CN109621812A - 一种利用高热值废物制备乳化油的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请属于乳化油制备领域，具体公开了一种利用高热值废物制备乳化油的方法，该方法包括以下步骤：高热值废物进行搅拌使得物料混合均匀，制得混合物料；混合物料制浆，得到浆状物料；制浆完成后，加入药剂进行搅拌，对浆状物料进行性质调节；经过调制物料经过二级制浆处理后得到成品乳化油。本申请的制备系统所采用的原料范围广，对精馏/蒸馏残渣、油泥、煤制油残渣、石油焦等类型的废物均可进行处理，提高了化工高热值废物处理的效率；将化工行业高热值废物制备成乳化油，作为焚烧炉和水泥窑的替代燃料，实现了危险废物的资源化综合利用。

Description

一种利用高热值废物制备乳化油的方法和系统

技术领域

本申请涉及乳化油制备领域，尤其涉及一种利用高热值废物制备乳化油的方法和系统。

背景技术

化工产业在为化工行业提供大量原料的同时，也产生了大量的工业过程废物，这些过程废物大部分属于危险废物，如果处置不当将直接或者间接的对环境造成污染和破坏；以石油化工、煤化工等为代表的能源化工行业产生的废物以高热值废物为主，这些废物包括精馏/蒸馏残渣、油泥、树脂、煤制油残渣、煤泥、石油焦等。

化工行业废物热值一般具有热值高(≥7000kcal/kg)、流动性差、低温下黏稠度变化不明显等物化特性，有些则具有热值极高、固态、遇热软化的物化特性，是工业窑炉潜在的燃料替代品。现有处置技术具有如下局限性，无法大规模进行该类废物的处置：

(1)采用直接入专业焚烧炉或水泥窑进行焚烧处置时，根据热值控制入窑量，废物添加量少处置效率低，难以达到废物的有效处置；且进料分散不均时易发生爆燃，导致废物燃烧不充分尾气排放超标；

(2)针对部分高温条件下流动态较好的高热值废物，通过加热改善其流动性、雾化喷射入窑的方式替代燃料使用，可实现高热值废物的资源利用，但此技术投入较大，工艺危险系数高、安全风险较大，单一系统只能适用于特定的高热值废物，适用范围窄；

