油
泥渣近3万t，年产生供生产、采暖用饱和蒸汽4．4
万t。因此，该工程是一项有重大环境保护意义的
工程，其社会、环境效益显著。
新疆油田石油泥渣无害化焚烧处理厂建成后．
石油泥渣处理单位总成本为223．31形t，石油泥
渣处理效益最低收费价为292元／t，均低于石油泥
渣未处理直接外排环保收费价1000元r．／t。按此计
算，石油泥渣无害化焚烧处理厂建成后，新疆油田
公司每年可节省成本支出2124万元，经济效益显
著。
6结语
该工程采用的3．3t／h石油泥渣层燃螺旋炉排
焚烧炉，在国内是首次应用，因此可借鉴经验少。设
计难度大，工程于2009年11月建成投产。经过近
1年的运行，各项指标基本达到设计要求。
在当前国内环保趋势和节能减排形势严峻的
情况下，新疆油田积极探索石油泥渣的处理和利
用，并就油田含油污泥减量化、无害化、资源化处理
的工艺技术进行了试验，取得了初步成效，为石油
泥渣的处理和利用提供了思路。
参考文献
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作者简介：孙国成(1962一)，男，辽宁人，大学，高级工程
师，从事热工、暖通设计工作。
收稿日期：201l—07-08；修回日期：2011一07-21

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