新疆油田石油泥渣无害化处理与利用工程设计总结新疆油田勘察设计研究院设计证书编号300002-sj勘察证书编号300002-kj2008年12月新疆油田石油泥渣无害化处理与利用工程设计总结项目负责人：总工程师：总经理：新疆油田石油泥渣无害化处理与利用工程设计总结编写人：参加人：审核人：审定人：新疆油田石油泥渣无害化处理与利用工程1、工程概述石油泥渣是油田开发的必然产物，是油田的主要污染源之一，其主要产自含油污水处理后的含油污泥、油田生产站场原油储罐的清罐油泥砂、以及油田生产作业产生含油固废物。

根据《国家危险废物名录》(编号HW08)规定，石油泥渣属于危险废物管理的范围。

《国家清洁生产促进法》要求必须对石油泥渣进行无害化处理。

新疆油田现在每年新产生的石油泥渣量约为4-5万吨，已堆存的油泥总量约22万吨，对石油泥渣进行无害化处理工作已迫在眉睫。

经过论证，新疆油田公司采用嘉仕嘉德(北京) 能源工程技术有限公司研发的石油泥渣层燃螺旋炉排焚烧炉（专利号：200620122729.7）对石油泥渣进行无害化处理，焚烧产生的热能通过余热锅炉产生蒸汽用于油田生产和冬季采暖，实现石油泥渣无害化、资源化。

工程设计规模为新建1台额定焚烧量3.3t/h （含水率≤40％）的石油泥渣焚烧炉及相应配套设施，预留二期扩建位置。

焚烧炉配套1台5t/h余热蒸汽锅炉，所产蒸汽供92号处理站及九区5号注汽站的生产与采暖。

站区占地面积6000m2(100m×60m)。

站址选定在新疆油田重油开发公司所属九区5号注汽站北侧，本工程油泥焚烧站生产及生活用水、余热锅炉用软化水，二燃室启动所需天然气均接自5号注汽站，电源引自站区南侧6kV架空线路-油区七线。

根据焚烧设备的要求，送至油泥焚烧站的油泥含水率应控制在40%以内，因此需对油田污水处理厂产生的水、油、泥渣混合液进行脱水、干化处理后方可进行焚烧无害化处理。

对油泥进行处理的油泥晾晒场站址选在92#处理站蒸发厂污水池，晾晒场占地约900m2（30m×30m），配套钢筋混凝土渗滤池、污水池油泥晾晒及输送场地、油泥刮板装置潜污泵、装载机等设施，用电依托场区附近6kV架空线路。

新疆油田石油泥渣无害化处理与利用工程是由新疆油田勘察设计研究院（原新疆时代石油工程有限公司）独立完成的设计项目，设计完成时间为2008年8月25日，建设单位为重油开发公司，工程性质为固体废物处理利用，油泥焚烧站一期工程2008年9月开工建设，2009年11月投产使用。

2、设计单位分工本工程设计均是由新疆油田勘察设计研究院独立承担完成的，我院是具有热工设计甲级资质的设计单位。

3、设计依据及指导原则3.1设计依据1、新疆油田公司重油开发公司的设计委托书，编号08004。

2、《新疆油田石油泥渣无害化处理与利用工程工程测量报告》新疆时代石油工程有限公司，文件号:08016施测01。

3、《新疆油田石油泥渣无害化处理与利用岩土工程勘察报告》新疆时代石油工程有限公司，文件号:08016详地01。

4、由新疆油田通过招投标确定的焚烧炉成套设备的产品图纸资料或样本。

5、专业相关规范标准。

3.2设计原则1、遵照国家有关法律、政策和规定，秉承中国石油“奉献能源、创造和谐”的宗旨，遵循新疆油田“统筹油田生产与环境保护和谐发展”的思路，注重源头治理，实现清洁生产，杜绝后续污染。

