技术领域
[0001] 本
发明涉及废弃物资源化处理领域，具体而言，涉及一种含油污泥催化热解系统及含油污泥催化热解处理工艺。
背景技术
[0002] 含油污泥是油田特种固体废物之一，对含油污泥进行热解处理不仅能够达到污染物的无害化，同时还能回收宝贵的油资源。但是，传统含油污泥热解技术回收油品质不高。
发明内容
[0003] 本发明的目的包括提供一种含油污泥催化热解系统及含油污泥催化热解处理工艺，其能够提高回收油的品质。
[0005] 一种含油污泥催化热解系统，用于含油污泥的催化热解以回收油，其包括：
[0006] 载气装置，用于反应前后吹扫装置以避免系统堵塞和结焦，并且还用于反应过程中载气；
[0007] 第一反应装置，第一反应装置连通于载气装置，第一反应装置用于对含油污泥进行热解以生成包含重质组分和轻质组分的油
蒸汽；
[0008] 第二反应装置，第二反应装置连通于第一反应装置，第二反应装置用于使油蒸汽进行催化反应，以促使重质组分回流至第一反应装置以及轻质组分进入下一工序进而被回收；
[0009] 冷凝装置，冷凝装置连通于第二反应装置，冷凝装置用于冷凝轻质组分。
[0010] 进一步地，上述第一反应装置包括固定床反应器和套设于固定床反应器的保温加热炉，固定床反应器同时连通于载气装置和第二反应装置，固定床反应器用于对含油污泥进行热解，保温加热炉用于加热固定床反应器。
[0011] 进一步地，上述第二反应装置包括浆态床反应器，浆态床反应器同时连通于第一反应装置和冷凝装置，浆态床反应器用于接收油蒸汽并使油蒸汽在催化剂作用下反应，以促使重质组分回流至第一反应装置以及轻质组分进入冷凝装置进而被回收。
[0012] 进一步地，上述含油污泥催化热解系统还包括
温度控制装置，
温度控制装置设置于第一反应装置，温度控制装置用于控制、显示、监测第一反应装置的温度及升温速率。
[0013] 进一步地，上述载气装置包括依次连通的气瓶、流量计和单向
阀，
单向阀连通于第一反应装置。
[0014] 进一步地，上述冷凝装置包括
冷凝器和连接于冷凝器的排空阀，冷凝器连接于第二反应装置，冷凝器用于冷凝轻质组分以进行油回收，排空阀用于排放多余未凝气体。
[0015] 一种含油污泥催化热解处理工艺，其包括：对含油污泥进行热解，以产生油蒸汽；使油蒸汽进行催化反应，以促使重质组分回流以及轻质组分被回收；重质组分回流，再次热解；对轻质组分进行冷凝处理，以回收油。
[0016] 进一步地，上述含油污泥进行热解时的热解温度为450－550℃。
[0017] 进一步地，上述催化反应使用的催化剂为半焦基催化剂、Fe－Ni催化剂或者矿物质催化剂。
[0018] 进一步地，上述冷凝处理通过循环
冷却水进行。
[0019] 本发明实施例的有益效果包括：
[0020] 含油污泥催化热解系统用于含油污泥的催化热解以回收油，其包括：载气装置，用于反应前后吹扫装置以避免系统堵塞和结焦，并且还用于反应过程中载气；第一反应装置，第一反应装置连通于载气装置，第一反应装置用于对含油污泥进行热解以生成包含重质组分和轻质组分的油蒸汽；第二反应装置，第二反应装置连通于第一反应装置，第二反应装置用于接收油蒸汽并使油蒸汽进行催化反应，以促使重质组分回流至第一反应装置以及轻质组分进入下一工序进而被回收；冷凝装置，冷凝装置连通于第二反应装置，冷凝装置用于冷凝轻质组分。含油污泥催化热解处理工艺包括：对含油污泥进行热解，以产生油蒸汽；使油蒸汽进行催化反应，以促使重质组分回流以及轻质组分被回收；重质组分回流，再次热解；对轻质组分进行冷凝处理，以回收油。本含油污泥催化热解系统及含油污泥催化热解处理工艺通过使热解后产生的油蒸汽进行催化反应以促使重质组分回流以及轻质组分被回收。
回收油只包含轻质组分，从而回收油的品质得到有效提升，同时重质组分回流并再次热解，能够有效提高轻质组分的回收率。
附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0022] 图1为本发明实施例中含油污泥催化热解系统的结构示意图；
[0023] 图2为本发明实施例中催化热解工艺
流程图。
[0024] 图标：100－含油污泥催化热解系统；110－载气装置；111－气瓶；112－第一阀
门；113－流量计；114－第二阀门；115－单向阀；116－减压阀；117－第一压
力表；119－第二压力表；120－气体
过滤器；122－旁路阀；130－第一反应装置；132－固定床反应器；134－保温加热炉；136－第三压力表；150－第二反应装置；152－浆态床反应器；170－冷凝装置；
172－冷凝器；174－排空阀；175－一级冷凝器；176－二级冷凝器；177－三级冷凝器；180－温度控制装置；182－温控器；184－数显仪；186－报警器。
具体实施方式
