用花生榨油大家並不陌生, 但在泥中榨油, 你聽說過嗎? 1月25日, 在中國石油工程建設有限公司的含油汙泥熱解技術工業化應用試驗成果展示會上記者了解到, 有一種可以定製的 '榨油機' , 具有泥中榨油的神奇功能, 回收的石油可作為煉廠原料繼續深加工, 成為高附加值的油品.
國內煉化企業處理含油汙泥的傳統方法成本高, 效果差, 是困擾企業的老大難. 含油汙泥熱解技術在國內煉化企業油泥處理領域的首次試驗性應用, 開拓了煉化企業油泥處理新思路.
問題導向 變中求生
'國內現有的煉化企業對含油汙泥都有相應的處理處置措施, 但完全實現資源化利用還存在一定的技術難度. ' 1月31日, CPECC華東環境岩土工程分公司副總師肖勇對記者說, '這項技術是通過一套特殊處理裝置, 將含油汙泥內的油品以熱解的形式分離出來, 可實現油品再次回收, 不凝氣作為補充燃料, 殘渣資源化利用. '
CPECC華東環境岩土工程分公司長期從事環境評價, 安全評價業務, 抓住機會 '走出去引智' , 開拓油泥處理新業務領域, 引入國外先進技術, 通過試驗及研發提高創新能力, 實現轉型升級, 提升企業市場競爭實力.
目前, 國內外含油汙泥處理技術主要包括填埋, 熱洗, 焚燒, 生物修複, 物理化學等十餘種, 但這些技術在實際工業應用中, 或需要佔用大量土地, 或消耗大量燃料, 或運行成本高, 效率低, 或帶來二次汙染, 在一定程度上限制了大規模應用.
儘管國外先進含油汙泥處理技術均有成功應用案例, 但在國內煉化企業及油田能否安全可靠, 長周期穩定運行, 還未見相關報道, 成為困擾環保人的一個心病.
變中出生路, 變中求發展. CPECC華東環境岩土分公司聯合優尼環境共同組建研發團隊, 解決石油化工企業含油汙泥處理這一難題. 2016年下半年開始, 研發團隊轉戰各地, 從克拉瑪依到天津大港, 對各種含油汙泥展開組分調查, 化學分析和離心試驗等工作, 經過上千次的技術組合和工藝設計, 破解了一個又一個難題.
思路拓展 逐步推進
國內環保科技人員已解決了一個個難題, 留下來的都是極其難啃的硬骨頭. 說起來容易, 做起來難, 研發團隊花費了大量時間在系統設計和非標設備設計及現場優化上.
在調研和試驗時, 得知國外有一種新型熱解技術在油田和煉廠廣泛應用. 但國外煉廠產生的含油汙泥與國內不一樣, 怎麼把國外熱解技術與國內煉廠實際情況相結合, 自主開發出一套接地氣的熱解及配套技術?
創新有破有立. 在本質安全有保證的情況下, 研究團隊確定了熱解及配套設備的相關技術參數, 2017年9月在大港石化進行先導性試驗, 開展新工藝, 新裝備, 新材料現場試驗示範, 推動科研成果向現場生產轉化.
試驗裝置在進行HAZOP安全分析時, 發現國外的敞口式油泥上料系統存在較大隱患, 研發團隊對試驗方案進行修改, 使其上料系統完全密閉運行, 滿足煉廠安全要求. 設備到後, 研發團隊經過20多天努力, 在預製工廠內完成非標設備製造和橇裝化.
試驗裝置現場調試時, 由於外方技術人員對含液率高達90%的中國煉化油泥不熟悉, 經過幾天摸索也無進展, 已經打算放棄. 研發團隊在組長的帶領下, 經過多次探討調試方法, 通過合理的參數配比, 突破了熱解用於高含液油泥的技術難題.
裝置在運行時, 新的問題又出現了. 國內煉化油泥膠質含量高, 黏性大, 容易堵塞出渣系統, 研發團隊採用調節設備運行溫度, 採用梯級降溫的方式實現了順利出渣. 在2017年12月下旬, 天津大港低溫達零下十幾攝氏度, 油泥槽內均已結冰. 現場操作人員頂著嚴寒, 採取蒸汽伴熱方式進行人工攪拌, 確保試驗裝置正常運轉.
經過現場試驗測試, 熱解技術完全可滿足煉化油泥處理要求, 可處理含液量高於90%的含油汙泥, 減量化達80%以上, 處理成本遠低於外委處置費用. '目前含油汙泥主流治理技術在國外, 通過引進熱解核心設備, 並自主研發外圍配套設備, 可以短時間實現項目工業化應用, 並可節省大量費用. ' 項目負責人介紹.
