一種利用堿性泥沙干洗石油污染布袋的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用堿性泥沙干洗石油污染布袋的方法。屬于石油污染物修復(fù)技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國在過去三十年內(nèi)經(jīng)歷了快速工業(yè)化和城市化，原油開采和石油制品消耗不斷 增多，時至2012年，我國原油產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到2. 07億噸，全年表觀石油消耗量突破5億噸。 我國《國家危險廢物名錄》中明確指出，石油開采和煉制過程中產(chǎn)生的油泥和油腳屬于危險 廢棄物，具有毒性和易燃性。在石油開采、輸送、儲藏過程中布袋會沾附各種原油、油泥和油 腳，產(chǎn)生大量的石油污染布袋，簡稱"油布"，油布亦屬于危險廢棄物。隨意棄置或者焚燒處 理對生態(tài)和人居環(huán)境存在破壞風(fēng)險。因此，如何去除或者降低布袋中石油污染物的濃度已 成為油田和煉油廠亟需解決的問題。
[0003] 石油污染布袋中的主要污染物是石油，石油是一種含有烴類和少量其他有機(jī)物的 復(fù)雜混合物，其中烷烴占有機(jī)物總量的55%?75%，芳烴占有機(jī)物總量的15%?25%，瀝 青等其他物質(zhì)則占10%?20%。石油污染布袋的含油量在3%?20%，目前尚沒有針對石 油污染布袋有效清洗方法的公開報道。相關(guān)文獻(xiàn)報道集中在石油污染土壤及部分衍生固 體廢棄物，諸如石化廢水的污泥和浮渣等。國內(nèi)周啟星等人研宄在石油污染土壤上種植觀 賞類植物以原位降解石油污染物，隨種植植物的不同石油降解率可達(dá)20%?50%，但是適 宜植物生長的石油污染物濃度不能高于5%，治理周期較長，大于四個月；大量文獻(xiàn)報道了 通過強(qiáng)化微生物原位堆肥或者異位反應(yīng)器處理石油污染固體廢棄物的方法，但是耗時長、 營養(yǎng)劑耗量大、處理效果不穩(wěn)定。新疆油田采用"熱堿洗+助溶劑"技術(shù)建設(shè)的克拉瑪依博 達(dá)油泥無害化處理廠，處理規(guī)模達(dá)200t/d，出場油泥達(dá)標(biāo)回填，但是該技術(shù)產(chǎn)生大量堿液廢 水，二次污染較為嚴(yán)重；熱處理法包括熱解法、焦化法和焚燒法都是處理處置石油污染固體 廢棄物的常見方法，石油污染物去除率高，同時實現(xiàn)能量回收，但是存在二次污染且未能實 現(xiàn)資源化回收；申明樂等人采用有機(jī)溶劑萃取法，在石油污染土壤中投加等體積比氯仿， 可將石油濃度由50 %降低至0. 3 %，去除效率高但是藥劑成本高，有機(jī)溶劑具有易燃性和 毒性等特征，實際大規(guī)模操作難度高；有文獻(xiàn)報道微波法、超聲法、電化學(xué)法在實驗室中去 除石油污染物的應(yīng)用成果，但尚處于探索階段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對干洗法在石油污染布袋潔凈回收領(lǐng)域上的空白，克服了以微波法、超 聲法、化學(xué)氧化法、表面活性劑、石油醚等為清洗方法和介質(zhì)效果差、成本高、破壞大、易燃 易爆及易產(chǎn)生二次污染等問題，提出一種石油污染布袋的堿性泥沙干洗法，使石油污染物 轉(zhuǎn)移至干洗介質(zhì)從而達(dá)到布袋潔凈作用，處理后的布袋石油含量均低于廢礦物油回收利用 污染控制技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（HJ 607-2011)閾值，對其直接回填、堆置均不會造成土壤污染，也 可以用作再生布袋原材料，回收再利用。干洗法的關(guān)鍵技術(shù)是開發(fā)針對性強(qiáng)，成本低廉且無 二次污染的洗脫劑，并制定合理有效的處理工藝。
[0005] 本發(fā)明處理工藝流程如下：
[0006] 第一步，預(yù)烘干
[0007] 將石油污染布袋烘干，至石油污染布袋含水率低于20% ;
[0008] 第二步，機(jī)械攪拌干洗
[0009] 先在細(xì)河沙中添加石灰或電石渣，攪拌均勻得到粒徑為10?100目的干洗介質(zhì)， 石灰或電石渣的添加量與細(xì)河沙體積相同，將干洗介質(zhì)和石油污染布袋輸送至攪拌機(jī)進(jìn)行 干洗，干洗介質(zhì)與石油污染布袋的質(zhì)量比為1:1?1:2,攪拌時間不大于30分鐘，溫度在 80 °C ?KKTC0
