一种用于高硫高沥青质油泥处理的方法

摘要

本发明公开了一种高硫高沥青质油泥处理的方法。所述方法包括在对高硫高沥青质油泥进行脱水干化处理前，先对其进行预处理，所述预处理包括空气催化氧化脱硫、酸化催化改质、中和调理和静置分离。经过预处理后的浓缩污泥后续再经离心脱水、低温干化后作为高热值燃料，送往危废焚烧单元处理，从根本上避免了处理系统硫化氢的产生和沥青质油泥对低温干化带来的不良影响，并且提高了干化污泥的热值。

权利要求

1.一种用于高硫高沥青质油泥的预处理方法，其特征在于，所述方法是在对油泥进行脱水干化处理前，先对其进行预处理，所述预处理包括以下步骤：（1）向油泥中加入油泥改质催化剂，并进行曝气，在油泥改质催化剂的作用下对油泥中的硫化物进行空气催化氧化脱硫；所述油泥改质催化剂为含铁催化剂，所述含铁催化剂是

2+ 3+

指所有能产生Fe 或Fe 的含铁化合物的一种或其混合物，所述油泥改质催化剂的投加量为每升油泥中铁离子浓度为20 50mg；

~

（2）反应完成后，向步骤（1）得到的油泥中加入浓硫酸至油泥pH为0.5 2.0，对油泥进行~酸化催化改质，同时继续曝气；

（3）反应完成后，向步骤（2）得到的油泥中加入氢氧化钠溶液至油泥pH为6 7.5，对油泥~进行中和调理，同时继续曝气；

（4）停止曝气，对步骤（3）得到的油泥进行静置澄清，将浓缩污泥送至下游进行脱水干化处理。

2.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤（1）、步骤（2）和步骤（3）中通过

3 2.

曝气对油泥进行搅拌，使油泥与其他物质快速混合均匀，曝气强度为9 12Nm/m h。

~

3.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于：步骤（1）中油泥的初始温度在35 45℃；

~

步骤（1）中空气催化氧化脱硫的时间为3 4小时；

~

步骤（2）中酸化催化改质的时间为30 50分钟；

~

步骤（3）中中和调理的时间为30 50分钟；

~

步骤（4）中静置澄清的时间为4小时。

4.一种用于高硫高沥青质油泥处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将油泥与油泥改质催化剂经管道混合器混合后一起送入程控油泥预处理设备，开启压缩空气曝气装置，对油泥进行曝气，在油泥改质催化剂的作用下对油泥中的硫化物进行空气催化氧化脱硫，当程控油泥预处理设备的液位到达设定值时，自动停止输送油泥与油泥改质催化剂，继续曝气至设定时间后，自动开启加酸装置；油泥改质催化剂为含铁催化

2+ 3+

剂，所述含铁催化剂是指所有能产生Fe 或Fe 的含铁化合物的一种或其混合物，所述油泥改质催化剂的投加量为每升油泥中铁离子浓度为20 50mg；

~

（2）保持曝气，通过开启加酸装置向程控油泥预处理设备加注浓硫酸，对油泥进行酸化催化改质，加酸装置运行时间达到设定值后，自动开启pH监测装置，设定pH监测装置出口pH值，当pH到达设定值后，自动停运加酸装置和pH监测装置，继续曝气至设定时间后，自动开启加碱装置；其中，pH设定值为0.5 2.0；

~

（3）保持曝气，通过开启加碱装置向程控油泥预处理设备加注氢氧化钠溶液，对油泥进行中和调理，加碱装置运行时间达到设定值后，自动开启pH监测装置，设定pH监测装置出口pH值，当pH到达设定值后，自动停运加碱装置和pH监测装置，继续曝气至设定时间后，关闭压缩空气曝气装置；其中，pH设定值为6 7.5；

~

（4）对程控油泥预处理设备中的油泥进行静置澄清，然后打开程控油泥预处理设备上清液出口，将上清液排至污水处理场，然后将中下部的浓缩污泥送至离心机；

（5）在将浓缩污泥送至离心机的同时，在离心机的进料管线上投加絮凝剂，然后使用离心机对浓缩污泥进行离心脱水处理，将脱水污泥送入脱水污泥储罐暂存，离心机的排水则送入污水处理场；

（6）将脱水污泥储罐中暂存的脱水污泥连续均匀地送入干燥机进行低温干化处理；

（7）用双轴冷却螺旋输送器将干燥机中的干化污泥进行冷却卸料，然后将其输送至危废焚烧单元处理；

（8）在上述步骤中，程控油泥预处理设备、脱水污泥储罐和干燥机在运行过程中产生的废气均被送入洗气塔，废气被洗气塔中上部引入的洗气水洗涤净化，然后送至危废焚烧单元一并处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（1）、步骤（2）和步骤（3）中通过曝气对

3 2.