自主創新 破解瓶頸
研發團隊打造重大核心配套技術利器, 有效破解了生產技術難題. 這套裝置不凝氣回到熱解設備作為補充燃料自用, 可減少熱解設備的燃料使用量. 熱解殘渣採用螯合工藝對其進行穩定化, 固化處理, 可進行填埋處理或建材綜合利用.
油泥熱解處理技術大規模推廣應用, 可消除煉化油泥在廠區的安全風險及可能造成的環境影響. 現有的油泥外運處理成本高, 企業經濟負擔重. 熱解處理技術不僅可節省外委處置費用, 還可回收大量的石油資源, 為煉廠帶來增值效益.
'把面向業務發展主戰場作為科技創新的主攻方向, 高質量發展要求我們一定要把產業創新擺在重要位置. ' CPECC副總經理汪桃義介紹. 通過自主創新和引進消化吸收再創新, 對制約企業發展技術難題和行業共性技術問題進行攻關, CPECC在多領域取得重大突破.
2017年, CPECC投入科研經費1.2億元, 開展科研項目100餘項, 其中國家級重大專項3項, 集團公司級4項; 獲授權專利62項, 發明專利26項, 技術秘密認定28項; 申報認定集團公司自主創新產品7項, 推廣應用科技成果30餘項.
含油汙泥熱解技術工藝流程
含油汙泥貯存在油泥槽內, 通過上料系統將油泥提升至預處理系統, 經預處理後將物料送入熱解系統, 熱解後物料經冷卻螺旋後排出系統. 熱解出來的工藝氣經水洗, 冷凝分離, 不凝氣經尾氣處理系統處理後, 返回熱解設備作為輔助燃料, 冷凝的液體經油水分離後, 廢油回收利用, 廢水進入水處理系統.
專家視點
固廢處理熱解技術大有可為
從海洋投棄, 土地填埋到自然乾燥, 脫水生物堆肥, 再到乾燥焚燒, 熱解氣化, 我國固廢處置技術經曆了由低級到高級的演變過程. 由於我國長三角, 珠三角, 京津冀地區人口密集, 土地資源緊張, 固廢焚燒成為主流技術, 也是發展過程的自然選擇. 研發經濟, 環保, 安全的處理方法和裝置, 充分回收油泥中的石油, 並使處理後泥土中的殘油量等指標達到國家新標準勢在必行.
熱解技術是世界上高分子質能研究的前沿技術之一. 這項技術以連續的工藝和工廠化的生產方式, 將汙油泥轉化為高品質的易儲存, 易運輸, 能量密度高且使用方便的油, 可燃氣, 固態產物等高附加值能源產品. 與常規耗氧焚燒技術相比, 其具有排放煙氣量和大氣汙染物少, 有效減少溫室氣體排放等優點.
石油行業的油泥等固廢與市政垃圾汙泥不一樣, 含油率不僅高, 還不好脫水. 目前, 用熱解技術處理含油汙泥是最可行的. 熱解是個新興技術, 涉及材料學, 熱工, 自動化控制等, 我國研究起步比較晚.
在大港石化針對產生的煉化 '三泥' 和罐底油泥首次在國內進行熱解試驗, 在引進美國油泥熱解核心技術的基礎上, 我們自主研發了配套技術及設備, 試驗設備全部採用橇裝化設計. 經長周期的試驗測試, 熱解技術完全能滿足煉化油泥的處理要求, 處理後的殘渣符合國家標準, 可回收油泥中的石油烴, 具有較高的安全性和可靠性.
熱解技術作為我國重點發展的重大裝備技術, 已經在各個領域得到廣泛應用, 成為固廢處置之重器. 除了汙泥熱解外, 在垃圾處理, 生物質, 危廢熱等處理中, 熱解處理也越來越被廣泛應用. 例如, 將熱解氣化拓展至土壤修複, 危廢含油汙泥, 含鉻汙泥, 餐廚垃圾, 皮革下腳料等的處置, 並用於稻殼, 玉米秸稈等生物質的生物炭製備和能量清潔利用, 以及活性炭的再生利用等領域.
熱解技術在固廢處理各領域將大有可為. 誰掌握了熱解技術, 誰就擁有了先導權與話語權. 由不可再生的碳基資源向可再生生物基資源轉變, 已經成為國際趨勢. 美國能源署將熱解作為第三代生物質能源利用的關鍵技術, 日本, 澳大利亞, 德國等也在進行相應研究. 在德國, 實施了規模達100噸的垃圾熱解實驗工程.
同時, 在零排放上, 熱解技術也將成為趨勢. 我國將熱解技術用於生物發酵菌渣的處理, 在危廢處理領域前景廣闊. 作為鄉鎮的系統解決方案, 熱解技術在農業廢物處理上也將大展拳腳.
作為行之有效的固廢處理技術, 希望熱解這種清潔焚燒技術, 可以得到更多的關注與認可. 我們要沿著正確的技術路線, 推進熱解技術不斷進步.
