孫武（中國(guó)石化海南煉油化工有限公司，海南 儋州 578101）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油的消耗量不斷地增加，煉廠不斷新建與擴(kuò)建，產(chǎn)生的固廢油泥量不斷地增加，油泥對(duì)環(huán)境的危害不斷地加劇，同時(shí)油泥中含有大量污油無(wú)法回收，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，因此油泥干化處理技術(shù)是長(zhǎng)期困擾石化企業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔化、環(huán)境友好生產(chǎn)的難題之一。油泥處理技術(shù)的現(xiàn)狀：（1）油泥直接進(jìn)入焦化。2016年“土十條”提出后，煉油化工成為重點(diǎn)監(jiān)管行業(yè)，油泥進(jìn)焦化一方面導(dǎo)致焦炭灰分含量上升，影響質(zhì)量，另一方面導(dǎo)致除焦時(shí)產(chǎn)生更嚴(yán)重的惡臭氣味，相當(dāng)于將污染物進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，并沒(méi)有徹底進(jìn)行無(wú)害化處理；（2）調(diào)質(zhì)—機(jī)械分離處理技術(shù)：調(diào)質(zhì)—機(jī)械分離技術(shù)是指在污油泥中按比例加入一定量的化學(xué)藥劑，并通過(guò)改變污油泥的各種理化性質(zhì)，使污油泥實(shí)現(xiàn)固液分離的一種工藝方法；（3）超熱蒸汽噴射處理：超熱蒸汽高溫噴射處理是來(lái)自日本的干化技術(shù)，從日本引進(jìn)的設(shè)備，使用高溫過(guò)熱蒸汽，即500 ℃以上的過(guò)熱蒸汽作為熱源噴射油泥，使其在高溫下汽化。但缺點(diǎn)是能耗高，系統(tǒng)處理能力小，系統(tǒng)堵塞嚴(yán)重，設(shè)備磨損腐蝕嚴(yán)重，處理運(yùn)行費(fèi)用高，產(chǎn)品干泥冷卻不充分，存在自燃風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也存在很大的臭味；（4）熱萃?。簾彷腿〖夹g(shù)是由撫順石化研究院開(kāi)發(fā)而來(lái)，采用了溶劑油熱萃取破乳的方法，該工藝以煉廠溶劑油為輸送和傳熱介質(zhì)，以低壓蒸汽為熱源，在強(qiáng)制循環(huán)的條件下實(shí)現(xiàn)了污泥中水的脫除，污泥中的油和固體物轉(zhuǎn)移到溶劑油中，經(jīng)沉降分離的固體物送脫油干燥系統(tǒng)后得到濕粉狀固體。該工藝技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中具有原油回收率高、能耗低、不易產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢(shì)，但由于超臨界萃取劑成本較大，在大規(guī)模推廣方面難度較高；（5）熱脫附：以天然氣為燃料，間接加熱污染物，將污染物中的水、原油或多環(huán)芳烴等有機(jī)物加熱蒸發(fā)，與固體殘?jiān)摳椒蛛x。蒸發(fā)出的脫附汽通過(guò)噴淋冷卻及尾氣回收系統(tǒng)，回收油組分資源，凈化處理不凝氣和污水。經(jīng)處理后的干化污泥含水率＜5%，含油率＜2%，實(shí)現(xiàn)含油污泥的減量化、資源化和無(wú)害化處理。裝置包括進(jìn)料系統(tǒng)、熱脫附系統(tǒng)、脫附汽、不凝氣處理系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)等，但其仍有不足，存在進(jìn)料分布不均勻，局部溫度過(guò)高，出料含水率高時(shí)容易堵塞等問(wèn)題。

中國(guó)石化海南煉油化工有限公司（簡(jiǎn)稱海南煉化）是一家以煉油化工為主營(yíng)業(yè)務(wù)的生產(chǎn)企業(yè)，原油綜合加工能力為 800 萬(wàn)噸/年。擁有 800 萬(wàn)噸/年常減壓蒸餾、310 萬(wàn)噸/年催化原料預(yù)處理、280 萬(wàn)噸/年重油催化裂化、80 萬(wàn)噸/年脫硫脫硫醇、60 萬(wàn)噸/年氣體分餾、10 萬(wàn)噸/年甲基叔丁基醚、120 萬(wàn)噸/年連續(xù)重整、20 萬(wàn)噸/年異構(gòu)化、120 萬(wàn)噸/年加氫裂化、6 萬(wàn)標(biāo)立/小時(shí)制氫、200 萬(wàn)噸/年柴油加氫精制、 30 萬(wàn)噸/年與70 萬(wàn)噸/年航煤加氫精制、8 萬(wàn)噸/年硫磺回收和溶劑再生、180 噸/小時(shí)酸性水汽提、20 萬(wàn)噸/年聚丙烯和合資建設(shè)的 8 萬(wàn)噸/年苯乙烯等 17套煉油化工生產(chǎn)裝置及相應(yīng)的油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施、公用工程系統(tǒng)。