油泥进行搅拌，使油泥与其他物质快速混合均匀，曝气强度为9 12Nm/m h。

~

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤（1）中油泥的进料温度在35 45℃；

~

步骤（1）的曝气时间为3 4小时；

~

步骤（2）的曝气时间为30 50分钟；

~

步骤（3）的曝气时间为30 50分钟；

~

步骤（2）和步骤（3）中所述的pH监测装置是设置在所述程控油泥预处理设备的回流管道上，且泵前设过滤器及反吹管线，保证测量的准确性和长周期运行；

步骤（4）中静置澄清的时间为4小时；

步骤（5）中所述絮凝剂为阳离子型有机高分子絮凝剂；

步骤（6）中所述干燥机的热源采用温度为170℃、压力为0.7MPag的低压饱和水蒸汽，所述干燥机腔体的排气温度控制在100℃ 115℃，所述干燥机内氧含量在0.8 1.6%，所述干燥~ ~机微负压运行。

说明书

一种用于高硫高沥青质油泥处理的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于高硫高沥青质油泥处理的方法，特别涉及一种用于高硫高沥青质油泥资源化和减量化处理的方法，属于石化行业油泥处理的技术领域。

背景技术

[0002] 近年来炼化企业针对油泥处理有采用高温干化技术，如热脱附、高温蒸汽喷射技术，但存在能耗大、现场恶臭味大、投资和运行费用高的问题。也有采用先酸化破乳再低温干化的处理技术，该技术可以处理活性污泥、浮渣、轻质油罐区底油泥，但在处理重质油泥等高含硫高沥青质油泥时存在以下问题：1、预处理流程较长，管线易堵塞；2、油泥中含恶臭的硫化物，加酸以后会产生大量的硫化氢气体；3、油泥粘度大，pH计测量不准确且无法长周期运行。4、含高沥青质的干化污泥，出料冷却过程中，存在凝固堵塞的问题。因此获得一种适用于高硫高沥青质油泥低温干化处理的方法，实现操作简单、运行稳定、效果可靠、运行费用低具有重要意义。

发明内容

[0003] 为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于高硫高沥青质油泥处理的方法。

[0004] 具体地，本发明采用了以下技术手段：

[0005] 本发明提供了一种用于高硫高沥青质油泥处理的预处理方法，所述方法是在对油泥进行脱水干化处理前，先对其进行预处理，所述预处理包括以下步骤：

[0006] (1)向油泥中加入油泥改质催化剂，并进行曝气，在油泥改质催化剂的作用下对油泥中的硫化物进行空气催化氧化脱硫；

[0007] (2)反应完成后，向步骤(1)得到的油泥中加入浓硫酸，对油泥进行酸化催化改质，同时继续曝气；

[0008] (3)反应完成后，向步骤(2)得到的油泥中加入氢氧化钠溶液，对油泥进行中和调理，同时继续曝气；

[0009] (4)停止曝气，对步骤(3)得到的油泥进行静置澄清，将浓缩污泥送至下游进行脱水干化处理。

[0010] 优选的，步骤(1)中所述油泥改质催化剂为含铁催化剂，所述含铁催化剂是指所有2+ 3+
能产生Fe 或Fe 的含铁化合物的一种或其混合物，所述油泥改质催化剂的投加量为每升油泥中铁离子浓度为20～50mg。

[0011] 优选的，步骤(2)中加入浓硫酸至油泥pH为0.5～2.0，步骤(3)中加入氢氧化钠溶液至油泥pH为6～7.5。

[0012] 优选的，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中通过曝气对油泥进行搅拌，使油泥与其他3 2
物质快速混合均匀，曝气强度为9～12Nm/m .h。

[0013] 优选的，步骤(1)中油泥的初始温度在35～45℃。

[0014] 优选的，步骤(1)中空气催化氧化脱硫的时间为3～4小时。

[0015] 优选的，步骤(2)中酸化催化改质的时间为30～50分钟。

[0016] 优选的，步骤(3)中中和调理的时间为30～50分钟。

[0017] 优选的，步骤(4)中静置澄清的时间为4小时。

[0018] 本发明还提供了一种程控油泥预处理设备，所述设备用于对高硫高沥青质油泥油泥进行脱水干化处理前，先对其进行预处理；所述的程控油泥预处理设备包括立式筒体、中上部的上清液收集组件、下部的曝气组件、底部的浓缩污泥外排组件；所述上清液收集组件包括上清液收集环管和上清液排出口，所述上清液收集环管通过三根互成120度角的直管汇集后与所述上清液排出口连接；所述曝气组件包括压缩空气进口及与其相连的曝气环管，所述曝气环管上设有若干个散流式空气分配器；所述浓缩污泥外排组件包括四根互成90度的末端敞口的收集管，四根收集管汇合后与排泥口连接；所述程控油泥预处理设备还设有硫酸进口和氢氧化钠溶液进口，分别通过酸下引管和碱下引管将浓硫酸和氢氧化钠溶液引入程控油泥预处理设备的中下部；所述程控油泥预处理设备还设有油泥进口、排气口、第一pH监测泵入口、第二pH监测泵入口、pH监测泵回流口、液位计下法兰口、液位计上法兰口。

