水煤漿氣化爐摻燒處理廢潤(rùn)滑油的可行性研究

段付崗

（陜西煤化能源有限公司，陜西長(zhǎng)武 713600）

0 引 言

所謂廢潤(rùn)滑油，一是指潤(rùn)滑油在使用過(guò)程中混入了其他雜質(zhì)，如水分、灰塵、其他雜油和機(jī)件磨損產(chǎn)生的金屬粉末等，導(dǎo)致潤(rùn)滑油顏色變黑、粘度增大，其主要成分為基礎(chǔ)油、添加劑、水分、雜質(zhì)等；二是指潤(rùn)滑油逐漸變質(zhì)，生成了有機(jī)酸、膠質(zhì)和瀝青狀等物質(zhì)，即其主要成分變?yōu)榱擞袡C(jī)酸、膠質(zhì)和瀝青狀物質(zhì)等。廢潤(rùn)滑油再生技術(shù)比較成熟，多采用沉降、蒸餾、酸洗、堿洗、過(guò)濾等方法除去潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)使之得以回收利用，但其再生工藝復(fù)雜，純度不易控制，產(chǎn)品質(zhì)量難以達(dá)到成品潤(rùn)滑油的標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)環(huán)境保護(hù)部2016年頒發(fā)的 《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》，廢潤(rùn)滑油屬于危險(xiǎn)廢物，分類(lèi)號(hào)為HW08。依據(jù) 《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》，廢潤(rùn)滑油必須進(jìn)行無(wú)害化處理，并辦理 《危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可證》。其中，采取焚燒處理時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行 《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》 （GB18484—2001），嚴(yán)禁無(wú)序排放和隨意買(mǎi)賣(mài)，須交由有資質(zhì)的廢油處理企業(yè)來(lái)處置。

而采用水煤漿加壓氣化技術(shù)的氣化爐，單爐生產(chǎn)能力較大 （目前國(guó)內(nèi)在役大型水煤漿氣化爐單爐投煤量一般在1000～3000t／d），對(duì)原料煤適應(yīng)性較廣，氣煤、煙煤、次煙煤、無(wú)煙煤、高硫煤及低灰熔點(diǎn)的劣質(zhì)煤、石油焦等均可用作原料，目前其工業(yè)裝置的氣化壓力為2.5～8.5 MPa，已實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷、長(zhǎng)周期、穩(wěn)定運(yùn)行。另外，采用水煤漿加壓氣化技術(shù)的煤氣化系統(tǒng)熱利用形式，一種是廢熱鍋爐型，可回收煤氣中的顯熱副產(chǎn)高壓蒸汽；另一種是水激冷型，可制得水氣比高達(dá)1.4的合成氣，適用于生產(chǎn)氫氣、合成氨、甲醇和乙二醇等化工產(chǎn)品。因此，從水煤漿氣化爐本身的特點(diǎn)和煤氣化系統(tǒng)的配置來(lái)看，利用其摻燒處理廢潤(rùn)滑油是可行的。以下對(duì)水煤漿氣化爐摻燒處理廢潤(rùn)滑油的可行性進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的回收利用方案。

1 可行性分析

（1）無(wú)論是混入了雜質(zhì)還是變質(zhì)的廢潤(rùn)滑油，其主要成分為碳?xì)浠衔?，而煤炭中的主要成分也是碳?xì)浠衔?，且廢潤(rùn)滑油和煤炭燃燒后的氣體成分大同小異，這些共同點(diǎn)是將廢潤(rùn)滑油進(jìn)行摻燒處理的前提。

（2）無(wú)論是煤氣化還是油氣化，目前均在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，且在氣化爐中摻燒油類(lèi)物質(zhì) （包括柴油、機(jī)油等）同樣也已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，廢潤(rùn)滑油通過(guò)摻燒處理，將其中大量的油質(zhì)類(lèi)物質(zhì) （如基礎(chǔ)油、其他雜油、有機(jī)酸、膠質(zhì)、瀝青等）轉(zhuǎn)化為水煤氣，并進(jìn)一步生產(chǎn)液氨、甲醇、乙二醇和氫氣等產(chǎn)品，可使廢潤(rùn)滑油得到回收利用，達(dá)到變廢為寶、節(jié)約煤資源的目的，符合低碳環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。

（3）利用技術(shù)上已經(jīng)成熟的氣化爐處理廢潤(rùn)滑油，至少可節(jié)約1臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備——焚燒爐，僅需投入約1萬(wàn)元 （廢潤(rùn)滑油摻燒配套設(shè)施費(fèi)用）即可實(shí)現(xiàn)廢潤(rùn)滑油的無(wú)害化處理。