海南煉化原三泥處理系統(tǒng)只是采用傳統(tǒng)的污泥重力濃縮和離心脫水處理，處理后的污泥含水率約為 85%左右，之后污泥通過(guò)污泥泵被送入焚燒裝置。但原有 裝置處理后的污泥含水率高，需要焚燒處理的污泥量大，且焚燒溫度高達(dá) 1 100 ℃，能耗高，焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣處理困難。

為此，海南煉化在2018年新建了一套油泥干化裝置使用酸化破乳工藝處理油泥，目的是處理污水處理廠的大量油泥及活性污泥，實(shí)現(xiàn)減量化處理。

1 處理過(guò)程

本文中污泥干化裝置包括新建油泥破乳及除油處理、污泥調(diào)理、污泥濃縮、污泥脫水和污泥干化單元。其中，油泥破乳和污泥干化單元采用湖北匯豐方圓環(huán)保科技有限公司開(kāi)發(fā)的“無(wú)害化處理石化行業(yè)中底油泥、浮渣和活性污泥的方法”這一專利技術(shù)和成套設(shè)備。原污泥離心脫水系統(tǒng)因運(yùn)行效果不佳，更換為新的離心脫水系統(tǒng)。

裝置處理規(guī)模為7 t/h，其中油泥（底油泥和浮渣）的處理規(guī)模為5 t/h（含固率1.5%，含油率10%）；活性污泥的處理規(guī)模為2 t/h（含固率1.5%）。

干燥機(jī)按入口污泥含水率85%設(shè)計(jì)，處理能力為0.7 t/h，操作彈性60%～120%。設(shè)計(jì)年開(kāi)工時(shí)間為8 000 h。處理后干化污泥含固率達(dá)85%以上，呈顆粒狀，熱值高。

1.1 工藝流程簡(jiǎn)述

本文中三泥干化處理技術(shù)的關(guān)鍵是通過(guò)加入特定的破乳劑破壞油泥的乳化狀態(tài)，使其實(shí)現(xiàn)油、水、泥三相分離。不僅可有效回收油泥中的油，更主要的是能將難處理的油泥轉(zhuǎn)化為常規(guī)污泥，在低溫下實(shí)現(xiàn)干化。在調(diào)理器中，加入調(diào)理劑對(duì)破乳污泥進(jìn)行調(diào)理，調(diào)理后的污泥被送入泥水分離器中，與活性污泥一起在泥水分離器中進(jìn)行重力濃縮。泥水分離器頂部的游離水溢流出裝置，底部的泥水混合物被送入離心脫水機(jī)中進(jìn)行機(jī)械脫水，脫水污泥通過(guò)螺旋輸送器重力落入污泥罐中，又經(jīng)污泥罐底部的污泥泵提升至干燥機(jī)中，由低壓蒸汽作為熱源對(duì)脫水污泥進(jìn)行干化處理。干化后的污泥送入干泥倉(cāng)中，定期裝袋外運(yùn)。而干燥機(jī)頂部排濕氣體通過(guò)引風(fēng)機(jī)排至洗氣塔中，在洗氣塔內(nèi)進(jìn)行洗氣凈化，之后被送入氣體凈化裝置。罐頂氣統(tǒng)一被送入罐頂氣脫硫塔進(jìn)行脫硫處理，而后排入氣體凈化裝置。具體流程如圖1所示。

圖1 煉化油泥干化工藝流程

1.2 油泥干化裝置運(yùn)行條件

（1）蒸汽熱源為0.6 MPa G飽和水蒸氣，最高溫度170 ℃。

（2）酸化破乳pH值控制在1.5～2，調(diào)理后pH控制在中性6～9。

（3）干燥機(jī)微負(fù)壓運(yùn)行-1 kPa，干燥機(jī)內(nèi)氧含量控制在2%以下。

1.3 設(shè)計(jì)注重安全設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目十分注重安全設(shè)計(jì)：

（1）通過(guò)破乳回收污油調(diào)理后，輕質(zhì)油被回收，油含量比較低。（2）裝置采用小于0.7 MPa低壓飽和水蒸汽（溫度不會(huì)超過(guò)170oC）作為熱源，在這樣的情況下進(jìn)行干化更加安全。（3）通過(guò)低壓氮?dú)庾詣?dòng)控制氧含量，控制干燥機(jī)內(nèi)氧含量小于2%（氧含量的臨界值為4%～5%），防止燃爆。（4）通過(guò)干化后含水率降至5%～20%，達(dá)到充分減量，也不會(huì)因太干燥而產(chǎn)生大量粉塵。（5）干燥機(jī)在微負(fù)壓條件下運(yùn)行，氣體不會(huì)外泄。（6）干燥機(jī)排泥溫度控制在50oC以下，防止干化污泥熱值比較高，發(fā)生自燃。（7）通過(guò)星型卸料器密閉卸料，使氣體無(wú)法進(jìn)入到裝置內(nèi)。

