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1、(10)申请公布号 CN 103936253 A (43)申请公布日 2014.07.23 CN 103936253 A (21)申请号 201410163527.6 (22)申请日 2014.04.22 C02F 11/10(2006.01) C10B 53/00(2006.01) C10G 1/00(2006.01) (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市浙大路 38 号 (72)发明人 黄群星 严建华 池涌 潘志娟 王君 李晓东 蒋旭光 马增益 王飞 金余其 陆胜勇 (74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 代理人 杜军 (54) 发明名称 一种。
2、利用微波和等离子体技术深化处理油泥 的装置 (57) 摘要 本发明公开了一种利用微波和等离子体技术 深化处理油泥的装置。 本发明采用两段复合结构， 分别为微波段和等离子气化段， 且微波段上端与 进料段相连接， 等离子气化段下端与灰渣收集段 相连接， 微波段的下端与等离子气化段的上端相 连接， 出气口设置在等离子气化段下方， 灰渣收集 段上方， 利用抽气泵将气体产物抽出 ； 微波段内 侧壁设置有微波发生器， 用于将油泥中的水分和 轻质组分受热蒸发、 裂解 ； 等离子气化段的内侧 壁上对称设置有等离子体枪， 用于将微波段未反 应完全的渣和重质组分气化得到更多可燃清洁气 体。本发明能有效改善传统油泥。
3、处理方法造成的 石油资源浪费及二次污染等问题。并且在油泥深 化处理的同时减少了能量的损耗。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103936253 A CN 103936253 A 1/1 页 2 1. 一种利用微波和等离子体技术深化处理油泥的装置， 其特征在于 ： 采用两段复合结 构， 分别为微波段 （） 和等离子气化段 （） ， 且微波段上端与进料段 （） 相连接， 等离子气 化段下端与灰渣收集段 （） 相连接， 微波段的下端与等。
4、离子气化段的上端相连接， 出气口 （5） 设置在等离子气化段下方， 灰渣收集段上方， 利用抽气泵将气体产物抽出 ； 微波段 （） 内侧壁设置有微波发生器 （3） ， 用于将油泥中的水分和轻质组分受热蒸发、 裂解 ； 等离子气化段 （） 的内侧壁上对称设置有等离子体枪 （4） ， 用于将微波段未反应完全 的渣和重质组分气化得到更多可燃清洁气体。 2. 如权利要求 1 所述的一种利用微波和等离子体技术深化处理油泥的装置， 其特征在 于进料段 （） 的侧壁设置有进料口和进气口 （2） ， 进料口外接进料系统 （1） ； 进气口通惰性 气体。 3. 如权利要求 1 所述的一种利用微波和等离子体技术深化。
5、处理油泥的装置， 其特征在 于所用微波发生器的微波频率为 2450 MHz ； 且微波段的一个斜侧壁与垂直方向呈 45， 该 斜侧壁与进料段进料口同一面 ； 所述的微波发生器 （3） 位于与斜侧壁相对的内侧壁上。 4. 如权利要求 1 所述的一种利用微波和等离子体技术深化处理油泥的装置， 其特征在 于所述的等离子气化段的温度在 1500 2500 范围内可调， 最适宜温度为 1500 ； 位于等离子气化段内的两个等离子体枪的间距可调， 通过调节其间距来控制温度。 5. 如权利要求 1 所述的一种利用微波和等离子体技术深化处理油泥的装置， 其特征在 于所述的进料系统， 包括给料泵和进料斗， 进料。
6、斗与进料段的侧壁进料口相连， 使用给料泵 能够将其均匀连续地输送入进料斗。 6. 如权利要求 1 所述的一种利用微波和等离子体技术深化处理油泥的装置， 其特征在 于灰渣收集段 （） 用于收集气化熔渣， 其一个斜侧壁与垂直方向呈 85， 该斜侧壁与进料 段进料口同一面 ； 出气口 （5） 设置有泵， 将微波热解和等离子体气化的气体产物排出。 权 利 要 求 书 CN 103936253 A 2 1/3 页 3 一种利用微波和等离子体技术深化处理油泥的装置 技术领域 0001 本发明属于环境科学技术领域和石油化工领域 ； 涉及一种对含油污泥处理， 尤其 涉及一种利用微波和等离子体技术深化处理油泥的。