[0019] 本发明还提供了一种用于高硫高沥青质油泥处理的装置，包括依次通过管道连接的以上所述的程控油泥预处理设备、离心机、脱水污泥储罐、干燥机、双轴冷却螺旋输送器和危废焚烧单元，且所述程控油泥预处理设备、所述脱水污泥储罐和所述干燥机分别通过管道与洗气塔连接，所述洗气塔通过管道与所述危废焚烧单元连接，且所述程控油泥预处理设备、所述离心机和所述洗气塔还通过管道连接至污水处理场，其中：

[0020] 所述程控油泥预处理设备用于接收油泥，并对其进行空气催化氧化脱硫、酸化催化改质、中和调理、油水分离和污泥浓缩处理，处理后的浓缩污泥送入所述离心机，产生的废气送入洗气塔，产生的污水送至污水处理场；

[0021] 所述离心机用于接收来自所述程控油泥预处理设备的浓缩污泥，并添加絮凝剂对其进行离心脱水处理，处理后的脱水污泥送入所述脱水污泥储罐，产生的污水送至污水处理场；

[0022] 所述脱水污泥储罐用于接收并暂存来自所述离心机的脱水污泥，并送入所述干燥机，产生的废气送入洗气塔；

[0023] 所述干燥机用于接收来自所述脱水污泥储罐的脱水污泥，并对其进行低温干化处理，处理后的干化污泥送入所述双轴冷却螺旋输送器，产生的废气送入洗气塔；

[0024] 所述双轴冷却螺旋输送器用于接收来自所述干燥机的干化污泥，并对其进行冷却处理和输送，将处理后的干化污泥送入所述危废焚烧单元；

[0025] 所述洗气塔用于接收来自所述程控油泥预处理设备、所述脱水污泥储罐和所述干燥机的废气，并进行洗气、冷却和预净化处理，处理后的废气送入所述危废焚烧单元，产生的污水送至污水处理场；

[0026] 所述危废焚烧单元用于接收来自所述双轴冷却螺旋输送器的干化污泥和来自所述洗气塔的废气，并对其进行焚烧处理，产生的灰分外协。

[0027] 优选的，所述程控油泥预处理设备的进料管线处设有管道混合器，连接有催化剂进料装置。

[0028] 优选的，所述程控油泥预处理设备连接有加酸装置、加碱装置和压缩空气曝气装置。

[0029] 优选的，所述程控油泥预处理设备上设有回流管道，所述回流管道上设有pH监测装置。

[0030] 优选的，所述离心机的入口管线连接有絮凝剂进料装置。

[0031] 优选的，所述干燥机的热源连接低压蒸汽装置。

[0032] 优选的，所述干燥机的腔体连接氮气输送装置。

[0033] 优选的，所述干燥机为圆盘干燥机、桨叶干燥机或伞式干燥机。

[0034] 优选的，所述洗气塔的中上部设有洗气水喷洒装置。

[0035] 本发明还提供了一种用于高硫高沥青质油泥处理的方法，包括以下步骤：

[0036] (1)将油泥与油泥改质催化剂经管道混合器混合后一起送入程控油泥预处理设备，开启压缩空气曝气装置，对油泥进行曝气，在油泥改质催化剂的作用下对油泥中的硫化物进行空气催化氧化脱硫，当程控油泥预处理设备的液位到达设定值时，自动停止输送油泥与油泥改质催化剂，继续曝气至设定时间后，自动开启加酸装置；

[0037] (2)保持曝气，通过开启加酸装置向程控油泥预处理设备加注浓硫酸，对油泥进行酸化催化改质，加酸装置运行时间达到设定值后，自动开启pH监测装置，设定pH监测装置出口pH值，当pH到达设定值后，自动停运加酸装置和pH监测装置，继续曝气至设定时间后，自动开启加碱装置；

[0038] (3)保持曝气，通过开启加碱装置向程控油泥预处理设备加注氢氧化钠溶液，对油泥进行中和调理，加碱装置运行时间达到设定值后，自动开启pH监测装置，设定pH监测装置出口pH值，当pH到达设定值后，自动停运加碱装置和pH监测装置，继续曝气至设定时间后，关闭压缩空气曝气装置；