2 裝置運(yùn)行分析

2.1 運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

油泥干化裝置于2019年10月一次投料試車成功，產(chǎn)出干化污泥。期間主要檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 污泥干化運(yùn)行物料消耗和產(chǎn)出表

原料污泥平均處理量為4.883 t/h，其中油泥/浮渣平均處理量為3.572 t/h，活性污泥平均處理量為1.311 t/h。

離心脫水機(jī)平均進(jìn)泥量為3.868 t/h，產(chǎn)干泥量平均為65.26 kg/h，污泥干化裝置減量化達(dá)到98.66%，其中污泥干化單元減量化達(dá)到83.41%。

經(jīng)離心脫水機(jī)后污泥含水率84.5%，干化污泥含水率6.85%。

原料油泥處理量為3.572 t/h，油含量為37 094.57 mg/L，即原料油泥中含油132.5 kg/h。油泥分離裝置出油含量為5 720.78 mg/L，即含油20.43 kg/h，污油回收率為84.60%。具體數(shù)據(jù)如表2和表3所示。

表2 污泥干化運(yùn)行原料和產(chǎn)品分析表

表3 污泥干化運(yùn)行公用介質(zhì)及三劑消耗表

2.2 運(yùn)行費(fèi)用分析

污水處理場(chǎng)每年預(yù)計(jì)產(chǎn)生的原料污泥量為39 064 t（其中油泥/浮渣量為28 576 t，活性污泥量為10 488 t），按最近一次海南煉化浮渣外委處理費(fèi)用870元/噸計(jì)算，浮渣外委處理每年的費(fèi)用約為3 399萬(wàn)元。

經(jīng)污泥干化裝置處理后，按照減量化98.66%計(jì)算（干化污泥含水率6.85%），預(yù)計(jì)全年產(chǎn)生干化污泥的量為523.5 t，按照危廢外委處置費(fèi)用2 750元/噸計(jì)算，該523.5 t干化污泥外委處置費(fèi)用為143.96萬(wàn)元。

如表4所示，本污泥干化裝置的年運(yùn)行費(fèi)用（包括公用工程消耗、三劑消耗和電耗，不包括生產(chǎn)費(fèi)用、職工薪酬、人工勞務(wù)和修理費(fèi)）為99.88×39 064/10 000=390.17萬(wàn)元，故每年可節(jié)約費(fèi)用3 399-143.96-390.17=2 864.87萬(wàn)元。

表4 污泥干化運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算

3 優(yōu)化改進(jìn)措施

在運(yùn)行的過(guò)程中根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采取了相應(yīng)的優(yōu)化措施，優(yōu)化措施如下：

（1）油泥分離裝置至調(diào)理器原設(shè)計(jì)采用自流方式，運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)堵塞，后增加一氣動(dòng)隔膜泵將油泥分離裝置內(nèi)物料泵送至調(diào)理器，改進(jìn)后運(yùn)行良好，未出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

（2）系統(tǒng)排氣管線偶爾有排氣不暢的情況，后在洗氣塔上增加了堿洗管線，定時(shí)堿洗，效果明顯，更有利于干燥機(jī)負(fù)壓控制。

4 該項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)

（1）污油進(jìn)行回收，回收率比較高，實(shí)現(xiàn)油泥的資源化；

（2）利用酸化破乳，乳化水轉(zhuǎn)化為游離水，為低溫干化創(chuàng)造有利條件。

（3）經(jīng)過(guò)破乳和調(diào)理處理后，污泥的脫水性能改善，設(shè)有污泥濃縮器，可連續(xù)地運(yùn)行進(jìn)行泥水分離，大量污水澄清溢流排出，減少了脫水污泥的處理量。

（4）油泥干化系統(tǒng)是封閉的，控制干化后污泥的含水率，不會(huì)產(chǎn)生粉塵危害；

（5）在破乳階段將產(chǎn)生惡臭的硫化物全部去除，對(duì)低沸點(diǎn)的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行了回收，廢氣都通過(guò)了洗氣除臭，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)惡臭現(xiàn)象；

（6）干化減量化效果非常顯著。含水率從85%降低至6%能夠?qū)崿F(xiàn)近84%的減量；

（7）油泥干化處理費(fèi)用比較低。焚燒處理油泥費(fèi)用為700～800元/噸，熱托付處理油泥費(fèi)用為600～700元/噸，酸化破乳處理油泥運(yùn)行費(fèi)用為200～300元/噸左右。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）油泥經(jīng)破乳、污油回收、調(diào)理和濃縮處理后，再進(jìn)行離心脫水處理和干化處理，可將污泥含水率由離心脫水后的84.5%降到6.85%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于設(shè)計(jì)值30%，污泥減量高達(dá)83.69%，減量化效果非常顯著。

（2）采用本項(xiàng)干化處理技術(shù)，裝置處理費(fèi)用為99.88元/噸，每年將節(jié)省費(fèi)用2 864.87萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。

（3）本裝置運(yùn)行良好，尤其在油泥處理上效果顯著，對(duì)集團(tuán)公司其他兄弟公司的油泥處理提供了一種切實(shí)可行的方法。