[0010] 第三步，布袋和干洗介質(zhì)分離
[0011] 干洗完成后，卸料至直線振動篩，停留5分鐘，實現(xiàn)石油污染布袋和干洗介質(zhì)的 分離，布袋留存于篩上，進(jìn)入下一步潔凈處理，干洗介質(zhì)成為篩下物，輸送至回轉(zhuǎn)窯高溫再 生；
[0012] 第四步，布袋潔凈處理
[0013] 分離出來的布袋進(jìn)入裝有自來水的澄清池進(jìn)行漂洗，然后通過烘干機(jī)烘干，烘干 溫度為l〇〇°C，完成潔凈干燥處理后的布袋進(jìn)行分析測試，布袋石油含量均低于廢礦物油回 收利用污染控制技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（HJ 607-2011)閾值，澄清池底部的干洗介質(zhì)輸送至回轉(zhuǎn) 窯高溫再生；
[0014] 第五步，干洗介質(zhì)再生
[0015] 將振動篩和澄清池分離出來的干洗介質(zhì)，輸送到回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行大于500°C高溫再生 處理，再生后的干洗介質(zhì)輸送至臥式攪拌干洗機(jī)回收利用；產(chǎn)生的煙氣余熱用于布袋清洗 前的預(yù)烘干和漂洗潔凈后的烘干，以及攪拌干洗時對干洗介質(zhì)持續(xù)供熱；附著在干洗介質(zhì) 的石油污染物經(jīng)回轉(zhuǎn)窯高溫氣化、熱裂化，氣化物質(zhì)最終進(jìn)入冷卻塔，回收部分冷凝后的廢 石油高溫氣化產(chǎn)物，煙氣經(jīng)過處理系統(tǒng)后達(dá)標(biāo)排放。
[0016] 所述石油污染布袋的石油質(zhì)量百分比濃度在3%?20%。
[0017] 所述電石渣粒徑小于100目的市售商品，河沙粒徑10-100目的市售商品。
[0018] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0019] 1，本發(fā)明利用石灰、電石渣等堿性介質(zhì)破壞石油污染物結(jié)構(gòu)，使其皂化，從而降低 其對于布料的粘附性，同時在80°C?KKTC溫度下通過細(xì)（小顆粒）河沙在機(jī)械攪拌下的 吸附作用，30分鐘內(nèi)可使石油污染物轉(zhuǎn)移至干洗介質(zhì)，石油污染物濃度在3%?20%的布 袋的，石油污染去除效率高于90%，干洗后的布袋石油含量均低于廢礦物油回收利用污染 控制技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（HJ 607-2011)閾值，洗滌過程不對布袋材料造成破壞，可用作再生布 袋原材料回收利用。
[0020] 2,由于細(xì)河沙主成分是二氧化娃，其熔點是1700°C左右，粒度在10?100目之間， 耐高溫處理；電石渣是電石生產(chǎn)乙炔過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，石灰是廣泛應(yīng)用的土木工程原 材料之一，二者的主成分是氫氧化鈣，是一種微溶于水的中強(qiáng)堿，干洗介質(zhì)中的石油污染物 在高溫下解附、裂化、氣化、冷凝后回收廢石油高溫氣化產(chǎn)物，防止二次污染。
[0021] 3,本發(fā)明對清洗后的干洗介質(zhì)進(jìn)行高溫再生處理，干洗介質(zhì)中的堿性成分氫氧化 鈣加熱到約500°C會分解為氧化鈣，石灰和電石渣的有效成分在高溫作用下不會減少，細(xì)河 沙熔點高，耐高溫處理，干洗介質(zhì)吸附的石油污染物在高溫作用下發(fā)生裂化和氣化，石油污 染物的主要組成物是長鏈烷烴、環(huán)烷烴和芳烴，在500?600°C高溫作用下，大分子烷烴分 裂為小分子的烷烴和烯烴；環(huán)烷烴分裂為小分子或脫氫轉(zhuǎn)化成芳烴，小分子短鏈烷烴在高 溫作用下進(jìn)一步氣化；芳烴環(huán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，較難分裂，在高溫下以氣化為主，所以干洗介質(zhì)通 過500°C及以上高溫再生處理后可以重復(fù)使用。
[0022] 4,本發(fā)明工藝流程簡單，操作簡便，細(xì)河沙和石灰、電石渣等堿性物質(zhì)價格低廉， 材料易得，組成的干洗介質(zhì)高溫再生回用，進(jìn)一步減少了干洗介質(zhì)的投加量。
