鉆井廢棄物完全無害化綜合處理方法
【專利說明】
[0001]技術領域本發(fā)明涉及一種鉆井廢棄物(廢水、廢漿、鉆屑)完全無害化綜合處理方法，利用燃料在熱風爐燃燒產生的熱源，燃燒的熱氣為載氣，通過高溫分解使被鉆井液浸泡過的鉆屑無害化，利用高溫分解后的一次尾氣為干化預熱鉆屑的熱源，鉆井廢漿與干化鉆屑混合后的濕物料與一次尾氣在回轉式干燥爐內并流接觸傳熱傳質，干化預熱后的鉆屑再經高溫分解使其無害化，一次尾氣在干化預熱鉆屑后形成的二次尾氣與鉆井廢水形成交叉流傳質傳熱，二次尾氣放熱得以凈化并帶走廢水中的水相而排放，廢水吸熱蒸發(fā)減量，最終實現鉆井廢棄物完全無害化綜合治理的目的。
[0002]【背景技術】鉆井廢棄物(廢水、廢漿、鉆屑)完全無害化現場綜合處理是鉆井現場必須解決的環(huán)境保護問題?，F有技術處理鉆井廢棄物的方法主要是:廢水化學處理排放、廢漿和鉆屑化學處理固化填埋。存在的主要問題是:化學處理方法必將新增污染源；鉆井廢漿固化達標困難，必然帶來污染環(huán)境的隱患，同時需添加100%固化骨料，其填埋容積增大受井場周邊環(huán)境容量及耕地緊張因素的限制、油基鉆屑固化處理不能達標，直接焚燒處理其燃燒熱能不能利用。上述將鉆井廢棄物分別處理的方法不能實現廢棄物完全無害化，必將遺留污染環(huán)境的隱患。
[0003]
【發(fā)明內容】
本發(fā)明公開一種利用燃料在熱風爐燃燒產生的熱能，采取高溫分解無害化鉆屑、干化預熱廢漿與干化鉆屑混合的鉆屑濕料、蒸發(fā)減量鉆井廢水的方法，其特征是利用燃燒燃料提供的500°C?800°C之間的任何溫度的熱風，熱風風速為2000立方米/小時?5000立方米/小時之間的任何值，利用高溫分解后的一次尾氣為干化預熱鉆屑的熱源，鉆井廢漿與干化鉆屑混合后的濕物料與一次尾氣并流接觸傳熱傳質，一次尾氣降溫并帶走水汽轉換為二次尾氣，鉆屑濕料吸熱升溫水分蒸發(fā)含水率降低，最后在熱風爐的高溫室中升溫達到450°C以上使固相顆粒無害化。無害化鉆屑能效達到1.54?3.10kg/1000kJ、蒸發(fā)廢水能效達到2.0?4.2kg/1000kJ?？偟耐饧觿恿ο牟怀^50kW ；
[0004]本發(fā)明的具體方法是:由燃燒式熱風爐1、回轉式干燥爐2、尾氣干料收集器3、垂直提升機4、混合攪拌器5、鉆井液分布器6與螺旋傳輸機7相連接,燃料在熱風爐燃燒室1-1中燃燒形成的熱風為熱源，鉆屑以投入速率8500?16000kg/h投放到混合攪拌器5中，經混合攪拌器5攪拌運移至末端由自身重力而進入回轉式干燥爐2內與500?800°C的燃燒式熱風爐熱風順流接觸傳熱傳質最后形成干化鉆屑，鉆井廢漿經鉆井液泵11由管件與鉆井液分布器6相連接，鉆井液分布器6的鉆井廢漿按0.30?0.59m3/h的速率、經管線分布在混合攪拌器5中使之與經由垂直提升機4傳送的干化鉆屑充分混合，混合均勻的鉆屑濕料由自身重力而進入回轉式干燥爐2內與500?800°C的燃燒式熱風爐熱風順流接觸傳熱傳質最后在回轉式干燥爐內升溫達到180?360°C干化鉆屑，經由垂直提升機4提升并分流，一部分進入混合攪拌器5與鉆井廢衆(zhòng)混合、一部分進入螺旋傳輸機7傳輸后由自身重力而進入熱風爐高溫室1-2中升溫達到450°C以上使固相顆粒無害化，最后以無害化固相顆?；蚍垠w形態(tài)從熱風爐高溫室1-2排出，鉆屑干化尾氣經引風機10由尾氣干料收集器3引入到噴淋式除塵器中，與由噴淋水泵9泵送的廢水形成交叉流傳質傳熱，廢水吸熱蒸發(fā)減量，尾氣放熱得以凈化并帶走廢水中的水相經引風機10排出，從而建立鉆井廢棄物無害化綜合治理循環(huán)。無害化鉆屑能效達到1.54?3.10kg/1000kJ、蒸發(fā)廢水能效達到2.00?