（4）利用水煤漿氣化裝置處理廢潤(rùn)滑油時(shí)，可將廢潤(rùn)滑油直接加壓后送入水煤漿氣化爐內(nèi)，也可定量加入水煤漿管道中隨煤漿一起加入氣化爐內(nèi)，還可加入高壓煤漿泵的進(jìn)口管由高壓煤漿泵加壓送入氣化爐，均不會(huì)影響氣化爐的正常運(yùn)行；摻燒廢潤(rùn)滑油后，煤氣化的產(chǎn)物 （合成氣）——水煤氣的主要成分仍是CO、H2（還包括CO2和水），氣質(zhì)不會(huì)發(fā)生變化，其中的無(wú)效雜質(zhì) （如灰塵、金屬等）隨氣化渣排出，不會(huì)影響后工序的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

（5）水煤漿氣化爐中摻燒廢潤(rùn)滑油時(shí)，合成氣均處于高溫、高壓、密閉的環(huán)境中，一般不存在泄漏和污染，且煤氣化系統(tǒng)的硫回收、火炬、灰水和污水處理等環(huán)保設(shè)施一應(yīng)俱全；水煤漿氣化爐中摻燒廢潤(rùn)滑油后，所產(chǎn)生的微量廢油渣和氣化渣混在一起，不屬于危險(xiǎn)廢物，可按一般固體廢物進(jìn)行處置，處置手續(xù)和方法簡(jiǎn)單、可靠。即水煤漿氣化爐摻燒廢潤(rùn)滑油環(huán)保、經(jīng)濟(jì)，可回收利用燃燒氣，可謂一舉多得。

2 摻燒處理方案

2.1 廢潤(rùn)滑油加入點(diǎn)的選擇

在水煤漿氣化爐內(nèi)加入廢潤(rùn)滑油時(shí)，其加入點(diǎn)的選擇應(yīng)慎重，因氣化爐壓力很高，難以直接加入，故應(yīng)選擇在系統(tǒng)的低壓部位間接加入。一般不會(huì)選擇直接加入氣化爐或在氣化爐入口的高壓煤漿管道上加入，這是因?yàn)闅饣癄t內(nèi)和高壓煤漿管道的壓力一般均在5.9MPa以上，小流量計(jì)量泵的揚(yáng)程很難達(dá)到。水煤漿氣化爐摻燒廢潤(rùn)滑油的加入點(diǎn)宜選擇在高壓煤漿泵入口管道上，因?yàn)楦邏好簼{泵入口管的壓力小于0.2MPa，廢潤(rùn)滑油容易加入，且可與煤漿在長(zhǎng)達(dá)近100m的管道內(nèi)進(jìn)行充分混合，投資少，操作簡(jiǎn)便且安全可靠，有利于氣化爐的正常運(yùn)行。

2.2 廢潤(rùn)滑油加入量的控制

水煤漿氣化爐摻燒廢潤(rùn)滑油時(shí)，加入廢潤(rùn)滑油應(yīng)采取少量、穩(wěn)定、連續(xù)的方式，且最好和煤漿混合均勻，以減少或杜絕摻燒過(guò)程對(duì)氣化爐運(yùn)行工況的影響。廢潤(rùn)滑油的加入量最好依據(jù)廢潤(rùn)滑油的產(chǎn)生量進(jìn)行控制，正常情況下控制在5～50L／h為宜，這樣每年可消耗廢潤(rùn)滑油32～320t，完全可滿足一般企業(yè)全年所產(chǎn)生廢潤(rùn)滑油的處理需要；以600kt／a煤制甲醇裝置為例，廢潤(rùn)滑油的最大添加量?jī)H為原料煤量的0.0325%，不會(huì)對(duì)氣化爐和下游系統(tǒng)的工況產(chǎn)生不良影響。

2.3 廢潤(rùn)滑油摻燒處理方案

收集在容量為500L的油桶內(nèi)的廢潤(rùn)滑油經(jīng)一級(jí)濾油器過(guò)濾后送入中間廢潤(rùn)滑油儲(chǔ)罐內(nèi)，然后經(jīng)二級(jí)管道過(guò)濾器 （濾油器）并經(jīng)螺桿泵計(jì)量后小流量送入高壓煤漿泵的入口管道，與大量的煤漿混合后，由高壓煤漿泵送至水煤漿氣化爐內(nèi) （溫度1250℃、壓力5.9MPa）焚燒處理。廢潤(rùn)滑油管道和高壓煤漿管道的接口處引入低壓氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，防止廢潤(rùn)滑油管道被煤漿堵塞。廢潤(rùn)滑油與煤漿在氣化爐內(nèi)焚燒后，所產(chǎn)生的合成氣的主要成分為CO、H2，經(jīng)變換、低溫甲醇洗等工序處理后，成為合格的合成氣，最終經(jīng)合成塔轉(zhuǎn)化為所需的煤化工產(chǎn)品如液氨、甲醇、乙二醇等。其中的有毒有害氣體 （如H2S等）通過(guò)硫回收裝置回收生產(chǎn)硫磺、硫酸等產(chǎn)品，無(wú)法回收的不凝性氣體 （如CH4）則通過(guò)火炬燃燒轉(zhuǎn)化為CO2和H2O排放。另外，廢潤(rùn)滑油中的主要雜質(zhì)鐵、鋁、鈣、硅等，通過(guò)燃燒后轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氧化物，與氣化爐煤渣的主要成分基本相同，不會(huì)對(duì)氣化渣的處理產(chǎn)生影響。

