油泥砂处理工程可行性研究

1、关于报批利用油泥砂制作仿煤燃料试验工程可行性研究报告的请示 一项目背景油泥砂是指在油田生产活动中产生的，主要来源于原油集输及处理过程的各个环 节，被原油及其它有机物污染了的泥、砂、水的混合物。其中颗粒粒径74pm的为油砂，74pm的为含油污泥。油泥砂属国家危险废物名录中列出的危 险废物（HW0吸）。按国务院排污费征收管理条例（国务院令第 369号），每吨征收1000元的 排污费，2004年12月份，仅油泥砂东营市环保局就要求桩西采油厂缴纳 5600 万元的排污费。因此，对油泥砂进行无害化处理已成为桩西采油厂的当务之急。目前油田含油污泥的处理与处置方法很多， 主要包括浓缩、脱水、化学或生物脱 油

2、、微生物降解修复、固化焚烧法等方法。桩西采油厂与有关技术部门合作，经 过多方对比研究，并在进行了较大规模的试验的基础上， 优选了固化焚烧法，认 为该方法，对油泥砂处理彻底，并能有效回收油泥砂中所含的石油类物质的热量 和泥土资源，具有较好的发展前景、较强的实用性和可操作性。该工艺的原理是利用燃煤锅炉焚烧的方式处理油泥砂，即将油泥砂脱粘固化处理 后，制作成仿煤燃料，掺入燃煤中，用作燃煤锅炉燃料，在回收利用油泥砂中的 石油类物质的热量的同时实现对油泥砂的无害化处理；焚烧产生的废气，利用燃煤锅炉的烟气处理系统，可确保排放废气达标；废渣按现行的燃煤废渣的处理方 式，可用于建材或绿化。这种处理方式在对油泥

3、砂进行无害化处理的同时，可实现化害为利、变废为宝的目的，顺应了国家提出的可持续发展和循环经济的思路。 该方法在室内试验和小型工业化的基础上，2003年对现河采油厂王家岗联合站， 东辛采油厂辛三站产生的油泥砂进行了固化处理，共计处理约2000吨左右。辛三站和王家岗固化场见图1和图2。图1辛三站固化现场图2王家岗固化现场固化处理完成的油泥砂产品，自2003年11月20日开始，分别在胜东社区锦华 锅炉房、世嘉建材厂锅炉房、胜大集团化工二厂热力分厂锅炉房进行了焚烧试验。2003年12月1日至2004年1月30日在胜东社区锦华锅炉房与煤掺合焚烧了 500 吨油泥砂固化物，2003年11月20日至2004

4、年4月10日在世嘉建材厂锅炉房 与煤按多种比例掺合焚烧了油泥砂固化物 300吨，2003年11月20日至2004年 4月10日在胜大集团化工二厂热力分厂锅炉房与煤掺合焚烧了油泥砂固化物 1100吨（见图3和4）。图3化工二厂热力分厂锅炉房图4化工二厂热力分厂锅炉房煤场的油泥砂固化物经局环境监测总站监测，炉渣中已检不出石油类物质，锅炉的各项指标完全符合 国家的排放标准，已具备了大规模推广的条件。二. 工程的目的、规模及实施原则.建立一套规范化的油泥砂无害化处理工艺和研制标准化的处理设备。.设计日处理能力200吨-300吨，年处理能力6000吨以上。.固化后的油泥砂固化物成品呈灰黑色松散颗粒状，不

5、粘连，无臭味，堆积角在30-40之间，适合于锅炉燃烧。.固化处理后的油泥砂全部用于锅炉燃烧。.该工程方案总费用为280.96万元。.实施原则：利用报废场地，不需征地。保证电通、路通、污水易于回收处理，节约投资。对环境不造成污染，并远离居民区。运转成本低。据调查，油田范围内共有锦华锅炉房（1.8+2.5万吨）、孤岛社区锅炉房（2.5万 吨）、胜大化工二厂锅炉房（2.5万吨）等三座燃煤锅炉房，年消耗燃煤10万吨左 右（不计地方周边地区的燃煤锅炉房），按试验得出的20%由泥砂固化物掺入比例 计算，年可消耗油泥砂2万吨，完全可以满足油泥砂焚烧要求。三、油泥砂固化处理工艺1、固化处理工艺油泥砂固化过程主