[0025] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0026] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的
选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0027] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0028] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029] 此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0030] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0031] 第一实施例
[0032] 请参照图1，本实施例提供一种含油污泥催化热解系统100，用于含油污泥的催化热解从而回收油。含油污泥催化热解系统100包括载气装置110、第一反应装置130、第二反应装置150以及冷凝装置170。载气装置110用于反应前后吹扫装置以避免系统堵塞和结焦，并且还用于反应过程中载气。第一反应装置130连通于载气装置110，第一反应装置130用于对含油污泥进行热解以生成包含重质组分和轻质组分的油蒸汽。第二反应装置150连通于第一反应装置130，第二反应装置150用于接收油蒸汽并使油蒸汽进行催化反应，以促使重质组分回流至第一反应装置130以及轻质组分进入下一工序进而被回收。冷凝装置170连通于第二反应装置150，冷凝装置170用于冷凝所述轻质组分。
[0033] 其中，载气装置110包括依次连通的气瓶111、流量计113和单向阀115，单向阀115连通于第一反应装置130。在反应过程中，载气装置110用于载气，载气与含油污泥发生反应以提高油产率。
[0034] 具体地，载气装置110还包括第一阀门112和第二阀门114。第一阀门112设置于气瓶111和流量计113之间，第一阀门112同时连通于气瓶111和流量计113。第二阀门114设置于流量计113和单向阀115之间，第二阀门114同时连通于流量计113和单向阀115。第一阀门112和第二阀门114分别设置于流量计113的上游和下游，用于控制系统中的气体流量，同时能够
对流量计113起到保护作用。
[0035] 为避免进入系统的气体压力过高，气瓶111和第一阀门112之间设置减压阀116，同时减压阀116的入口和出口分别设置第一压力表117和第二压力表119，以检测系统的气体压力情况。此外，第二压力表119和第一阀门112之间设置
气体过滤器120，以防止气体中含有颗粒物引起装置堵塞。
[0036] 另外，载气装置110还包括旁路阀122，旁路阀122同时连通于气瓶111和单向阀115。具体地，旁路阀122的入口连通于气体过滤器120，旁路阀122的出口连通于单向阀115。
当载气装置110对整个系统内的装置进行吹扫时，无需对流量进行检测，气流从气瓶111出发直接流经旁路阀122后经单向阀115进入第一反应装置130。
[0037] 第一反应装置130包括固定床反应器132和套设于固定床反应器132的保温加热炉134，固定床反应器132同时连通于载气装置110和第二反应装置150，固定床反应器132用于对含油污泥进行热解。固定床反应器132设置有第三压力表136，以读取固定床反应器132内的压力参数。保温加热炉134用于加热固定床反应器132。在本实施例中，保温加热炉134为高温陶瓷
纤维绝热保温加热炉。
[0038] 第二反应装置150包括浆态床反应器152，浆态床反应器152同时连通于第一反应装置130和冷凝装置170。浆态床反应器152用于接收油蒸汽并使油蒸汽在催化剂作用下反应，以促使重质组分回流至第一反应装置130以及轻质组分进入冷凝装置170进而被回收。具体地，浆态床反应器152连通于固定床反应器132，浆态床反应器152反应器内设置催化剂。含油污泥在固定床反应器132内热解产生油蒸汽，油蒸汽中包含轻质组分和重质组分。
油蒸汽进入浆态床反应器152后进行催化反应，以促使重质组分回流，轻质组分回收。可以理解，在其他实施例中，第二反应装置150也可以是填装催化剂的固定床反应器，也能够满足一定的生产轻质组分和重质组分的要求。
[0039] 冷凝装置170包括冷凝器172和连接于冷凝器172的排空阀174。冷凝器172连接于第二反应装置150，冷凝器172包括依次连通的一级冷凝器175、二级冷凝器176、三级冷凝器177，一级冷凝器175连通于第二反应装置150，冷凝器172用于冷凝轻质组分以进行油回收。