2、废物处理无害化。

一次性彻底消除污染，避免产生二次污染，实现节能减排，清洁生产。

3、废物处理资源化。

对石油泥渣进行能源化利用，实现经济效益最大化。

4、技术工艺简单化。

处理工艺流程简捷、合理、优化，实现操作控制自动化。

5、充分利用社会化协作的条件，辅助和公用设施尽量从简。

6、按照生产的特点，妥善处理防火，防爆等要求。

7、建筑物造型新颖、简洁大方，并注意与周围环境的协调统一。

4、设计前期工作——可行性研究阶段依据委托书的要求，本工程首先要进行可行性研究阶段，并由油田公司进行审查。

2008年2月项目进入了可研阶段，设计方案完成后又向甲方汇报听取他们的意见，其目的是设计方案首先要让甲方认可。

编制的可研报告中明确地阐述了新建油泥焚烧站的设计要点，对新疆油田实施石油泥渣无害化处理与利用项目的处理方式、建设规模、建设位置以及建设方式、工艺方案等内容进行可行性论证及经济效益评价。

结论是本工程的建设符合国家和油田企业对于含油危险固体废物的处理需求、及企业实施可持续发展战略，建设周期短，投产见效快，经济可行，有利于促进企业发展。

2008年2月可行性研究报告（0版）完成，通过公司审查后上报油田公司，同年3月在油田公司方案审查会上宣读通过。

后建设方要求对站区建筑面积进行调整以及对油泥晾晒场工艺方案进行优化，据此在原0版可行性研究基础上于2008年3月完成了1版可行性研究。

1版可行性研究中站区面积不变，建筑面积由0版中的1784.88m2调整为1968m2；油泥晾晒场的晾晒工艺由0版中自然蒸发改为为渗滤+蒸发方式，场地面积也由15000m2调整为900m2，同时增加渗滤池、污水池、刮泥机、污泥泵等配套部分。

5、设计特点及采用的新技术5.1石油泥渣常用处理技术石油泥渣处理的最终目的是使其减量化、资源化、无害化。

新疆油田以往的处理方式多为沉降池堆放沉降，对高含油罐底清除油泥进行部分原油回收，余下的油泥和其它含油较低的油泥、污水沉降底泥等最终采取掩埋的办法处理。

目前石油泥渣常用的处理方法有：溶剂萃取法、热化学洗涤法、焚烧法、生物法、含油污泥调剖、含油污泥综合利用等。

石油泥渣常用的处理方法对比如下表：石油泥渣主要处理方法对比表石油泥渣的各种处理方法各自都具有一些优缺点，焚烧法仍是目前处理固体废物的主流工艺，无害化彻底，剩余残渣中含油量能达到环保要求标准，适宜石油泥渣的最终处理，且规模不限，故本工程采用了焚烧法。

5.2石油泥渣焚烧处理技术含油污泥焚烧处理主流炉型包括：机械炉排焚烧炉、旋转窑焚烧炉、流化床焚烧炉和热解气化焚烧炉等。

旋转窑焚烧炉技术采用直接焚烧方式，对固体废物、半固体废物必须进行初分拣或破碎，并依靠炉体的旋转翻动来保证物料与空气的混合，因此燃烧效果不理想。

另外该炉型处理量小，维修复杂，运行成本高。

机械炉排焚烧炉，采用层燃方式，无强烈辐射，如遇局部断火，容易形成夹生，炉排长期处于高温环境，易烧灼，炉排材料和处理工艺要求较高，初期投资大，可以用于处理浮渣底泥。

循环流化床，引入流化床燃烧技术，但由于浮渣底泥性状的限制，流化状态不易控制，耗能较高，维修较为复杂，耐火层磨损较严重，维修量较大，费用较高，浮渣底泥需破碎，运行中消耗石英砂，设备磨损快，运行成本偏高。

热解气化焚烧炉，分级燃烧，通过控制空气量控制炉膛燃烧工况，合理分配化学能的释放，燃料适应性好，燃烧稳定，温度控制容易实现,热效率高，耗能较低，初期投资适中，厂用电率低，运行成本适中。

由于石油泥渣中含有一定量的原油，一定温度下具有很强流渗的特殊性，采用层燃与热解气化相结合的焚烧技术才具有明显的处理优势，石油泥渣层燃螺旋炉排焚烧炉正是基于这样原理的新型产品。

5.3石油泥渣螺旋炉排焚烧炉石油泥渣螺旋炉排焚烧炉是一种用于处理石油泥渣的层燃螺旋炉排焚烧炉，其结构组成分别为：储料仓、布料机、焚烧室、螺旋炉排、出渣机、导风系统、防爆系统、自动控制系统。