[0039] (4)对程控油泥预处理设备中的油泥进行静置澄清，然后打开程控油泥预处理设备上清液出口，将上清液排至污水处理场，然后将中下部的浓缩污泥送至离心机；

[0040] (5)在将浓缩污泥送至离心机的同时，在离心机的进料管线上投加絮凝剂，然后使用离心机对浓缩污泥进行离心脱水处理，将脱水污泥送入脱水污泥储罐暂存，离心机的排水则送入污水处理场；

[0041] (6)将脱水污泥储罐中暂存的脱水污泥连续均匀地送入干燥机进行低温干化处理；

[0042] (7)用双轴冷却螺旋输送器将干燥机中的干化污泥进行冷却卸料，然后将其输送至危废焚烧单元处理；

[0043] (8)在上述步骤中，程控油泥预处理设备、脱水污泥储罐和干燥机在运行过程中产生的废气均被送入洗气塔，废气被洗气塔中上部引入的洗气水洗涤净化，然后送至危废焚烧单元一并处理。

[0044] 优选的，步骤(1)中油泥的进料温度在35～45℃。

[0045] 优选的，步骤(1)中所述油泥改质催化剂为含铁催化剂，所述含铁催化剂是指所有2+ 3+
能产生Fe 或Fe 的含铁化合物的一种或其混合物，所述油泥改质催化剂的投加量为每升油泥中铁离子浓度为20～50mg。

[0046] 优选的，步骤(1)的曝气时间为3～4小时。

[0047] 优选的，步骤(2)中的pH设定值为0.5～2.0。

[0048] 优选的，步骤(2)的曝气时间为30～50分钟。

[0049] 优选的，步骤(3)中的pH设定值为6～7.5。

[0050] 优选的，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中通过对油泥进行搅拌，使油泥与其他物质快速混合均匀。

[0051] 优选的，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中的曝气强度为9～12Nm3/m2.h。

[0052] 优选的，步骤(2)和步骤(3)中所述的pH监测装置是设置在所述程控油泥预处理设备的回流管道上，且泵前设过滤器及反吹管线，保证测量的准确性和长周期运行。

[0053] 优选的，步骤(3)的曝气时间为30～50分钟。

[0054] 优选的，步骤(4)中静置澄清的时间为4小时。

[0055] 优选的，步骤(5)中所述絮凝剂为阳离子型有机高分子絮凝剂。

[0056] 优选的，步骤(6)中所述干燥机的热源采用温度为170℃、压力为0.7MPag的低压饱和水蒸汽，所述干燥机腔体的排气温度控制在100℃～115℃，所述干燥机内氧含量在0.8～1.6％，所述干燥机微负压运行。

[0057] 本发明所涉及的原理及有益效果包括：

[0058] 1、油泥的程控预处理

[0059] 1.1投加油泥改质催化剂

[0060] 在油泥进入程控油泥预处理设备的管线上投加油泥改质催化剂，油泥与油泥改质催化剂通过管道混合器均匀混合。

[0061] 本发明所采用的油泥改质催化剂为含铁催化剂，含铁催化剂作为油泥改质催化剂在高硫高沥青质油泥预处理过程中的作用主要体现在以下三个方面：

[0062] (1)油泥脱硫除臭的催化剂

[0063] 在pH≥6.0，鼓入压缩空气的条件下，油泥改质催化剂与油泥中的硫化物发生反应。

[0064] 若含铁催化剂为Fe3+的化合物，则发生以下反应：

[0065] 2Fe3++3S2‑→Fe2S3           [1]

[0066] Fe2S3+6O2→2Fe3++3SO42‑     [2]

[0067] 若含铁催化剂为Fe2+的化合物，则发生以下反应：

[0068] Fe2++S2‑→FeS               [3]

[0069] FeS+2O2→SO42‑+Fe2+       [4]

[0070] 同时Fe2+作为催化剂还存在另一种氧化途径，即先被氧化为Fe3+：

[0071] 4Fe2++O2+2H2O→4Fe3++4OH‑   [5]

[0072] 然后发生上述[1]和[2]的反应。

[0073] (2)沥青质油酸化改质的催化剂

[0074] 当pH≤2.0时，Fe3+能够促进沥青质油的固化改质，生成不溶的沥青烯沉积物:

[0075] 沥青质油+H+(pH≤2.0)+Fe3+(催化剂)→沥青烯↓

[0076] (3)污泥调理的混凝剂

[0077] 在加碱中和调理的过程中，pH在6～8之间，Fe3+生成一系列无机高分子聚合物，对经过预处理后油泥中的固体颗粒产生混凝和絮凝作用，改善油泥的沉降脱水性能。