7、装置， 能有效实现油泥无害化、 资源化 处理。 背景技术 0002 油泥是在原油开采、 集输、 炼制以及炼油厂污水处理过程中所产生的， 其中除了含 有大量的残留油类外还含有苯系物、 酚类、 蒽、 芘等恶臭的有毒物质， 大量的病原菌、 重金 属， 盐类以及多氯联苯、 二恶英等有毒有害物质。因此， 油泥已被列为 国家危险废物名录 中的非矿物油类。此外， 油泥还具有黏度高、 流动性差， 油土难分离等特点。直接焚烧是目 前油泥处置的主要方法， 但是由于沥青等重质组分的存在， 导致直接焚烧烟气中含有大量 未燃尽的有毒组分， 极易引起空气和土壤的二次污染， 恶化生态环境， 而且造成大量石油资 源的浪费。 。
8、0003 微波热解是近年来研究较多一种新型热解技术， 由于微波的穿透能力， 实现热解 对象的整体加热获得较高品质的产物， 但是由于油泥中重质组分较多， 底渣中固定碳含量 高， 碳转换率低。 热等离子气化技术同样是一种处理有机危险废弃物的新技术， 通过等离子 火焰的高温让有机质在短时间内升温气化， 而不可燃组分熔融后变成惰性材料。 0004 综上所述， 有必要开发一种能有效处理油泥， 充分利用其中的石油资源， 并且减少 处理过程中的二次污染的方法。 发明内容 0005 本发明的目的是结合以上两种方法的优点， 提出了一种利用微波和等离子体技术 深化处理油泥的装置， 旨在解决油泥在处理过程中有大量石。
9、油资源被浪费且未燃尽的重质 组分以及残渣中的重金属造成二次污染的问题。 0006 本发明采用两段复合结构， 分别为微波段和等离子气化段， 且微波段上端与进料 段相连接， 等离子气化段下端与灰渣收集段相连接， 微波段的下端与等离子气化段的上端 相连接， 出气口设置在等离子气化段下方， 灰渣收集段上方， 利用抽气泵将气体产物抽出。 0007 进料段的侧壁设置有进料口和进气口， 进料口外接进料系统 ； 进气口通惰性保护 气体 ； 所述的进料系统， 包括给料泵和进料斗， 进料斗与进料段的侧壁进料口相连。 由于油泥 具有很高的粘性， 使用给料泵能够将其均匀连续地输送入进料斗。 0008 微波段内侧壁设置。
10、有微波发生器， 用于将油泥中的水分和轻质组分受热蒸发、 裂 解 ； 所用微波发生器的微波频率为 2450 MHz ； 且微波段的一个斜侧壁与垂直方向呈 45， 该斜侧壁与进料段进料口同一面 ； 所述的微波发生器位于与斜侧壁相对的内侧壁上 等离子气化段的内侧壁上对称设置有两个等离子体枪， 用于将微波段未反应完全的渣 说 明 书 CN 103936253 A 3 2/3 页 4 和重质组分气化得到更多可燃清洁气体 ； 所述的等离子气化段的温度在 1500 2500 范围内可调， 最适宜温度为 1500 ； 位于等离子气化段内的两个等离子体枪的间距可 调， 通过调节其间距来控制温度。 0009 灰渣。
11、收集段用于收集气化熔渣， 其一个斜侧壁与垂直方向呈 85， 该斜侧壁与进 料段进料口同一面 ； 出气口设置有泵， 将微波热解和等离子体气化的气体产物排出。 0010 本发明工作过程如下 ： 首先， 油泥处理过程在惰性气氛条件下进行， 惰性气体从进料段侧壁的进气口充入， 装 置运行前先以惰性气体将装置内空气排空。 0011 其次， 油泥通过进料系统进入装置， 先经过微波段， 油泥中的水分和轻质组分受热 蒸发、 裂解， 而渣和重质油组分落到等离子体气化段内在高温条件下被气化。 由于微波段的 一个侧壁与水平面夹角为 45， 能够使油泥在微波段停留时间加长， 受热均匀并且初步热 解反应尽量反应完全。 。