(3)对固态、质硬、预热可软化的物料，直接入窑处置会出现进料口黏结堵料的情况，需要频繁人工捅料，工作人员劳动强度大，对实际生产不利。

发明内容

本申请提供了一种利用高热值废物制备乳化油的方法和系统，解决化工高热值废物处理时易堵塞、易爆燃、混合均化难、燃烧不充分和尾气排放不合格的问题。

一种利用高热值废物制备乳化油的方法，包括以下步骤：

高热值废物进行搅拌使得物料混合均匀，制得混合物料；

混合物料制浆，得到浆状物料；

制浆完成后，加入药剂进行搅拌，对浆状物料进行性质调节；

经过调制物料经过二级制浆处理后得到成品乳化油。

进一步的，高热值废物包括固态废物、半固态废物、粘稠废物和辅料；

辅料包括废乳化液和含油废水。

进一步的，浆状物料中颗粒的粒径为150μm以下。

进一步的，药剂包括：

分散剂，分散剂包括碱液、烷基苯磺酸钠溶液和聚丙烯酰胺溶液中的一个或者多个；

热值调节剂，热值调节剂为有机溶剂或废矿物油。

进一步的，加入药剂时，首先加入分散剂，再加入热值调节剂。

本申请的另一方面提供了利用高热值废物制备乳化油的系统，包括：

上料装置，预处理并输送物料；

混和装置，与所述上料装置相连，对所述上料装置输送的物料进行搅拌混合；

制浆装置，与所述混合系统相连，对混合后的物料进行制浆；

调制装置，与所述制浆装置相连，对制浆完成的物料进行性质调节，并二次制浆，得到产品。

进一步的，还包括接收装置；

所述接收装置与所述上料装置相连，所述接收装置接收固态废物、半固态废物、粘稠废物和辅料。

进一步的，接收装置包括：

粘稠废物接收仓，粘稠废物接收仓接收粘稠废物料，通过上料装置的物料挤出机与混和装置相连；

固态高热值废物接收仓，固态高热值废物接收仓接收固态废物料，通过上料装置的传送带和固废破碎机与混和装置相连；

辅料罐，辅料罐接收液态废物料，通过上料装置的第一上料泵与混和装置相连；

半固态高热值废物接收仓，半固态高热值废物接收仓接收半固态废物料，通过上料装置的螺旋输送机与混和装置相连。

进一步的，混合系统包括强力搅拌罐；

强力搅拌罐通过螺旋输送机与制浆装置的制浆机相连。

进一步的，调制装置包括：

第一配料罐和搅拌罐，第一配料罐和搅拌罐通过第二上料泵相连；

第二配料罐，第二配料罐通过第三上料泵与搅拌罐相连；

第三配料罐，第三配料罐通过第五上料泵与搅拌罐相连；

第二制浆机，第二制浆机通过第四上料泵与搅拌罐相连；

产品接收罐，与第二制浆机相连。

本申请实施例的优点和有益效果如下：

1.本发明针对化工行业热值高、常温下粘稠且流动性差或无流动性的废物料以及热值高、质地坚硬的废物料，提供一种在常温下能够将这些废物料制成燃料油的方法和设备。通过该方法和设备制备的燃料油具有性状均匀、流动状态好、热值可根据需要调整、有害元素可控的优点，并且可以作为水泥窑及专业焚烧炉替代燃料使用；

2.制取乳化油的所有步骤均在常温条件下进行，根据固态、半固态等高热值废物的量，同时使用多种高热值物料，通过制浆机破碎后调制得到成分均匀、高热值、流动性好的乳化油；

2.制浆机主要起到破碎和混合双重作用，制浆后的混合液中颗粒物粒径能够控制在150μm以下。

3.该制备系统所采用的原料范围广，对固态、半固态、粘稠状和液态类型的废物均可进行处理，提高了化工高热值废物处理的效率；

4.将化工行业高热值废物制备成乳化油，作为焚烧炉和水泥窑的替代燃料，实现了危险废物的资源化综合利用；

5.在制备乳化油时，在有害元素可控的条件下，辅料可以采用含油废水、乳化液、包装物清洗废水(呈酸性的废水除外)等；此外，油墨、污泥、漆渣、废弃活性炭和油泥等物料均可作为添加物，达到协同处置其他危险废物的目的。

附图说明

图1是本申请实施例制备乳化油的系统示意图；

图2是本申请实施例制备乳化油的流程示意图。

其中：1-粘稠废物接收仓；2-固态高热值废物接收仓；3-辅料罐；4-半固态高热值废物接收仓；5-物料挤出机；6-传送带；7-第一上料泵；8-螺旋输送机；9-固废破碎机；10-第一配料罐；11-强力搅拌罐；12-第二上料泵；13-螺旋输送机；14-第二配料罐；15-搅拌罐；16-第一制浆机；17-第三上料泵；18-第四上料泵；19-第二制浆机；20-产品接收罐、21-第三配料罐、22-第五上料泵。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请做进一步详细说明。

为了解决现有技术中对废物料处理具有局限性和成本高的技术问题，如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种利用高热值废物制备乳化油的系统，如图1所示，包括：接收装置、上料装置、混和装置、制浆装置和调制装置。

接收装置，接收固态废物、半固态废物、粘稠废物和辅料；

具体的，固态废物包括精馏残渣、活性炭、煤制油残渣等；半固态废物包括污泥和油墨等；辅料包括废乳化液和含油废水等。

上料装置，输送接收装置内的物料；

混和装置，与上料装置相连，对上料装置输送的物料进行搅拌混合；

制浆装置，与混合系统相连，对混合后的物料进行制浆；

调制装置，与制浆系统相连，对制浆完成的物料进行性质调节，并二次制浆，得到产品。

接收装置主体设备包括：粘稠废物接收仓1、固态高热值废物接收仓2、辅料罐3和半固态高热值废物接收仓4。

上料装置包括物料挤出机5、传送带6、第一上料泵7、螺旋输送机8和固废破碎机9；

混合系统包括强力搅拌罐11和螺旋输送机13。

制浆装置包括：第一制浆机16。

调制装置包括：第一配料罐10、第二上料泵12、第二配料罐14、搅拌罐15、第三上料泵17、第四上料泵18、第二制浆机19、产品接收罐20、第三配料罐21和第五上料泵22。

具体而言，接收装置接收废料，通过上料装置将接收装置内的废料输送至混合系统，在混合系统内将各废料搅拌均匀，经制浆装置制浆后进入调制装置进行调质处理，再次制浆得到合格产品。

更为具体的，由于强力搅拌罐11作为混合系统的核心部件，对所有来自料仓的物料进行混合，因而可以理解的是，粘稠废物接收仓1通过物料挤出机5与强力搅拌罐11相连，将粘稠物料输送至强力搅拌罐11；固态高热值废物接收仓2通过传送带6将物料输送至固废破碎机9进行破碎，固废破碎机9与强力搅拌罐11相连通，固废破碎机9将固态高热值废物输送至强力搅拌罐11；辅料罐3通过第一上料泵7与强力搅拌罐11相连，第一上料泵7将辅料罐内的废乳化液和含油废水等液态废物料输送至强力搅拌罐11；半固态高热值废物接收仓4通过螺旋输送机8与强力搅拌罐11相连通，螺旋输送机8将半固态高热值废物料输送至强力搅拌罐11。

