[发明专利]一种含油污泥热处理的模拟实验方法及模拟实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种含油污泥热处理的模拟实验方法及模拟实验系统，属于含油污泥热处理技术领域。

背景技术

含油污泥是列入《国家危险废物名录》管理的固体废弃物，一直是石油石化行业的环保难题。含油污泥通常呈固态或半流动状态，属非均质多相分散体系，主要由原油、水分、黏土矿物、生物有机质和化学添加剂等组成，含油率一般在10％左右，高的可达20％-30％，具有能源物质回收与矿物质再生利用价值。

国内相关研究机构和各大院校从2000年左右开始研究含油污泥的热解处理技术，大多采用小型的静态实验装置进行基础研究，一般进料量为几克至几百克不等，更精细的研究一般采用热天平，其样品量更小一般为数十毫克。这些研究成果多集中在热处理效果的研究方面，对于热解过程传热传质的基础研究还较为欠缺，对于工业化装置的运行参数的优化和处理过程模拟还未有报道。

近几年有研究机构进行2Kg/次的室内热解实验研究，其研究重点为热解处理效果，虽然进行了工业化装置的运行参数的优化方面的探讨，但其检测方式为取样检测，具有较大误差。

以上相关研究装置主要为传导和辐射方式加热，受炉型和材质的限制，这种加热方式会产生较为严重结焦。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含油污泥热处理的模拟实验方法，通过采用该模拟实验方法可以同时计量馏分、热解油、热解水和不凝气的实时产量和累计产量，同时得到传质传热反应器内温度场分布，并在线检测不凝气组成，得到含油污泥热处理所用的各种指标以供含油污泥热处理工艺的设计进行参考。

本发明还提供了一种含油污泥热处理的模拟实验系统。

为达到上述目的，本发明提供了一种含油污泥热处理的模拟实验方法，其包括以下步骤：

样品的制备和预处理：对含油污泥模拟样品进行搅拌，将粒径在3mm以上的颗粒物去除；

样品的输送和计量：将经过预处理的含油污泥模拟样品输送到反应器的顶部，并计量输入反应器的含油污泥模拟样品的量(体积流量和总量)；

样品的传质传热反应：使含油污泥模拟样品由反应器的顶部进入反应器，进行加热并与由反应器底部进入的气体接触得到混合气体和固体组分，在加热的同时检测反应器内的温度分布，固体组分从反应器底部离开并被加热处理得到热解气体和废渣，使热解气体从底部进入反应器，与反应器中落下的油泥模拟样品接触，废渣排出；

产物的分离和计量：计量混合气体的实时产量和总质量，并对混合气体进行冷凝和分离，得到水份、油份和不凝气体，计量水份、油份和不凝气体的实时产量以及总产量，对不凝气体的成分组成进行在线检测分析。

通过上述实验方法可以检测得到：输入反应器的油泥模拟样品的体积流量和总量，反应器内的温度分布，混合气体的实时产量和总质量，水份的实时产量和总产量，油份的实时产量和总产量，不凝气体的实时产量和总产量，不凝气体的成分组成等参数，根据这些参数就可以为污泥热处理工艺的设计等提供数据参考。在检测过程中，可以在将样品中的3mm以上的颗粒物去除之后进行取样，检测样品的含水率、含油率、热重分析结果，以便与本发明的方法做实验结果对比。

在本发明提供的上述含油污泥热处理的模拟实验方法中，试验样品可以是模拟的含油污泥，也可以是实际的含油污泥。当实际的含油污泥大量取样存在困难时，可以根据其含水率、含油率和固含量配置等配制模拟油泥开展实验，优选地，上述含油污泥模拟样品是通过水、原油、膨润土或粘土等混合制备的，制备时主要考虑含油污泥的含水率、含油率和成分组成这几个方面的参数，尽量使含油污泥模拟样品的含水率、含油率和成分组成与实际的含油污泥相接近，相似度在95％以上即可。在样品的制备和预处理的步骤中，对于制备的含油污泥模拟样品，可以按照含水率、含油率和热重分析中的一个或多个指标进行评价(具体标准要求可以根据不同热处理工艺的要求或者评价所规定的要求进行确定)，不合格时重新进行样品的制备和预处理。在本发明提供的上述方法中，可采用含油污泥模拟样品，也可以采用油田现场取得的含油污泥开展实验。由于油泥较难混合均匀，因此可以在油泥的至少3处位置取样进行检测，以便确定样品本身的均一性；采样之后，对各处样品的含水率、含油率、热重分析中的至少一项进行检测，当三处的检测结果的相对误差大于4％时认为样品尚不均匀，需要继续搅拌；当相对误差小于4％时，可以认为样品是均匀的，可以取三处样品检测结果的平均值作为实验数据，并对样品进行后续步骤的检测。