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【创客组二等奖】盛洁团队—一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统

时间:2019-10-14    来源:创客天山

团队技术

团队具备固化、筛选、均化、孵化、深加工等的先进设备设施,建立了行之有效的废物处理体系,与设计部门和研究机构进行了广泛的交流与合作,建立了雄厚的科研力量。与北京清华大学合作进行固废土壤改良、修复技术支撑和新疆农科土肥节水以及土壤修复研究所合作,解决钻井废弃物检测不达标问题。并形成了废气物及土壤修复一体化解决方案。解决处理后的钻井废弃物《油气田钻井固体废弃物综合利用污染控制要求》(DB 65/T 3997—2017)标准要求,合格钻井废弃物可以用于土地修复、矿坑回填、种植吸复重金属植被、目前已完成植被生长实验、主要体现在抗干旱、重度盐碱地修复等。实现了废弃物高效资源化利用,有效消除钻井作业对环境造成的污染隐患,同时可实现钻井废弃物的资源化利用,处理后的钻井废弃物可以用于油田修建简易公路及铺垫井场。一方面既保护了生态平衡,改善了人居环境,又为政府实现可持续发展目标起到了有效的促进作用。

泥浆固化的其机理是向废水基泥浆(或其沉淀物)中加入固化剂。使钻井废物中的有害成分固定在惰性固体终产物中。固化过程中,泥浆中的重金属离子生成羟基化合物固定,阻止重金属离于外移,其他污染物由于吸附作用及固化体的网状结构和较小的空隙通道。限制了其迁移,所以浸出率较低。例如总Cl-的迁移速率降低。这已经被研究人员通过电子显微照相仪对固化泥浆和未固化泥浆进行扫描电镜分析得到了证实,通过对电镜照片分析可以看出:水基泥浆原泥装固化体中颗粒胶结较松散。有较大的空隙通道;而水基泥浆用处理后的泥饼固化后颗粒聚结紧密,有交叉网状结构。空隙通道较小。利用固化剂的化学稳定、封闭和化学凝固作用,废物中金属离子和有机物在环境中的侵蚀和沥滤大为减少,最终废弃泥浆将转化成类似土壤或胶结强度很大的固体。可以毫不夸张地说,泥浆固化剂具有显著地性价比,在施工中省去了巨量的人力、机械工程量和成本费用,只需要一台小型的挖沟机械,左右、前后、上下搅拌几次泥浆,使加入的泥浆固化剂能够较为均匀的与泥浆混合。

项目介绍

  1. 项目背景及建设必要性

    目前,克拉玛依地区发电和油田热力企业有5家,共有大型锅炉12台,每年排放的灰渣约为30万方。热力公司运行产生的固体废弃物(灰、渣及脱硫石膏)既是污染源又是资源,具有潜在的利用价值。依据《粉煤灰综合利用管理办法》(国家发展与改革委员会 2013年第 19 号令)和国家发展改革委办公厅、工业和信息化部办公厅《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》(发改办环资〔2019〕44号)文件提出的要“大力发展粉煤灰规模化利用和高值化利用,重点解决粉煤灰综合利用区域瓶颈问题”。粉煤灰综合利用应遵循“谁产生、谁治理,谁利用、谁受益”的原则, 减少粉煤灰堆存,不断扩大粉煤灰综合利用规模,提高技术水平和产品附加值。另外, 脱硫石膏含有碳酸钙、亚硫酸钙以及由钠、钾、镁的硫酸盐或氯化物组成的可溶性盐等杂质,具有较好的综合利用价值,本项目主要综合利用去向为生产固化剂。

    国家政策支持企业真正成为技术创新的主体。支持企业参与国家科技计划和重大工程项目,健全由企业牵头实施应用性重大科技项目的机制,重点支持和引导创新要素向企业集聚,使企业真正成为研究开发投入、技术创新活动、创新成果应用的主体。引导企业增加研发投入。鼓励和支持企业技术中心建设。鼓励中小企业采取联合出资、共同委托等方式进行合作研发。