强力搅拌罐11对来自粘稠废物接收仓1、固态高热值废物接收仓2、辅料罐3和半固态高热值废物接收仓4的废物料进行物料的搅拌。

螺旋输送机13与第一制浆机16相连，搅拌均匀后的物料通过螺旋输送机13输送至第一制浆机16，搅拌罐15用于进行浆料的性能调节，为了输送配料，第一配料罐10、第二配料罐14和第三配料罐21分别通过第二上料泵12、第三上料泵17和第五上料泵22与搅拌罐15相连，用于输送药剂，搅拌罐15通过第四上料泵18与第二制浆机19相连通，第二制浆机19内进行二级制浆，再将浆料输送至产品接收罐20。

本发明实施例还提供了一种利用高热值废物制备乳化油的方法，如图2所示，具体包括：

步骤一、进料：包括固态废物进料、半固态废物进料、粘稠废物进料和辅料进料；

由于高热值废物料包括多种具有不同性质、不同性态的物质，为了能够使其在随后的处理过程中形成具有较好的流动性的乳化油产品，因此需要对高热值废物料进行预处理，以改变其形态，特别是颗粒尺寸，以使其具有较高的均一化程度和较稳定的状态。其中，该预处理步骤需要根据废物料的性态而进行不同的处理。例如，该高热值废物料可区分为固态物质、半固态物质、液态物质和粘稠状物质等。

固态废物进料：通过铲车将精馏残渣/活性炭/煤制油残渣等固态物料运至固态高热值废物料仓2；生产时，物料通过料仓下部螺旋出料器出料，随后经由传送带6提升至皮带秤称量，并入固废破碎机9破碎，破碎后物料输送至强力搅拌罐11；

本申请的可选实施例中，固态废料破碎后的粒径为15mm以下。

半固态废物进料：如污泥和油墨等半固态废物在半固态高热值废物接收仓4内经混合均匀后由螺旋输送机8输出至强力搅拌罐11进行混合调制；可选的，对半固态废物料的预处理也可包括粉碎预处理；

粘稠废物进料：粘稠废物在粘稠废物接收仓1内混合均匀后由物料挤出机5输出至强力搅拌罐11；

辅料进料：废乳化液和含油废水等辅料在辅料罐3内混合均匀后，由第一上料泵7输送至强力搅拌罐11。

步骤二、混合搅拌

固态废物、半固态废物、粘稠废物和辅料输送至强力搅拌罐11，常温下开启搅拌，直至混合物料变得均匀、具有一定流动性，达到常规输送要求。

步骤三、制浆

固态废物、半固态废物、粘稠废物和辅料混合搅拌所得混合物料通过螺旋输送机13或泵输送至第一制浆器16中于常温条件下进行制浆，以得到具有流动性的乳化油，该乳化油为浆状，具有性质均匀、颗粒细微、流动性好的特点；

本申请的优选实施例中，颗粒的粒径为150μm以下，该粒径细微，保证浆状物料的流动性。

由以上技术方案可知，本申请的乳化油制取过程在常温条件下进行，省去了加热设备和保温设备的采用，从而降低生产和设备成本。由于在制浆的步骤之前，对不同性态的废物料进行了预处理，因此使得在制浆步骤中使用的预处理的废物料具有较高的均匀性和较小的颗粒度，从而使得制浆充分、快速，能够在常温条件下进行。通过本申请的制备方法制造的乳化油具有性质均匀稳定、流动性好的特点。

步骤四、性质调节

为了进一步优化乳化油产品的性质，在制浆完成后，可对具有流动性的乳化油进行性质调节，主要包括对其流动性和热值的调节，以使得制取的乳化油综合指标满足专业焚烧炉和水泥窑的燃料替代要求。

制浆完成后，药剂通过物料泵送入搅拌罐15进行产品性能调节，使制取的乳化油热值和流动态等指标满足专业焚烧炉和水泥窑的燃料替代要求。

药剂主要分为分散剂和热值调节剂，这两种药剂是乳化油制取成功的关键。分散剂主要用来促进高热值废物和辅料的互溶，维持乳化油产品质地均匀状态。

较为优选的，分散剂为碱液和烷基苯磺酸钠或聚丙烯酰胺。具体可以是碱液和烷基苯磺酸钠、碱液和聚丙烯酰胺或者碱液、烷基苯磺酸钠和聚丙烯酰胺三种。

具体的，结合设备，第一配料罐10内盛装有碱液，通过第二上料泵12输送至搅拌罐15，第二配料罐14内盛装有烷基苯磺酸钠溶液和聚丙烯酰胺溶液，通过第三上料泵17输送至搅拌罐15，第三配料罐21内盛装有热值调节剂，通过第五上料泵22输送至搅拌罐15。

