Z4E-3/951型臥螺離心機在綏中36-1原油處理廠含油污泥處理中的應用

劉振國，代曉東

（中海能源發展股份有限公司人力資源服務公司碧海環保服務公司，天津300458）

Z4E-3/951型臥螺離心機在綏中36-1原油處理廠含油污泥處理中的應用

劉振國，代曉東

（中海能源發展股份有限公司人力資源服務公司碧海環保服務公司，天津300458）

針對綏中36-1原油處理廠污水系統產生的大量含油污泥，采用“調質+離心分離”工藝處理，分離設備為德國進口Z4E-3/951型臥螺離心機，調制采用污泥脫水劑TM-5057，注入濃度為0.4%，離心機的運行參數：進料速率在5m3/h；轉速3700rpm；差速度8～10rpm，減容率可達到75%～80%。

含油污泥；調制；臥螺離心機；污泥脫水劑；減容率

由于采用聚合物驅油和加密井眼開發等增產措施的施行，綏中36-1原油終端的原油處理過程中，由于沉降罐內沉積了大量污油泥，排水時被攜帶進了污水處理系統。加之污水處理過程中的調儲罐內添加了絮凝劑及助凝劑，產生大量的含油浮渣，直接造成調儲罐、粗?；惫艹凸?、澄清沉降罐等單元均有大量含油污泥出現。

油田含油污泥物化性質十分復雜，一般含有老化原油、固體懸浮物、重金屬鹽及聚合物等［1］。綏中36-1原油處理廠曾嘗試使用疊螺式污泥脫水機進行干化，但脫水效果不佳，目前主要處理方式為罐車外運處理。

通過對含油污泥減量化處理的大量實驗效果進行評價，最終制定“調質+離心分離”的油泥減量化處理工藝。

1　化學調制實驗研究

根據綏中36-1原油處理廠含油污泥的性質，采用油污預處理藥劑對含油污泥進行調質預處理，破壞油泥穩定性，使用離心機將油、水、泥三相分離，實現油泥減量化。實驗方法是在恒溫水浴加熱到60℃的情況下，設定離心機轉速為4000r/min，離心分離5min，使用SIGMA 6-16H型臺式高速離心機對各組含油污泥的分離情況進行測定。

通過篩選，高效油泥脫水劑TM-5057在60℃，濃度為0.4%的條件下分離效果最佳，油水固三相分離較為徹底。

2　現場試驗工藝流程

圖1是含油污泥減量化處理的工藝流程圖，利用氣動隔膜泵將污油泥從污泥池內經過耐壓軟管抽入攪拌罐中，在泵房內安裝2臺防爆螺桿泵，將攪拌罐中攪拌均勻的含油污泥，加注油泥分離劑調質后進入離心機進行液固兩相分離。分離出的固相通過螺旋推料器送入垃圾箱中外運，液相通過耐壓管線返回污水池中。

圖1　含油污泥減量化處理設備流程圖

3　Z4E-3951型臥螺離心機脫水原理及技術參數

離心脫水機是利用轉鼓高速旋轉產生的離心力進行固液分離的一種污泥處理設備［2］。

臥螺離心機的主要部件有：轉鼓、螺旋推進器、差速系統等構成。分離過程為：物料在轉鼓內壁以設計速度高速旋轉，沿著轉鼓殼體形成一個同心液層，稱為液環層。物料內所含的固體在離心力作用下沉積到轉鼓上，再通過螺旋的運轉將干物料推至轉鼓錐端，上清液則從轉鼓大端排出，實現固液分離［3］。

技術參數見如下：處理量—5m3/h、轉鼓內徑—420mm、直徑/長度比—1：3、有效容積—75L、主轉速—2000～4000r/min（可調）、差轉速—1～20r/min（可調）、最大分離因數—3750xg、最大扭矩—2500Nm、長/寬/高—3735×1000×1200mm、重量—2600 kg、轉鼓材料—雙相不銹鋼DIN1.4463離心澆注（相當于SAF2205）。

4　現場試驗監測方法

含油污泥含水率依據GB/T8929-1988原油水含量測定法分析：稱取20g攪拌均勻的含油污泥樣品，加入100mL（沸程60～90℃）無水石油醚，將混合物搖勻后加入干燥沸石，進行蒸餾，記下蒸出水的體積，重復三次，取平均值，計算含油污泥的含水量。

含泥量的測定采用重量法，將一定量的含油污泥置于坩堝中，放在650℃的馬弗爐中焚燒8h后冷卻，計算前后的重量差，計算含油污泥的含泥率。含油污泥的含油率=100%-含水率-含泥率。