    2015 年新《环保法》实施以后,新疆油田开始试验钻井水基固液废弃物不落地处理技术,新疆环保厅也在制订相关管理办法,引导钻井水基固液废弃物处理减量、减排、无害化和资源利用,促进油田清洁生产。泥浆不落地处理与循环利用技术现场随钻收集钻井废弃泥浆和岩屑,把分离出来的废弃泥浆再生处理,回用于钻井,实现泥浆循环利用;把分离出来的岩屑等废弃物,添加针对性开发出来的固化剂,就地实现无害化和资源化。

    根据市场需求,克拉玛依市盛洁环境技术有限责任公司于 2018 年已建成投产利用粉煤灰和脱硫石膏生产固化剂项目,生产规模为年产固化剂 60000t/a,本项目建设一方面可大力促进泥浆不落地处理与循环利用技术, 促进钻井水基固液废弃物处理减量、减排、无害化和资源利用,另一方面可以促进周边地区的农业生产。

  2. 固化剂的特点

    a、适用泥浆种类宽泛

    适用于油田钻井废泥浆、建筑开/非开挖泥浆、打桩泥浆、河道淤泥、市政泥浆等泥浆环保固化处理;

    b、满足不同酸碱性的泥浆

    大多数泥浆偏碱性,少数泥浆呈酸性,中性泥浆巨少,均能良好的适应泥浆的不同PH值,另一方面,这些泥浆大多存在着高含水、高粘度、高稳定性、极难处理的特点;

    c、有效处理泥浆有害成分

    油田钻井废泥浆一般含有石油悬浮物,重金属(如汞、铜、铬、镉、锌及铅等),COD,有机“三磺体系”等钻井泥浆化学材料;打桩等作业过程也充斥了大量的CMC、钠基膨润土等泥浆化学材料;市政下水道、化工泥浆池、尾矿等都存在着大量的有害化学物质;

    d、最佳性价比

    迄今为止,在满足泥浆化学无害化处理要求的前提下,泥浆固化剂添加量2-5%,是目前国内泥浆化学固化处理市场中唯一的最低添加量是泥浆固化剂市场上不可比拟的性价比,另外由于该泥浆固化剂最低的添加使用量,同比高添加量的固化剂也给客户节约了高昂的运输费用和施工费用。该固化剂继续保持国内首创、绿色环保、添加量小、性价比高、施工简单,低温适应性强,固化效果理想之优势。

  3. 泥浆固化剂性能优点

  1. 实用:具备强有力的吸水性,固化剂在应用于实际中可以低成本、便捷以及高效的达到油田岩屑固化的作用;

  2. 可塑:经过固化后的混合物强度低易碎且拥有很强的可塑性可二次固化;

  3. 防尘:固化剂与混凝土中的硅酸盐发生化学反应,在混凝土表面形成一个无尘、致密的整体,永久控制了混凝土灰尘从表面空隙中析出;

  4. 调节:可有效控制平衡酸碱的能力可直接降低COD至国家环境标准,让有害物不在有害;

  5. 抗渗:有效渗入到混凝土内锁住水泥结构毛孔,提高密度起到密封效果,能有效抑制油污进入混凝土内部;

  6. 节能:固化剂不仅有效的将固废进行了资源化利用,而且还解决了各大企业固废处理难的问题;

  7. 环保:泥浆固化剂是无色、无味、不燃、不含甲醛等挥发物无污染的环保材料。

  1. 泥浆固化剂的施工优势

  1. 实现泥浆快速固化:可以减少大容量泥浆储存池;

  2. 特稀泥浆高效固化:特别是压滤机无法处理的含水高达80%以上的稀薄泥浆,能够高效固化;

  3. 实现泥浆不落地处理:泥浆不落地随即固化处理、转运到指定地点;

  4. 无需动力电源条件满足于远郊野外没有电源条件下,在挖掘机等机械搅拌配合下进行泥浆固化。固化剂的发展方向是多功能型、高性能型、阻燃型、增韧型、潜伏型、节能型、环保型,我们所注意的更多的是关注节能和环保。