[0078] 1.2空气催化氧化脱硫

[0079] 开启压缩空气装置，利用散流式空气分配器对油泥进行曝气搅拌，压缩空气经过齿形布气头和齿形散流罩的两次切割，气泡直径变小，增加了气液接触面积，提高了氧的利用率。在油泥改质催化剂的作用下，对油泥中恶臭的硫化物进行空气催化氧化脱硫处理。

[0080] 对油泥先进行空气催化氧化脱硫，再酸化催化改质的做法，避免了直接加酸产生大量的硫化氢气体。同时油泥中恶臭的硫化物被空气催化氧化为硫酸盐，达到了油泥脱臭的目的。

[0081] 脱硫所需曝气强度Q(Nm3/m2.h)计算如下：

[0082]

[0083] 式中：m：油泥的处理量(m3)；

[0084] 硫化物的浓度(g/L)；

[0085] η：氧的利用率，其值在30～40％之间；

[0086] ρ：氧气在标准状态下的密度，即1.428g/L；

[0087] k：氧气在空气中的体积分数，即21％；

[0088] S：曝气面积，其值为程控油泥预处理设备的底面积(m2)；

[0089] t：曝气时间，其值在3～4小时之间(h)；

[0090] 当程控油泥预处理设备的液位到达设定值时，停止输送油泥与油泥改质催化剂，继续曝气两小时使油泥中的硫化物彻底氧化后进入下一工序。

[0091] 1.3酸化催化改质

[0092] 开启加酸装置，向程控油泥预处理设备投加浓硫酸对油泥进行酸化催化改质处理。

[0093] 高沥青质油，在酸化处理至pH≤2，且在有适量Fe3+存在的情况下，会快速地改质而产生沥青烯固体沉积物。沥青烯沉积物的产生，改变了沥青质油泥的特性，使其在低温(热源温度<180℃)干化时不再呈现沥青质特性，避免了干化过程中出现出料胶粘、固化、堵塞、结块等问题，干化后的出料不需要进行切割、破碎，可以直接采用双轴冷却螺旋输送器出料。

[0094] 1.4、中和调理

[0095] 加酸装置停运后开启加碱装置，对油泥进行中和调理。

[0096] 1.5、上清液与浓缩污泥排放

[0097] 油泥酸化改质、中和调理结束后，静置澄清，使油泥进行油水分离和污泥浓缩沉降，将上清液排至污水处理场处理，降低离心机的负荷。

[0098] 2、浓缩污泥脱水

[0099] 程控油泥预处理设备下部的浓缩污泥通过泵送往离心机，同时在离心机进料管线上投加阳离子型有机高分子絮凝剂，对浓缩污泥进行离心脱水处理，将污泥的含水率降低至70％～85％，为低温干化创造条件。

[0100] 3、脱水污泥干化

[0101] 脱水后的污泥储存于脱水污泥储罐中，由泵连续均匀提升至干燥机进行低温干化处理，可将污泥含水率降至5％～15％。干化污泥的含水率可根据进料重质油泥中胶质的组成情况进行调整。不易产生粉尘的胶质含量较高时，出料含水率可降低至约5％。

[0102] 4、干化污泥输送与处置

[0103] 由于对原料油泥进行了改质预处理，干燥机出口的干化污泥不会出现结块现象，因此可以直接通过双轴冷却螺旋输送器进行冷却出料。

[0104] 干化后污泥含水率约为10％，热值约在3500～5500kcal/kg，可作为危废焚烧处理设施的辅助燃料，进行热值利用和进一步的减量处理。

[0105] 5、系统废气与废水处理

[0106] 程控油泥预处理设备、脱水污泥储罐和干燥机产生的废气均用引风机引入洗气塔。洗气塔中上部引入洗气水，对废气进行冷却、净化，净化后的废气进入危废焚烧单元。程控油泥预处理设备、离心机和洗气塔的排水均进入污水处理场。

[0107] 相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

[0108] 1、本发明通过对油泥先脱硫，将恶臭的硫化物转化为硫酸盐，再进行其他处理，从根本上杜绝了硫化氢的产生，使环境对人类更加友好。

[0109] 2、本发明通过对油泥进行酸化改质预处理，使其在低温干化条件下不再出现沥青质的特性，保证了油泥低温干化的连续运行。

[0110] 3、本发明的程控油泥预处理设备采用程控和集成化设计，集油泥的空气催化氧化脱硫、酸化催化改质、中和调理、油水分离、污泥浓缩多个功能于一体，缩短了工艺流程，避免了管线堵塞，且节约投资和占地。