[0023] 5,石油污染物經(jīng)高溫解附、裂化、氣化后氣化物質(zhì)最終進(jìn)入冷卻塔，回收部分冷凝 后的廢石油高溫氣化產(chǎn)物，高溫再生處理過程中產(chǎn)生的煙氣余熱以熱交換方式用于布袋清 洗前的預(yù)烘干和漂洗潔凈后的烘干，以及干洗時對干洗介質(zhì)持續(xù)供熱，減少能源消耗。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 本發(fā)明的主要工藝參數(shù)及處理效果請看表1。
[0026] 表1本發(fā)明的主要工藝參數(shù)及處理效果
【主權(quán)項】
1. 一種利用堿性泥沙干洗石油污染布袋的方法，其特征在于： 第一步，預(yù)烘干，將石油污染布袋烘干，至石油污染布袋含水率低于20% ; 第二步，機(jī)械攪拌干洗 先在細(xì)河沙中添加電石渣，攪拌均勻得到粒徑為10?100目的干洗介質(zhì)，電石渣的添 加量與細(xì)河沙體積相同，將干洗介質(zhì)和石油污染布袋輸送至攪拌機(jī)進(jìn)行干洗，干洗介質(zhì)與 石油污染布袋的質(zhì)量比為1:1?1:2,攪拌時間不大于30分鐘，溫度在80°C?100°C ; 第三步，布袋和干洗介質(zhì)分離 干洗完成后，卸料至直線振動篩，停留5分鐘，實現(xiàn)石油污染布袋和干洗介質(zhì)的分離， 布袋留存于篩上，進(jìn)入下一步潔凈處理，干洗介質(zhì)成為篩下物，輸送至回轉(zhuǎn)窯高溫再生； 第四步，布袋潔凈處理 分離出來的布袋進(jìn)入裝有自來水的澄清池進(jìn)行漂洗，然后通過烘干機(jī)烘干，烘干溫度 為100°C，完成潔凈干燥處理后的布袋進(jìn)行分析測試，布袋石油含量均低于廢礦物油回收利 用污染控制技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（HJ 607-2011)閾值，澄清池底部的干洗介質(zhì)輸送至回轉(zhuǎn)窯高溫 再生； 第五步，干洗介質(zhì)再生 將振動篩和澄清池分離出來的干洗介質(zhì)，輸送到回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行大于500°C高溫再生處理， 再生后的干洗介質(zhì)輸送至臥式攪拌干洗機(jī)回收利用；產(chǎn)生的煙氣余熱用于布袋清洗前的預(yù) 烘干和漂洗潔凈后的烘干，以及攪拌干洗時對干洗介質(zhì)持續(xù)供熱；附著在干洗介質(zhì)的石油 污染物經(jīng)回轉(zhuǎn)窯高溫氣化、熱裂化，氣化物質(zhì)最終進(jìn)入冷卻塔，回收部分冷凝后的廢石油高 溫氣化產(chǎn)物，煙氣經(jīng)過處理系統(tǒng)后達(dá)標(biāo)排放。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用堿性泥沙干洗石油污染布袋的方法，其特征在于： 所述石油污染布袋的石油質(zhì)量百分比濃度在3%?20%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用堿性泥沙干洗石油污染布袋的方法，其特征在于： 所述電石渣為粒徑小于100目的市售商品，細(xì)河沙為粒徑為10-100目市售商品。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用堿性泥沙干洗石油污染布袋的方法，屬于石油污染修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。主要步驟如下：(1)布袋預(yù)烘干；(2)一定溫度下，以添加了石灰、電石渣等堿性物質(zhì)的細(xì)河沙為干洗介質(zhì)，在機(jī)械攪拌作用下吸附石油污染物；(3)利用振動篩分離布袋和干洗介質(zhì)；(4)布袋漂洗烘干潔凈處理后可回收利用；(5)干洗介質(zhì)高溫再生處理后可重復(fù)使用。石油污染物經(jīng)解附、裂化、氣化、冷凝后可回收部分廢石油氣化產(chǎn)物，余熱可用于步驟(1)、步驟(2)和步驟(4)。本發(fā)明的處理工藝適用于高濃度石油污染布袋，成本低廉，操作簡便。干洗后布袋石油含量均低于廢礦物油回收利用污染控制技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(HJ 607-2011)閾值，回收利用或直接填埋均不會造成二次污染。
【IPC分類】B08B9-08, B08B13-00
【公開號】CN104525538
【申請?zhí)枴緾N201410764360
【發(fā)明人】趙由才, 高小峰, 蘭思杰, 謝田, 黃晟, 孫艷秋, 羅安然, 柴曉利, 牛冬杰
【申請人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月11日