排空阀174设置于三级冷凝器177，排空阀174用于排放多余未凝气体。在本实施例中，冷凝器172通过循环冷却水对轻质组分进行逐级冷却。
[0040] 含油污泥催化热解系统100还包括温度控制装置180。温度控制装置180设置于第一反应装置130，温度控制装置180用于控制、显示、监测第一反应装置130的温度及升温速率。温度控制装置180包括温控器182、数显仪184和报警器186，温控器182、数显仪184和报警器186分别连接于第一反应装置130。温控器182连接于保温加热炉134，通过控制保温加热炉134的加热温度和升温速率从而用于控制第一反应装置130的温度，数显仪184和报警器186连接于固定床反应器132，数显仪184用于监测并显示第一反应装置130的温度及升温速率，报警器186用于在监测温度超过预设温度时报警。在本实施例中，温度控制装置180设置于控制柜中。
[0041] 含油污泥催化热解系统100的工作原理和工作过程如下：
[0042] 首先，启动载气装置110，对含油污泥催化热解系统100进行吹扫。关闭第一阀门112，气瓶111中的气体进入载气装置110的管路，气体被气体过滤器120过滤后，经旁路阀
122到达单向阀115，然后进入第一反应装置130、第二反应装置150以及冷凝装置170。当载气装置110的管路压力过高时，通减压阀116进行调节。吹扫过程中，通过第一压力表117和第二压力表119读取载气装置110的气体压力。
[0043] 然后，完成吹扫后关闭载气装置110，开始对含油污泥进行热解和催化。将含油污泥样品装入固定床反应器132中后，打开整个系统的电源，开启第一阀门112。再次启动载气装置110，并调整到适宜的载气工艺参数。此时气体依次经过第一压力表117、减压阀116、第二压力表119、气体过滤器120、第一阀门112、流量计113、第二阀门114、单向阀115，然后进入固定床反应器132。利用保温加热炉134对固定床反应器132加热。在加热过程中，由温控器182进行加热温度和升温速率控制。由数显仪184监测并显示第一反应装置130的温度及升温速率。当监测温度超过预设温度时，报警器186报警。通过第三压力表136读取固定床反应器132内的压力。在整个热解过程中，系统一直伴有载气，载气在固定床反应器132内与含油污泥发生反应。通过选取适宜的载气种类以及流量参数，同时控制适宜的升温速率，能够有效提高油产率。
[0044] 浆态床反应器152连通于固定床反应器132且浆态床反应器152内设置催化剂。含油污泥高温热解产生的油蒸汽进入浆态床反应器152。载气也进入浆态床反应器152，载气能够促进油蒸汽与催化剂充分混合、
接触。油蒸汽在浆态床反应器152中与催化剂发生反应，促使重质组分回流，轻质组分回收。一方面，轻质组分进入冷凝装置170，依次经过一级冷凝器175、二级冷凝器176、三级冷凝器177，通过循环冷却水对轻质组分进行逐级冷却，最终回收油品。回收油为轻质组分，回收油的品质得到有效提升。未凝气体通过排空阀174排出。另一方面，油蒸汽中的重质组分迅速
凝结，回流进入固定床反应器132中，进行再次热解，从而有效提高油的回收率，同时还降低了热解反应温度。
[0045] 最后，催化热解结束后，再次进行气体吹扫，停炉降温。
[0046] 含油污泥催化热解系统100通过设置第二反应装置150，使热解后产生的油蒸汽进行催化反应以促使重质组分回流，轻质组分回收。回收油只包含轻质组分，从而回收油的品质得到有效提升，重质组分回流至固定床反应器132并再次热解，通过选取适宜的载气种类以及流量参数，同时控制适宜的升温速率，能够有效提高油的回收率。
[0047] 第二实施例
[0048] 请参照图2，本实施例提供一种含油污泥催化热解处理工艺，其包括：对含油污泥进行热解，以产生油蒸汽；使油蒸汽进行催化反应，以生成轻质组分和重质组分；重质组分回流，再次热解；对轻质组分进行冷凝处理，以回收油。
[0049] 在本实施例中，含油污泥进行热解时的热解温度为450－550℃。催化反应使用的催化剂为半焦基催化剂、Fe－Ni催化剂或者矿物质催化剂。升温速率为3℃/min－6℃/min，载气为氮气，氮气载气流量在70－110ml/min。在其他实施例中，也可采用其他合适种类的催化剂和载气。冷凝处理通过循环冷却水进行。
[0050] 含油污泥催化热解处理工艺通过使热解后的油蒸汽发生催化反应，以促使重质组分回流，轻质组分回收。轻质组分经冷凝后形成回收油，有效提高回收油的品质；重质组分回流并再次热解，通过选取适宜的载气种类以及流量参数，同时控制适宜的升温速率，能够有效提高油的回收率。
[0051] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