采取将预处理后的石油泥渣等物料经布料机均匀投入焚烧室，进行分层燃烧，炉排驱动燃烧物料整体产生螺旋式移动，形成动态平衡的方式，对石油泥渣等物料进行焚烧处理，整个焚烧过程中不需要添加任何辅助燃料，燃尽的炉渣经炉排挤碎后通过湿式出渣机排出。

该炉结构为二室燃烧。

对一次燃烧产生的热解混合烟气，进行二次燃烧，残留物(液态焦油、较纯的碳素以及石油泥渣本身含有的无机灰土和惰性物质等) 充分燃烧后产生的残渣经炉排的机械挤压、破碎后，由排渣系统排出炉外。

石油泥渣经一次燃烧后实现了能量的两级分配，形成能量的动态平衡，从而保证了焚烧炉的持续正常运转。

石油泥渣层燃螺旋炉排焚烧炉是层燃与热解气化相结合的新型焚烧炉，具有投资低、操作安全、焚烧彻底且效率高、无需预处理、无二次污染等优良性能，尤其适合石油泥渣的焚烧处理。

本工程采用石油泥渣层燃螺旋炉排焚烧炉技术对新疆油田公司所产石油泥渣进行焚烧无害化处理。

5.4工艺技术流程污水处理厂含油污泥中含水可达99%，若不进行脱水是无法进行焚烧的。

因此，对石油泥渣的无害化处理主要包括干化与焚烧两个过程。

5.4.1干化处理工艺考虑到克拉玛依地区气候干燥，日照时间长，本工程石油泥渣的干化处理采取自然晾晒。

在92号原油处理站事故油池附近新建油泥晾晒场，采用渗滤+蒸发方式对油泥进行干化处理，渗滤层由厚度为1m的炉灰渣+石英砂组成，油田污水处理厂产生的水、油、泥渣混合液由车倒入或由泵打入晾晒场后，水透过渗滤层后流至污水池，而油和泥渣停留在晾晒场表面，用刮泥板将油泥刮至油泥二次晾晒场进一步晾晒，使油泥含水控制在40%以内，然后运至到焚烧处理站所设储料场地，集中进行焚烧处理。

油泥晾晒场流程如下图：晾晒场工艺流程简图5.4.2焚烧处理工艺1）上料、除渣系统油泥运至焚烧站油泥贮料棚后，用铲车将油泥运送到储料仓，通过行车抓斗将油泥提升至上料平台的备用料仓，经双辊加料器均匀撒落在带式布料机上（布料机部分在试运行中出现问题，对焚烧炉部分改造后将布料机取消，利用双辊加料器控制落料），然后根据燃烧条件变频操作将油泥送入炉膛焚烧。

油泥在焚烧炉内燃尽后落入装有水封的链板输送机上，经沥去部分水后由链板机倾斜刮出，外运填埋处理。

焚烧产生的飞灰定期清理固化后填埋。

2)烟风系统焚烧产生的烟气进入二次燃烧室燃尽，其中烟气余热通过锅炉换热产生蒸汽用于生产、采暖使用，低温烟气通过除酸调温塔喷淋浓度为20% 的NaOH溶液进行除酸降温处理，然后经布袋除尘器除尘后排入大气。

空压机产生的压缩空气主要用于除酸塔碱液吹喷、气动蝶阀的启闭、布袋除尘器布袋反吹、焚烧炉与二燃室之间烟道的吹扫。

焚烧及烟风系统工艺流程如下图：烟风系统工艺流程简图2）水系统焚烧炉炉体、加料器、引风机等均采用水冷，冷却用水与焚烧炉配套余热锅炉用水、碱液站用水均引自九区5号注气站。

主厂房设15m3软化水箱1座、8m3高位水箱1座。

软化水进入软化水箱后由锅炉给水泵输送至余热锅炉产生饱和蒸汽；由循环水泵将软化水送至12m平台的高位水箱，自流至炉体水封槽与加料机冷却槽；冷却水回水与高位水箱溢流均返回软化水箱。

水系统工艺流程如下图：5.2污染控制措施本工程采用的石油泥渣层燃螺旋炉排焚烧炉是层燃与热解气化相结合的新型焚烧炉，在焚烧机理、还原性气氛、烟尘产生量和燃烧温度等重要技术特征上具备其他技术所无法获得的优势，避免和破坏了污染物的生成条件，采取了针对污染物生成机理的控制措施，极大地减少了NOx、SOx等污染物的生成量。