具体操作时，首先向搅拌罐15中加入碱液，使得浆状物料分散，然后加入烷基苯磺酸钠溶液和聚丙烯酰胺溶液，保持浆状物料的质地均匀，最后依据使用情况添加热值调节剂，以保证浆状物料的热值和流动态，具体加入量如表1所示。

表1药剂成分及添加比例表

在本申请的可选实施例中，可向搅拌罐15中加入含油废水、乳化液、包装物清洗废水(呈酸性的废水除外)等；或者，油墨、污泥、漆渣、废弃活性炭和油泥等物料均可作为添加物，达到协同处置其他危险废物的目的。

步骤五、二级制浆

经过调制的乳化油产品经过第二制浆器19进行二级制浆处理后即得到成品乳化油。

较为优选的，乳化油中颗粒物尺寸150μm以下。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种利用高热值废物制备乳化油的方法，其特征在于，包括以下步骤：

高热值废物进行搅拌使得物料混合均匀，制得混合物料；

混合物料制浆，得到浆状物料；

制浆完成后，加入药剂进行搅拌，对浆状物料进行性质调节；

经过调制物料经过二级制浆处理后得到成品乳化油。

2.根据权利要求1所述的制备乳化油的方法，其特征在于，所述高热值废物包括固态废物、半固态废物、粘稠废物和辅料；

所述辅料包括废乳化液和含油废水。

3.根据权利要求1所述的制备乳化油的方法，其特征在于，所述浆状物料中颗粒的粒径为150μm以下。

4.根据权利要求1-3任一所述的制备乳化油的方法，其特征在于，所述药剂包括：

分散剂，所述分散剂包括碱液、烷基苯磺酸钠溶液和聚丙烯酰胺溶液中的一个或者多个；

热值调节剂，所述热值调节剂为有机溶剂或废矿物油。

5.根据权利要求4所述的制备乳化油的方法，其特征在于，所述加入药剂时，首先加入分散剂，再加入热值调节剂。

6.一种使用权利要求1-5任一所述的方法利用高热值废物料制备乳化油的系统，其特征在于，包括：

上料装置，预处理并输送物料；

混和装置，与所述上料装置相连，对所述上料装置输送的物料进行搅拌混合；

制浆装置，与所述混合系统相连，对混合后的物料进行制浆；

调制装置，与所述制浆装置相连，对制浆完成的物料进行性质调节，并二次制浆，得到产品。

7.根据权利要求6所述的利用高热值废物料制备乳化油的系统，其特征在于，还包括接收装置；

所述接收装置与所述上料装置相连，所述接收装置接收固态废物、半固态废物、粘稠废物和辅料。

8.根据权利要求7所述的利用高热值废物料制备乳化油的系统，其特征在于，所述接收装置包括：

粘稠废物接收仓(1)，所述粘稠废物接收仓(1)接收粘稠废物料，通过上料装置的物料挤出机(5)与混和装置相连；

固态高热值废物接收仓(2)，所述固态高热值废物接收仓(2)接收固态废物料，通过上料装置的传送带(6)和固废破碎机(9)与混和装置相连；

辅料罐(3)，所述辅料罐(3)接收液态废物料，通过上料装置的第一上料泵(7)与混和装置相连；

半固态高热值废物接收仓(4)，所述半固态高热值废物接收仓(4)接收半固态废物料，通过上料装置的螺旋输送机(8)与混和装置相连。

9.根据权利要求6-8任一所述的利用高热值废物料制备乳化油的系统，其特征在于，所述混合系统包括强力搅拌罐(11)；

所述强力搅拌罐(11)通过螺旋输送机(13)与制浆装置的制浆机(16)相连。

10.根据权利要求9所述的利用高热值废物料制备乳化油的系统，其特征在于，所述调制装置包括：

第一配料罐(10)和搅拌罐(15)，所述第一配料罐(10)和搅拌罐(15)通过第二上料泵(12)相连；

第二配料罐(14)，所述第二配料罐(14)通过第三上料泵(17)与所述搅拌罐(15)相连；

第三配料罐(21)，所述第三配料罐(21)通过第五上料泵(22)与所述搅拌罐(15)相连；

第二制浆机(19)，所述第二制浆机(19)通过第四上料泵(18)与所述搅拌罐(15)相连；

产品接收罐(20)，与所述第二制浆机(19)相连。