5　結果與討論

5.1含油污泥的預處理

含油污泥的預處理指的就是調質階段，根據綏中36-1含油污泥的性質，需要選用合適的高分子絮凝劑，通過室內評價實驗，油泥脫水劑TM-5057的絮凝效果最佳，它是高分子聚丙烯酰胺和聚醚的復配產品，不僅起到絮凝污泥的作用，還可以分散到油水乳狀液與污泥的界面，起到脫油脫水的作用。

油泥脫水機TM-5057的作用效果迅速，故加藥點在離心機進料泵的出口，防止油泥分離后產生的不均勻性影響進料泵的運行狀況。

現場運行過程中，在不加入油泥脫水劑TM-5057的情況下，離心機固相出口油泥含油量大，且較為松散。根據室內評價結果，油泥脫水機TM-5057的最低注入濃度為0.4%。

5.2離心機操作參數的選擇

5.2.1進料量

離心機的進料量越大，物料在離心機中停留的時間越短，離心分離效果越差［4］。Z4E-3951型臥螺離心機的額定處理量為5m3/h，若超過額定進料量，則會造成螺旋輸送能力的飽和而導致轉鼓堵塞，若處理量太小，則無法解決現場問題?，F場試驗期間，進料量穩定在5m3/h。

5.2.2分離因數

被分離物料在離心場中所受的離心力和它所受重力的比值，稱為分離因數。分離因數的值一般是以轉鼓的轉速表示的，是離心機分離能力的主要指標，分離因數越大，物料受的離心力越大，分離效果也就越好。對于一定尺寸和材料的轉鼓，轉速的提高并不是任意無限的，其極限值取決于轉鼓的機械強度和結構參數［5］。現場試驗期間，轉速設定在3700rpm，當轉速超過這個值時，應力增大會導致轉鼓發生危險。

5.2.3差轉速

差轉速的大小主要取決于離心機所需排渣量的大小，含油污泥干化時，離心機的差轉速不能太高，因為差轉速過高時，由于轉鼓內流體的撓動加快會增大流體對濕沉渣的沖刷增大分離液中的含固量，降低固相回收率。差轉速過低又會明顯降低螺旋的輸渣效率使差速器受到扭矩過大而損壞差速器［6］。長期的運行經驗證明，離心機的差速度選擇在8～10rpm。

5.3化驗測定數據

根據4中的監測方法對油泥入口及離心機固相出口的油泥進行油水泥三相含量分析，數據見表1。

表1　現場試驗數據

6　結論

1）現場試驗油泥分離劑的最佳注入濃度為0.4%；

2）現場試驗離心機運行的最佳條件：進料速率在5m3/h；轉速3700rpm；差速8～10rpm；

3）最佳運行條件下，減容率在75%～80%之間，大大降低了處理廠通過罐車外運含油污泥的運輸壓力，也為含油污泥進一步深度處理創造了條件。因此，“調質+離心分離”技術在處理聚驅含油污泥方面值得推廣。

［1］杜文軍，王愛軍，董新民，等.彩南油田井下廢水及油泥處理中試研究，環境科學與技術［J］，2010，33（12）：173-175.

［2］孫喜鵬，江奇志，李強.疊螺脫水機與離心脫水機在污泥處理中的應用比較，工業用水與廢水［J］，2012，43（6）：73～76.

［3］何諧.臥螺離心機選型因素研究，給水排水［J］，2010，36（10）：94-99.

［4］原文博，陳錦，李勇強.LW 400×1600-N2型離心機在煉油污泥治理中的應用.工業水處理［J］，2008，28（3）：69-71.

［5］周知進，傅彩明.臥螺離心機轉鼓主要參數對其模態的影響，機械設計［J］，2006，23（9）：28-30.

［6］劉長星，付蕾，井濤.臥螺離心機含油污泥脫水試驗研究，過濾與分離［J］，2004，14（4）：28-31.

Application ofthe Z4E-3/951 centrifuge to the treatm ent ofoily sludge in SZ36-1 oil treatmentplant

LIU Zhen-guo，DAIXiao-dong
（CNOOCEnergy Technology&ServicesLimited-Human ResourcesServicesCompany BlueSea Environmental Service Company，Tianjin 300458）

A large amountofoily sludgewhich wasproduced by SZ36-1Oil Treatment Planthas been treated through“conditioning-centrifugal separation”process.Z4E-3/951 centrifuge has been used to treat the oil sludge and sludge dehydrating agent TM-5057 was injected before it under the concentration of 0.4%.The operating parameters ofcentrifugewere：rate offeed was 5m3/h；rate ofrollerwas 3700rpm；the differentialwas 8-10rpm，and the capacity reduction rate could reach 75%～80%.

oily sludge；conditioning；centrifuge；sludge dehydratingagent；capacity reduction rate

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.05.011

X74

B

1008-1267（2015）05-0032-03

2015-04-08

劉振國（1979-），男，本科，工程師，研究油田生產工藝處理及化工應用。