[0111] 4、本发明优化了pH监测的设计。通过pH监测装置入口管线一用一备和吹扫线的设计，保证了pH测量的准确性和pH计的长周期运行。

[0112] 5、本发明得到的干化污泥热值高，可作为危废焚烧单元的辅助燃料进行利用，并实现最大程度的减量化处理。

附图说明

[0113] 图1是本发明一种高硫高沥青质油泥处理方法的工艺流程图；

[0114] 图2是本发明一种高硫高沥青质油泥处理装置的连接示意图；

[0115] 图3是本发明程控油泥预处理设备的结构示意图；

[0116] 图4是本发明程控油泥预处理设备的上清液收集环管的结构示意图；

[0117] 图5是本发明程控油泥预处理设备的浓缩污泥外排组件的结构示意图；

[0118] 图6是本发明程控油泥预处理设备的曝气组件的结构示意图；

[0119] 图7是本发明程控油泥预处理设备的散流式空气分配器的结构示意图。

[0120] 附图标记说明：

[0121] 1‑立式筒体；2‑油泥进口；3‑压缩空气进口；4‑硫酸进口；5‑氢氧化钠溶液进口；6‑上清液排出口；7‑排泥口；8‑排气口；9‑液位计下法兰口；10‑液位计上法兰口；11‑第一pH监测泵入口；12‑第二pH监测泵入口；13‑pH监测泵回流口；14‑收集管；15‑曝气环管；16‑散流式空气分配器；17‑上清液收集环管；18‑酸下引管；19‑碱下引管；20‑收水小孔；21‑中心管；22‑加强板；23‑散流罩；24‑布气头。

具体实施方式

[0122] 下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

[0123] 实验例

[0124] 取某石化企业用于沥青生产的重质原油罐区油泥若干，搅拌均匀后，各取600ml，分别倒入1000ml的烧杯中，标记为1#、2#、3#样品。

[0125] 分别向1#和2#样品中添加0.02mol/L的硫酸铁1.6ml，作为油泥改质的催化剂(因加入的硫酸铁量较少，在后续的实验过程中，硫酸铁转化成氢氧化铁带来的质量增加可以忽略不计)。同时向3#样品中添加1.6ml清水。

[0126] 用10％的硫酸将上述三个样品的pH值调至1.5，继续搅拌10分钟，再用15％的氢氧化钠溶液将上述样品的pH调至7.0，继续搅拌10分钟后停止。

[0127] 对1#和3#样品采用石油醚作萃取剂进行萃取处理，测得1#样品的含油率为4.4％，含固率为4.7％，绝干污泥的热值为5151kcal/kg。3#样品的含油率为5.3％，含固率为3.8％，绝干污泥的热值为4465kcal/kg。

[0128] 对2#样品采用苯作萃取剂进行萃取处理，测得2#样品的含油率为6.6％，含固率为2.5％，绝干污泥的热值为3488kcal/kg。

[0129] 对比1#和2#样品的实验结果表明：由酸化催化改质产生的固体物质，可被苯所溶解。

[0130] 对比1#和3#样品的实验结果表明：经酸化催化改质处理后，一部分重质油转化成了固体物质，固体组分增加，同时绝干污泥的热值有所提高。

[0131] 实施例1

[0132] 本实施例的一种高硫高沥青质油泥处理装置和方法如图1至2所示。

[0133] 本实施例的装置包括依次通过管道连接的程控油泥预处理设备、离心机、脱水污泥储罐、干燥机、双轴冷却螺旋输送器和危废焚烧单元，且所述程控油泥预处理设备、所述脱水污泥储罐和所述干燥机分别通过管道与洗气塔连接，所述洗气塔通过管道与所述危废焚烧单元连接，且所述程控油泥预处理设备、所述离心机和所述洗气塔还通过管道连接至污水处理场，其中：

[0134] 所述程控油泥预处理设备通过油泥提升泵接收外界油泥，其进料管线处还设有管道混合器，连接有油泥改质催化剂进料装置；所述程控油泥预处理设备还连接有用于添加浓硫酸的加酸装置，用于添加氢氧化钠溶液的加碱装置和用于曝气的压缩空气曝气装置；所述程控油泥预处理设备用于对油泥进行空气催化氧化脱硫、酸化催化改质、中和调理、油水分离和污泥浓缩处理；处理后的浓缩污泥通过离心机进料泵送入所述离心机，产生的废气通过引风机送入洗气塔，上清液则送至污水处理场；所述程控油泥预处理设备还设有回流管道，所述回流管道上设有pH监测泵；