2.4 設(shè)備選型

利用水煤漿氣化爐摻燒廢潤(rùn)滑油的關(guān)鍵設(shè)備為廢潤(rùn)滑油泵，選用低揚(yáng)程、小流量的螺桿計(jì)量油泵即可滿足工藝要求，最好為一開(kāi)一備；廢潤(rùn)滑油儲(chǔ)罐為普通碳鋼材質(zhì)，規(guī)格為φ2000mm×2000mm，有效容積6m3；廢潤(rùn)滑油過(guò)濾器使用普通的管道濾油器 （又稱(chēng)吸油過(guò)濾器），管道規(guī)格DN25；濾油漏斗自制，加蓋，內(nèi)設(shè)一級(jí)過(guò)濾篩，濾網(wǎng)規(guī)格為40目。

3 摻燒控制要點(diǎn)

（1）煤漿粒度較大，摻燒廢潤(rùn)滑油時(shí)本無(wú)需過(guò)濾，但為了防止油泥堵塞泵和管道，仍需采取兩級(jí)過(guò)濾，并及時(shí)清理和更換一、二級(jí)濾油器的濾網(wǎng)，以防堵塞而影響廢潤(rùn)滑油泵的正常運(yùn)行；同時(shí)，摻燒廢潤(rùn)滑油時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制廢潤(rùn)滑油的質(zhì)量，重點(diǎn)是控制廢潤(rùn)滑油的含水量不大于5%，以免降低煤漿濃度，影響氣化效果。

（2）廢潤(rùn)滑油儲(chǔ)罐處應(yīng)配足泡沫滅火器或干粉滅火器，張貼禁止煙火標(biāo)識(shí)，切實(shí)做好防火和滅火預(yù)案；向廢潤(rùn)滑油儲(chǔ)罐添加完油品后，應(yīng)及時(shí)在廢油漏斗上加蓋，以防污染。

（3）氣化爐投運(yùn)正常之后，方可開(kāi)啟廢潤(rùn)滑油泵，廢潤(rùn)滑油采取連續(xù)摻燒的方式，保持廢潤(rùn)滑油泵24h不間斷運(yùn)行，禁止無(wú)故停運(yùn)；氣化爐停運(yùn)之前，應(yīng)先停運(yùn)廢潤(rùn)滑油泵。

（4）正常摻燒過(guò)程中，保持廢潤(rùn)滑油泵出口壓力和流量穩(wěn)定，廢潤(rùn)滑油泵出口壓力應(yīng)稍大于0.2MPa（高壓煤漿泵入口管壓力小于0.2 MPa），其出口流量可根據(jù)廢潤(rùn)滑油產(chǎn)生量確定，過(guò)程中注意觀察摻燒前后氣化爐爐況的變化，根據(jù)需要及時(shí)調(diào)整油量和油壓，并做好記錄。

（5）低壓氮?dú)鈮毫Ρ３衷?.45MPa，以便隨時(shí)吹掃和疏通廢潤(rùn)滑油管道，防止管道堵塞，且氮?dú)獯祾邞?yīng)在高壓煤漿泵停運(yùn)之后和開(kāi)啟之前進(jìn)行，以免影響高壓煤漿泵的正常運(yùn)行。

4 結(jié) 論

（1）水煤漿氣化爐焚燒處理廢潤(rùn)滑油，焚燒后產(chǎn)生的有毒有害氣體，包括粗煤氣和H2S等，均可變成液氨、甲醇和乙二醇等煤化工產(chǎn)品和副產(chǎn)品 （硫酸或硫磺），達(dá)到廢潤(rùn)滑油變廢為寶和資源化利用的目的。

（2）利用水煤漿氣化爐摻燒處理廢潤(rùn)滑油，投資1萬(wàn)元即可實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理，且燃燒后產(chǎn)生的油渣的主要成分和氣化煤渣的成分基本相同，均可填埋處理，不存在環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。

（3）廢潤(rùn)滑油摻燒量極其有限，不僅對(duì)水煤漿氣化爐和下游系統(tǒng)工況不會(huì)產(chǎn)生任何不良影響，而且還對(duì)粗煤氣質(zhì)量和產(chǎn)量的提高有益。

綜上，水煤漿氣化爐摻燒處理廢潤(rùn)滑油在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上可行，上述摻燒方案可靠，完全可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，此舉不失為無(wú)害化環(huán)保處理廢潤(rùn)滑油的一條有效、便捷途徑。