6、要分为脱水、降粘、固化、固化物脱水几个阶段：第一阶段脱水：清罐时将清出的油泥砂集中到贮存池中， 依靠重力作用进行自然 沉淀，完成油泥与水的初步分离，分离出的游离水经流程回注入污水系统。第二阶段降粘：将沉淀的油泥砂与固化剂充分均匀混合后， 固化剂与油泥砂发生 物理化学反应，将油性物质分散隐藏于泥砂和固化剂的颗粒结构中， 完成油泥砂 中油泥的降粘，同时产生大量的热量，将油泥砂加热到 100C,使油泥砂中的水 分以蒸汽的形式挥发出去，完成油泥砂的第二次脱水。第三阶段固化物脱水：油泥砂经第二阶段的脱粘脱水后，形成块状、大颗粒、粉 状的固态物质，经10至30天的自然风干后，含水量可由30%F降至9蛆下，

7、由 含水量较高的块状、大颗粒、粉状固态物质转变为含水量较小、适于燃烧的最终 产品。固化后的最终产品，呈灰褐色，具有良好的流动性，不会出现粘连设备的 情况，可以适用于所有的燃煤锅炉。2、固化处理工艺的试验比选固化处理工艺主要解决的问题有两个，一是从储存池中取出油泥砂装入掺混设 备，二是选择合适的油泥砂与固化剂掺混的设备。从油泥砂储存池中取出油泥砂装入掺混设备由于大部分油泥砂具有强的粘稠性， 粘度最高可达100万厘泊以上，一般的设备 和传统的方式，很难将油泥砂从池中挖出并投入搅拌机中。通过对人工装填、设备挖掘、自制设备装填、螺杆泵抽吸等几种方式筛选比较， 最后找到了一套较为 合适的装填方式。人工装

8、填（见图5） 。 2003年7月份在王家港联合站处理油泥砂过程中，一 开始使用了人工装填方式，雇用了四名壮劳力，模仿混凝土制作过程中的砂石料 投料工艺进行投料，但由于油泥砂粘稠性太强，人工由池中挖出油泥砂过程中， 工人劳动强度过大，四名壮劳力每天工作八小时，投料量仅2吨左右，连续工作 3天后，投料量一直未有明显增加。当时每名民工日工资50元，每天两吨的处理量，仅直接人工成本就达100元/吨，说明明此种投料方式不具有应用意义。图5人工投料试验图6小型挖掘机投料小型挖掘机投料（见图6）。人工投料失败后，又进行了机械投料试验，对 各型挖掘机的租赁费进行了询价，大型履带式挖掘机每天租赁费平均2000元

9、左右，每次背车费要600800元，小型胶轮式挖掘机400元/天左右，经对比分析， 选择了小型胶轮式挖掘机。但由于大部分挖掘机嫌油泥砂太脏不愿干，后经多方 联系，雇佣了一台神娃三型挖掘机进行试验， 效果良好，配2名投加固化剂民工， 日处理油泥砂最高达40吨左右，职工劳动强度也大大降低。但由于油泥砂池不 规范，小型挖掘机臂短，对离池边 3米以上的油泥砂无法挖掘投料。人工将远处油泥砂拉到池边（见图 7）。由于小型挖掘机臂短，靠池中心部 的油泥砂无法挖掘，为此，自制了多种工具，希望采用人工方式将油泥砂运至池 边小型挖掘机机臂可达到的范围内。 但由于油泥砂粘稠性太强，人穿雨裤进行入 后泥池后几乎无法移动

10、，人一旦失去平衡，很难站立，具有较大的危险性，因此 此种方式也不可行。大型履带挖掘机投料（见图8）。在此情况下，对于池中央的油泥砂，选择 了大型履带式挖掘机进行试验，大型挖掘机挖掘效率很高，每小时可挖掘 100 方以上油泥，但搅拌机和人工投料效率无法匹配，造成大型挖掘机工作时间很短， 窝工严重，仅设备一项油泥砂处理成本就达到 50元/吨。图7人工将远处油泥砂拉到池边图8大型挖掘机投料单螺杆泵抽吸。经调研和多方查询，了解到粘稠度在50万厘泊以下的油泥砂 可采用单螺杆泵，从油泥砂池中直接抽吸装填入搅拌机。这一方式效果较好。通过以上各种方式的对比试验，将装填工艺优化如下：对于粘度在 50万厘泊以 下

11、的油泥砂直接采用单螺杆泵抽吸装填，对粘度在 50万厘泊以上的油泥砂采用 小型挖掘机与大型挖掘机配合的方式挖填。固化剂搅拌和混合试验过程中选择的是DN350滚筒式搅拌机，经试验证明搅拌效果良好，但由于 进料口较窄小，当油泥砂粘度过高时或油泥砂中含有结成较大块的油泥砂时，进料相当缓慢，造成窝工现象，为此，对搅拌机的进料口进行改造，扩大进料口口 径，改造后效果良好。经对油泥砂固化过程优化后，形成一套能够满足实际生产需要的油泥砂处理工 艺，单台设备日处理油泥砂最高可达 200吨以上，已具备了大规模化生产的条件。 四、工程实施地点桩西采油厂管辖着油田、五号桩油田、老河口油田、长堤油田等4个油田，辖区陆地

