[實用新型]一種費托合成渣蠟和油泥無害化處理及資源化系統

有效

• 申請號: 201821091774.X
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN208857207U
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 李絢天;孫進;王雷;徐炎華
• 申請（專利權）人: 南京工大環境科技有限公司
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B47/24;C10B57/08;C02F11/10;F23G7/00;F22B1/18
• 代理公司: 南京思拓知識產權代理事務所(普通合伙) 32288
• 代理人: 呂鵬濤

本實用新型公開了一種費托合成渣蠟和油泥無害化處理及資源化系統，該系統包括四個部分：進料預處理及進料系統、核心反應器系統、熱解產品回收系統和無害化焚燒系統，核心反應器系統由兩個相互耦合的流化床反應器組成，包括一個流化床熱解反應器和一個流化床燃燒爐，固體顆粒在兩個反應器之間循環；其工作過程為，給料經加熱預處理后，經過過濾，經泵送或霧化給入流化床熱解爐，迅速熱解為富含碳氫化合物的熱解氣，熱解氣經過凈化除塵后，經過分級冷凝和分離，生產高附加值的液態油品和石腦油，而熱解殘焦和冷凝剩下的不凝氣體則送入燃燒室，通過燃燒或氧化釋放熱量，繼而通過固體顆粒循環將熱量供應給吸熱的熱解反應。

技術領域

本實用新型涉及一種費托合成渣蠟和油泥無害化處理及資源化系統，尤其適合煤化工領域的煤間接液化費托合成工藝中的含蠟濾渣(渣蠟)、隔油池中產生的含油污泥(亦稱油泥)，石油天然氣工業的含油污泥(亦稱油泥)，以及來自餐飲業和家庭的回收油脂的無害化處理及資源化利用。

背景技術

費托合成(Fischer-Tropsch synthesis)是煤間接液化的主要反應過程，其中煤氣化的生產合成氣在催化劑的作用下生成以飽和直鏈烴和蠟為主的油品，然后通過進一步加工生產化學品和汽油、柴油等燃料。

費托合成裝置的典型操作壓力為20-30bar。根據操作溫度不同，可分為低溫費托合成 (典型操作溫度為200-250℃)和高溫費托合成(典型操作溫度為300-350℃)兩種類型。低溫合成的初級油品產物以飽和烴和蠟為主；高溫合成的初級油品產物碳原子數和分子量較小，并含有較多的不飽和烴。

費托合成使用不同類型的催化劑，主要有鈷基、鐵基和鎳基催化劑。

費托合成油品的蠟過濾單元產生含蠟濾渣，通稱渣蠟，其中含有蠟、催化劑和礦物質。渣蠟從過濾單元排出時，是一種可流動的粘稠液體。冷卻后的渣蠟是一種黑色塊狀固體廢棄物。渣蠟中的蠟的物理化學特性與初級油品里的蠟大致相同。

不同過濾單元排出的渣蠟成分不同，其中蠟的含量(質量百分比)通常在15-60％之間變化，催化劑含量通常在30-85％之間變化，其他礦物質和雜質的含量可在0-80％之間變化。因此，渣蠟里的碳氫化合物含量、發熱量和物化特性都有變化。

在隔油池中會產生一種成分復雜的混合物，通稱油泥，它一般以水、油、渣、氣組成的多相浮泥或水、油、渣組成的乳狀液體系形態存在。

渣蠟中含有成分復雜的碳氫化合物及其氧化組分，以及不同類型與配方的催化劑，具有不同的特征污染物、瀝濾浸出特性和毒性，對它們的界定、處理和處置的要求各不相同。油泥中含有成分復雜的毒性有害物質，是一種危險廢棄物。對它們的處理處置的主要目的是減量化、無害化，并在法規和條件允許時力求資源化。

渣蠟處理的可能方法包括物理分離、加氫裂解、催化裂解、焚燒(燃燒)、蒸汽重整、氣化、改性和熱解。

渣蠟中的蠟可以通過溶液萃取或加熱融化后以離心力作用、過濾等物理方式與其中的固相成分分離出來，產生高附加值的石蠟產品。但是，溶液萃取后還需要進一步分離，并產生新的廢棄物。離心分離對于近微米和亞微米級的顆粒分離效果不佳。各種液相過濾操作單元不僅體積大，成本高，而且濾渣層不易清除，導致過濾壓降增大和運行不穩定。

加氫裂解是在360-400℃和高壓(通常為20-50bar)條件下，通過加氫將渣蠟中的蠟加工為柴油、煤油等液體燃料和以直鏈烴為主的石腦油、潤滑油等產品。這一過程的優點是液體產物產率較高，產品附加值較高。加氫裂解需要氫氣，而在煤基費托合成系統中通常存。在氫氣短缺，且制氫成本較高。渣蠟本為廢棄物，如果采用加氫裂解會加劇費托合成主流程的氫氣短缺。