[0135] 所述程控油泥预处理设备的具体结构如图3至7所示，其包括立式筒体1、中上部的上清液收集组件、下部的曝气组件、底部的浓缩污泥外排组件；所述上清液收集组件包括上清液收集环管17和上清液排出口6，所述上清液收集环管17通过三根互成120度角的直管汇集后与所述上清液排出口6连接，所述上清液收集环管17上均布若干个收水小孔20，小孔开口向下；所述曝气组件包括压缩空气进口3及与其相连的曝气环管15，所述曝气环管15上设有若干个散流式空气分配器16，所述散流式空气分配器16由中心管21、加强板22、散流罩23和布气头24组成；所述浓缩污泥外排组件包括四根互成90度的末端敞口的收集管17，四根收集管汇合后与排泥口7连接；所述程控油泥预处理设备还设有硫酸进口4和氢氧化钠溶液进口5，分别通过酸下引管18和碱下引管19将浓硫酸和氢氧化钠溶液引入程控油泥预处理设备的中下部；所述程控油泥预处理设备还设有油泥进口2、排气口8、第一pH监测泵入口11、第二pH监测泵入口12、pH监测泵回流口13、液位计下法兰口9、液位计上法兰口10；

[0136] 所述离心机通过离心机进料泵接收来自所述程控油泥预处理设备的浓缩污泥，其进料管线处还设有管道混合器，连接有阳离子型有机高分子絮凝剂进料装置；所述离心机用于对浓缩污泥进行离心脱水处理；处理后的脱水污泥送入所述脱水污泥储罐，排出的污水送至污水处理场；

[0137] 所述脱水污泥储罐接收并暂存来自所述离心机的脱水污泥，然后通过干燥机进料泵送入所述干燥机，产生的废气通过引风机送入洗气塔；

[0138] 所述干燥机通过干燥机进料泵接收来自所述脱水污泥储罐的脱水污泥；所述干燥机的热源连接低压蒸汽装置，腔体连接氮气输送装置；所述干燥机为圆盘干燥机；所述干燥机用于对脱水污泥进行低温干化处理；处理后的干化污泥送入所述双轴冷却螺旋输送器，产生的废气通过引风机送入洗气塔；

[0139] 所述双轴冷却螺旋输送器用于接收来自所述干燥机的干化污泥，并对其进行冷却处理，然后将其输送至所述危废焚烧单元；

[0140] 所述洗气塔通过引风机接收来自所述程控油泥预处理设备、所述脱水污泥储罐和所述干燥机的废气，并通过其中上部的洗气水喷洒装置对废气进行洗气、冷却和预净化处理，处理后的废气送入所述危废焚烧单元，产生的洗气污水送至污水处理场；

[0141] 所述危废焚烧单元用于接收来自所述双轴冷却螺旋输送器的干化污泥和来自所述洗气塔的废气，并对其进行焚烧处理，产生的灰分外协。

[0142] 本实施例的方法包括以下步骤：

[0143] (1)开启油泥进料泵的同时开启油泥改质催化剂进料泵，将维温在35～45℃的油泥与油泥改质催化剂经管道混合器混合后，从油泥进口一起送入程控油泥预处理设备，所述油泥改质催化剂为含铁催化剂，投加量为每升油泥中铁离子浓度为20～50mg，10分钟后3 2
开启压缩空气阀门V1，通过曝气组件对油泥进行搅拌曝气，曝气强度为9～12Nm/m .h，在油泥改质催化剂的作用下对油泥中的硫化物进行空气催化氧化脱硫，当程控油泥预处理设备的液位到达设定值时(根据具体情况而定)，自动停运油泥提升泵和油泥改质催化剂进料泵，继续曝气至本步骤曝气时间达3～4小时后，完成空气催化氧化脱硫，自动开启加酸泵；

[0144] (2)保持曝气，通过开启加酸泵由硫酸进口和酸下引管向程控油泥预处理设备加注浓硫酸，对油泥进行酸化催化改质，当加酸泵运行时间达到设定值后(根据具体情况而定)，自动开启pH监测泵，通过加酸泵控制pH监测泵出口的pH值在0.5～2.0之间，当pH到达设定值后，自动停运加酸泵和pH监测泵，继续曝气至本步骤曝气时间达30～50分钟后，自动开启加碱泵；

[0145] (3)保持曝气，通过开启加碱泵由氢氧化钠溶液进口和碱下引管向程控油泥预处理设备加注氢氧化钠溶液，对油泥进行中和调理，当加碱装置运行时间达到设定值后(根据具体情况而定)，自动开启pH监测泵，通过加碱泵控制pH监测泵出口的pH值在6～7.5之间，当pH到达设定值后，自动停运加碱泵和pH监测泵，继续曝气至本步骤曝气时间达30～50分钟后，关闭压缩空气阀门V1；

[0146] 在上述步骤(2)和步骤(3)中，在pH监测泵运行过程中，当泵出口流量计显示值低于泵额定流量的50％时，泵入口管线自动切换；请参阅图2所示，在正常运行时，阀门V6全开，阀门V3、阀门V4、阀门V5均处于关闭状态，当pH监测泵出口流量低于泵额定流量的50％时，自动联锁阀门V4打开，阀门V6关闭，阀门V5打开，即开启备用管路的同时对堵塞管路及过滤器进行吹扫；