12、面积550平方千米，滩海面积150平方千米。三面环海，环境敏感性强，油 泥砂治理的迫切性强，每年产生 6000吨左右含油污泥。桩西联合站油泥砂含油量约为10犯上，固化物的发热量在60008000kJ/kg之 问，平均折合为1670kCal/kg ,若煤的低位发热量以5000kCal/kg计，则油泥砂 固化物的发热量约为同等重量煤的发热量的三分之一左右。表1桩西联合站油泥砂固化物组成测定结果序号 样品检测时间监测项目备注含水率（。%矿物油（%含水率为原样分析矿物油为风干样分析联合站2004.08.202.09.307.013.5表2桩西联合站油泥砂原样弹筒发热量测定结果序号 样品弹筒发热量（kJ

13、/kg ）联合站固化物7747.3联合站原样10056.9由以上数据可以看出桩西采油厂的污泥适合固化焚烧处理，选择桩西采油厂联合 站附近已征地报废场地作为固化处理场地，实施含油污泥固化，建立一套规范化 的油泥砂固化处理设施，实现每年 6000吨油泥砂的固化焚烧处理。五、方案设计1、油泥砂固化焚烧工艺污泥固化场平面布置图污泥固化场总占地50 x50ml从各站收集的污泥已干化的，直接卸到存储池；含 水较高的，卸至渗滤池，滤水干化后，挖到存储池。污水渗流至油水池由泵提升 到联合站污水处理系统。沉淀后的污泥投加固化剂混合搅拌后，在碎场地凉干成型。固化场详细结构见附图一。污泥固化场土建部分主要工程量表表

14、1在舁 厅P分部分项名称单位工程量1砖砌围墙、高2mm200.002场区填土m31700.003站外混凝土道路（宽6mj）m100.004站内混凝土场地 m21896.005油泥沙存储池池底砂垫层 m3269.646油泥沙存储池池底复合土工膜m2690.007油泥沙存储池池底底板钢筋碎m3207.648油泥沙存储池侧墙钢筋碎m364.489油泥沙存储池隔墙钢筋碎m39.7510油泥沙存储池池底砂砾石、碎石滤料m3125.001112油泥沙存储池基坑开挖土方办公用房m2118.8m31418.003、固化设备含油污泥的固化处理需要配套购置以下专用设备：(1)防爆型油水回收泵1台，设在油水池，将回

15、收的污水提升至联合站污水处 理系统。(2)油泥砂挖掘清理设备1套。(3)防爆型油泥砂输送设备1套。(4)防爆型油泥砂搅拌设备2台。(5)造粒机1台。4、其它配套系统(1)污水回收系统114x4的钢管100米，回收渗滤出的污水。从固化场向联合站敷设一条(2)配电系统A负荷计算在舁 厅P设备名称设备容量kW额定电压kV工作台数1油水回收泵5.50. 3812油泥砂输送设备50. 3813油泥砂搅拌设备50. 3824造粒机100. 3815其它照明用电150. 38B供电方案从联合站引低压电缆 VV22-1000 3X35+1X25100米，在站区设动力配电设备一台， 给各用电点配电。C工程量动力

16、配电配一台XL21-6 (改)。电缆 VV22-1000 3X35+1X25 100 米。电缆 VV-1000 4X4 200 米。路灯150W杆高8米2套。配照型工厂灯 GC1-A-2 150W 2套。六工程总费用：该工程方案总费用280.96万元(见附表一)。吨油泥砂处理成本经前期试验测算为 211元/吨，主要包括：药剂费、加工成本、 运输费用、管理费等。由于本项目尚处于推广阶段，各锅炉房对油泥砂固化产品认识程度不够， 锅炉房 焚烧油泥砂产生的效益，暂时无法转化为油泥砂处理单位的经济效益。待该方法 得到较大范围的推广，燃煤锅炉使用单位对油泥砂固化成的仿煤燃料认可后， 油 泥砂固化后的仿煤燃料就可作为商品销售，从而大幅降低油泥砂处理成本。七项目时间安排：.设备研制阶段：2005年7月一8月，设备定型。.现场施工阶段：2005年7月-9月，完成油泥砂存贮池及场地施工。.现场处理阶段：2005年8月-10月，完成1000吨油泥砂试验处理，检验系统 的运行可靠性。.锅炉房焚烧监测阶段：2005年12月-