[發明專利]利用水泥窯協同處理鉆井廢棄物的設備及方法

在審

• 申請號: 201811341514.8
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109265028A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 趙加;李志強;湯可石
• 申請（專利權）人: 樂山華宇欣和石油科技有限公司
• 主分類號: C04B7/24
• 分類號: C04B7/24;C04B7/36;F23G5/00;F23G5/033;F23G5/04;F23G5/08;F23G5/20;F23G7/00;F23G7/14
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

本發明公開了一種利用水泥窯協同處理鉆井固體廢棄物的設備和方法。設備包括水泥回轉窯、鉆井廢棄物存儲與處理封閉系統、廢氣收集封閉處理系統、廢水廢液收集處理系統；所述鉆井廢棄物為油基泥漿鉆井巖屑或含油土壤，系統為全封閉。本發明利用水泥窯協同處理油基泥漿鉆井巖屑、含油土壤，只需要對現有水泥生產線及其污染治理設施進行適應性改造，油基泥漿鉆井巖屑、含油土壤可作為全替代料，廢油類物質可作為部分燃料替代煤粉，能夠減少噸產品的燃煤、硅質材料消耗，且不會新增污染物排放，能夠將該類危險固體廢棄物進行有效處理，實現危險固體廢棄物處理的資源化、減量化、無害物的目的。

技術領域

本發明屬于固體廢棄物的處理技術領域，涉及水泥窯協同處理廢棄物的技術方法，尤其涉及一種利用水泥窯協同處理油氣井鉆采過程中產生的固體廢棄物：油基泥漿鉆井巖屑、含油土壤，制備硅酸鹽水泥的設備及其方法。

背景技術

油基鉆井泥漿是以白油或柴油作連續相的鉆井液，相對于水基鉆井泥漿，具有抗高溫、抗鹽鈣侵蝕，有利于井壁穩定、潤滑性好、對油氣層損害小等優點。在復雜井、頁巖氣井中得到廣泛運用。但在采用油基泥漿進行油氣資源開發鉆井過程中，產生大量的油基泥漿鉆井巖屑。油基泥漿鉆井巖屑中除地層礦物外，還含有基油(柴油或白油)、乳化劑、潤濕劑、親油膠體、石灰、加重材料等物質，其危害環境的主要成分是烴類、鹽類、各種聚合物、木質素磺酸鹽、重晶石及某些金屬離子如汞、銅、砷、鉻、鋅、鉛等。我國每年廢棄泥漿排放總量約為100多萬m³，含油土壤為石油開采、輸送過程中由于泄露污染的土壤，土壤中石油類物質超過一定含量，對周圍生態環境、地下水和人體健康均產生嚴重影響顯。這類廢棄物如果不進行安全的無害化處理，勢必要對生態環境造成嚴重的影響，形成較大的環境污染隱患，對其周邊的土壤、植被、地表水和地下水造成嚴重污染。

油基泥漿鉆井巖屑、含油土壤組成復雜，含有大量有害成分，因此不能采用水基泥漿鉆井巖屑的處理方法處理，如中國專利申請CN201510049025.5、CN201710838873.3。目前油基泥漿鉆井巖屑有效處理方法主要有熱分解、生物處理。中國專利申請CN200520000600.4、201710425759.8、CN201711008576.2均采用的高溫熱分解方法對巖屑進行處理。熱分解方法存在兩大問題：一是需要外加能源將巖屑加熱到高溫，導致資源浪費嚴重。需要另外建設大量污染治理裝置，且飛灰仍然屬于危險廢物；二是對產生的有害氣體物質沒有完善的處理工藝措施，容易形成二次污染。

中國專利申請CN201611090583.7、CN201710022627.0采用生物發酵的方式進行處理，該種方法對環境條件苛刻、處理量少、處理周期長、成本高，如控制不當，還易造成對當地生態環境的破壞，該類處理技術尚不成熟。

中國專利申請CN201711480693.9利用油基鉆井巖屑制備低熱硅酸鹽水泥熟料，先采用離心方法脫油、脫水，加入吸附劑后與水泥生料混合粉磨，然后進入回轉爐煅燒。然而由于油基泥漿鉆井巖屑中含有大量的有機物，在未進入預分解爐前，高分子有機物就分解成有機氣體，不能達到回轉窯的高溫區，無法利用高溫對其進行分解，尾氣會對大氣產生嚴重污染。因此該方法只能處理高溫處理后的巖屑，需要額外增加預處理工藝。此外，該專利申請是利用巖屑生產低熱水泥，我國低熱水泥用量占比極少，所以采用該方式處理巖屑的能力極低。

專利201110071245.X公布了一種水泥窯協同處理污染土的方法，通過將污染土破碎、粉磨、烘干后經窯尾送入回轉窯，磨機尾氣送入窯尾預然室或分解爐。該專利中采用了選粉機選粉工藝，因此不適用于成分復雜、比重差異過大的固廢，比如油基泥漿鉆井巖屑，這是由于巖屑中含有較高比例的重晶石，其密度遠大于其他組分。此外，油基泥漿巖屑、含油土壤中含有大量有機物，導致干燥后的尾氣中含有大量有機物，而窯尾的溫度偏低，且含氧量不足，不利于分解有機物，也不利于達到利用有機物燃燒降低水泥生產能耗的目的。