[0147] (4)对程控油泥预处理设备中的油泥进行静置澄清，4小时后打开阀门V2，将上清液由上清液收集组件收集并外排至污水处理场，当液位计到达设定值时，阀门V2自动关闭，开启离心机进料泵，将程控油泥预处理设备中下部的浓缩污泥由浓缩污泥外排组件送至离心机；

[0148] (5)在将浓缩污泥送至离心机的同时，在离心机的进料管线上投加阳离子型有机高分子絮凝剂，然后使用离心机对浓缩污泥进行离心脱水处理，将脱水污泥送入脱水污泥储罐暂存，离心机的排水则送入污水处理场；

[0149] (6)将脱水污泥储罐中暂存的脱水污泥由泵连续均匀地提升至干燥机进行低温干化处理，干燥机热源采用温度为170℃、压力为0.7MPag的低压饱和水蒸汽，干燥机腔体温度控制在100℃～115℃，在干燥机排气管线上设氧含量分析仪，干燥机腔体通入氮气，将排气氧含量控制在0.8～1.6％，微负压运行；

[0150] (7)用双轴冷却螺旋输送器将干燥机中的干化污泥进行冷却卸料，然后将其输送至危废焚烧单元处理；

[0151] (8)在上述步骤中，程控油泥预处理设备、脱水污泥储罐和干燥机在运行过程中产生的废气均通过引风机被送入洗气塔，废气被洗气塔中上部引入的洗气水洗涤净化，然后通过引风机送至危废焚烧单元一并处理。

[0152] 实施例2

[0153] 某石化企业每天产生油泥7000kg，经测其含固率为2.0％，含油率为7.25％，油泥3
中硫化物浓度为318mg/L。利用油泥提升泵(螺杆泵，流量为7m/h，扬程为20m)将油泥提升至程控油泥预处理设备，采用实施例1的高硫高沥青质油泥处理装置和方法对其进行处理。

[0154] 程控油泥预处理设备为玻璃钢材质，直径1.3米，高度8米，设计有效水深6.5米。油泥改质催化剂进料泵流量为60L/h，催化剂采用浓度为1％的硫酸铁溶液，油泥提升泵与油泥改质催化剂进料泵联锁同时启动，按照24mg/L铁离子浓度投加催化剂；开启压缩空气，对3 2
油泥进行催化氧化脱硫，压缩空气曝气强度为9Nm/m .h，当双法兰液位计测定液位到达6.5米时，自动停止油泥提升泵与油泥改质催化剂进料泵，继续曝气搅拌至空气催化氧化脱硫时间达4小时，取500mL油泥样品对其中的硫化物进行测定，测得硫化物浓度为0.73mg/L；

[0155] 自动启动加酸泵(计量泵，流量200L/h，扬程40m)，10分钟后开启pH监测泵(气动隔3
膜泵，流量2m /h)，当pH计测定值到达1.5时，自动停运加酸泵和pH监测泵，继续曝气搅拌至酸化催化改质时间达40分钟后，自动开启加碱泵(计量泵，流量500l/h，扬程30m)，10分钟后开启pH监测泵。当pH测定到达6.8时停运加碱泵和pH监测泵，继续曝气，曝气过程中取样测得油泥含固率为3.81％；继续曝气搅拌至中和调理时间达40分钟后自动关闭压缩空气进口阀门，对油泥进行静置浓缩；4小时后开启上清液外排阀门，将上清液排至污水处理系统，上清液排出量约1000kg；

[0156] 上清液外排后，开启压缩空气进口阀门，将浓缩污泥搅拌均匀后取样，测得程控油泥预处理设备底部浓缩污泥含固率为4.44％；关闭压缩空气进口阀门，开启离心机进料泵3
(螺杆泵，流量6m/h，扬程30m)将浓缩污泥送至离心脱水机；离心脱水后测得脱水污泥含水
3
率为81％；程控油泥预处理设备和离心机每天完成两批次的油泥处理；脱水污泥暂存于6m的脱水污泥储罐中；

[0157] 用干燥机进料泵(螺杆泵，流量120kg/h)将脱水污泥连续均匀提升至干燥机中，干2
燥机选用空心桨叶干燥机，面积为12m ，热源为0.7MPag的饱和水蒸汽。干化污泥经双轴冷却螺旋输送器出料；平均每天得到干化污泥578kg，经测得干化污泥含水率为7.97％，热值为4968kcal/kg；

[0158] 无机质固体含量的测定过程为：将2g干化污泥放在600℃的马弗炉中2小时后，所得重量为0.187g，得出干化后实际的无机质固体含量为：0.187g/2g*100％＝9.35％。