12、0012 最后等离子体气化段的温度控制在 1500 ， 气体产物由出气口用泵抽出， 熔渣则 进入灰渣收集段。 0013 本发明有益效果如下 ： 油泥经过给料泵进入进料斗， 将物料送入炉膛并落入微波段内， 微波段的炉壁与水平 呈45的斜角， 从而使油泥在微波段的停留时间增长， 增加其在微波段的受热反应时间。 由 于微波能量利用效率高， 并且可以是物料受热均匀， 可以使油泥中的水分和轻质组分受热 蒸发、 裂解， 并且可以减少能量的损耗。 在微波段中未能反应掉的渣和重质油组分落到下段 等离子体装置内， 在高温条件下被气化。 两段反应得到的产物从气体出口用抽气泵抽出， 进 入三相分离系统， 得到不凝气。
13、体和轻质油以及污水， 其中可燃气体和油被回收利用， 污水流 入污水处理系统。 本发明能有效改善传统油泥处理方法造成的石油资源浪费及二次污染等 问题。并且在油泥深化处理的同时减少了能量的损耗。 附图说明 0014 图 1 为本发明油泥深化处理装置图 ； 图 2 为本发明油泥处理流程图。 0015 图中， 进料系统 1、 进气口 2、 微波发生器 3、 等离子体枪 4、 出气口 5。 具体实施方式 0016 下面结合附图对本发明作进一步说明。 0017 如图 1 所示， 一种利用微波和等离子体技术深化处理油泥的装置， 本发明采用两 段复合结构， 分别为微波段 （） 和等离子气化段 （） ， 且微波。
14、段上端与进料段 （） 相连接， 等离子气化段下端与灰渣收集段 （） 相连接， 微波段的下端与等离子气化段的上端相连 接， 出气口 （5） 设置在等离子气化段下方， 灰渣收集段上方， 利用抽气泵将气体产物抽出。 进 料段的侧壁设置有进料口和进气口 （2） ， 进料口外接进料系统 （1） ； 进气口通惰性气体 ； 所述的进料系统， 包括给料泵和进料斗， 这是由于油泥具有很高的粘性， 使用给料泵能 够将其均匀连续地输送入进料斗。进料斗与进料段的侧壁进料口相连。 0018 微波段 （） 内侧壁设置有微波发生器 （3） ， 用于将油泥中的水分和轻质组分受热 说 明 书 CN 103936253 A 4 。
15、3/3 页 5 蒸发、 裂解 ； 所用微波发生器的微波频率为 2450 MHz， 微波功率为 800 w 1500 w ； 且微波 段的一个斜侧壁与垂直方向呈 45， 该斜侧壁与进料段进料口同一面 ； 所述的微波发生器 1 个， 位于与斜侧壁相对的壁面上。 0019 等离子气化段 （） 的内侧壁上对称设置有两个等离子体枪 （4） ， 用于将微波段未 反应完全的渣和重质组分气化得到更多可燃清洁气体 ； 所述的等离子气化段的温度可在 1500 2500 范围内可调， 最适宜温度为1500 ； 位于等离子气化段内的两个等离子 体枪的间距可调， 通过调节其间距来控制温度。 0020 灰渣收集段 （） 。
16、用于收集气化熔渣， 其一个斜侧壁与垂直方向呈 85， 该斜侧壁 与进料段进料口同一面 ； 出气口 （5） 设置有泵， 将微波热解和等离子体气化的气体产物排 出。 0021 本发明工作过程如下 ： 结合图 1 和图 2， 首先， 油泥处理过程在充氮条件下进行， 惰性气体从进料段侧壁的进 气口充入， 装置运行前先以惰性气体将装置内空气排空， 保证处理过程中的惰性气氛。 0022 其次， 油泥通过进料系统进入装置， 先经过微波段 （微波热解反应器） ， 油泥中的水 分和轻质组分受热蒸发、 裂解， 而渣和重质油组分落到等离子体气化段 （等离子体反应器） 内在高温条件下被气化。由于微波段的一个侧壁与水平面夹角为 45， 能够使油泥在微波 段停留时间加长， 受热均匀并且初步热解反应尽量反应完全。 0023 最后等离子体气化段的温度控制在 1500 ， 气体产物由出气口用泵抽出， 经过三 相分离器， 将产物分离成不凝气体， 可凝油组分和污水。其中气体和油回收利用， 污水排入 污水处理系统。熔渣则进入灰渣收集段。 说 明 书 CN 103936253 A 5 1/2 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103936253 A 6 2/2 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 103936253 A 7 。