4.20kg/1000kJo
[0005]同時由尾氣干料收集器3、噴淋式除塵器8、噴淋水泵9及連接管件完成鉆井廢棄物無害化尾氣洗滌的操作；垂直提升機4干料入口與尾氣干料收集器3干料出口連接，垂直提升機4干料出口分別于混合攪拌器5和螺旋傳輸機7相連接，可以根據需要調整干化鉆屑在混合攪拌器5和螺旋傳輸機7間的分配,混合攪拌器5上部設有鉆井液分布器6,可根據需要調整鉆井廢漿的分布到混合攪拌器5中與干化的鉆屑均勻混合形成水分含量(10%的鉆屑濕料，再干化后經高溫無害化，完成鉆井廢漿的無害化。一臺輸出熱量250萬大卡/h的燃燒式熱風爐，可以無害化鉆屑16293kg/h、同時無害化治理含固率20?40%(v/v)、密度1600?2200kg/m3的鉆井廢漿1472?2697kg/h，或同時蒸發(fā)減量鉆井廢水736kg/h，總的外加動力消耗不超過50kW。本發(fā)明完全采用物理的方法治理鉆井廢棄物，完全消除鉆井廢棄物污染環(huán)境的隱患。
[0006]【附圖說明】附圖是本發(fā)明所提供的鉆井廢棄物完全無害化綜合處理系統(tǒng)與裝置示意圖。圖中:1-燃燒式熱風爐；1-1_熱風爐燃燒室；1-2_熱風爐高溫室；2_回轉式干燥機；3_尾氣干料收集器；4_垂直提升機；5_混合攪拌器；6_鉆井液分布器；7_螺旋傳輸機；8-噴淋式除塵器；9_噴淋水泵；10_引風機；11_鉆井液泵；
[0007]【具體實施方式】以下結合但不限于實施例闡述
【具體實施方式】
[0008]實施例1:輸出熱量250萬大卡/h的燃燒式熱風爐，可以無害化鉆屑16293kg/h、同時無害化治理含固率20?40% (v/v)、密度1600?2200kg/m3的鉆井廢漿1472?2697kg/h，或同時蒸發(fā)減量鉆井廢水736kg/h。
[0009]采用燃煤在焚燒式燃煤爐中充分燃燒，控制爐膛溫度900?1000°C，采用變頻引風機10調整引風流量2000?5000m3/h，控制回轉式干燥機2熱風溫度500?800°C，鉆屑以運行速率8500?13000kg/h投入到混合攪拌器5中，經混合攪拌器5攪拌運移至末端由自身重力而進入回轉式干燥爐2內與500?800°C的熱風順流接觸傳熱傳質最后形成干化鉆屑，含固率40% (v/v)、密度2200kg/m3的鉆井液由鉆井液泵11經管件泵送至鉆井液分布器6按0.30?0-59m3/h的投放速率將鉆井廢漿與返回的干化鉆屑干料充分混合形成鉆屑濕料，控制鉆屑濕料的水分含量< 10%、運行速率8500kg/h，鉆屑濕料在混合攪拌機5中充分混合并運移，運移至混合攪拌機5末端由自身重力而進入回轉式干燥機2中，鉆屑濕料在回轉式干燥機2中在運移的同時與熱風順流接觸傳熱傳質，熱風傳熱降溫并帶走水分，鉆屑濕料吸熱傳質含水率降低，形成含水率< 1.0%、物料溫度180?360°C的干化鉆屑，最后運移至尾氣干料收集器3進入垂直提升機4的收料漏斗中，根據需要:一部分干化鉆屑經垂直提升機4將其提升進入混合攪拌器5收料漏斗中與鉆井廢漿混合，混合攪拌器5將其混合攪拌運移至混合攪拌器5末端由自身重力而進入回轉式干燥機2中與熱風傳質傳熱形成干化鉆屑；一部分干化鉆屑經垂直提升機4將其提升進入螺旋傳輸機7收料漏斗中，螺旋傳輸機7將其運移至末端由自身重力而進入熱風爐高溫室1-2中升溫達到450°C以上使固相顆粒經高溫氧化形成無害化固體廢棄物排出無害化系統(tǒng)。降溫至120?380°C含有水分的尾氣，經尾氣干料收集器3尾氣出口進入噴淋式除塵器8中與由噴淋水泵9泵送的廢水形成交叉流傳質傳熱，廢水吸熱蒸發(fā)減量，尾氣放熱得以凈化并帶走廢水中的水相經引風機10排出。從而建立鉆井廢棄物(廢水、廢漿、廢渣)無害化