粉煤灰固废处理应用-——废弃钻井泥浆的工艺
油田发电厂粉煤(mei)灰年排放量巨大,目前油田电厂粉煤(mei)灰主要应(ying)用(yong)于(yu)建筑领域,只有极少(shao)部分应(ying)用(yong)于(yu)环保(bao)和化工领域。
废(fei)弃(qi)(qi)钻(zuan)(zuan)井(jing)泥(ni)浆(jiang)成(cheng)分复杂(za),主(zhu)要(yao)由钻(zuan)(zuan)井(jing)液、钻(zuan)(zuan)屑(xie)、作业废(fei)液组成(cheng),由于钻(zuan)(zuan)井(jing)技(ji)(ji)术(shu)(shu)需要(yao),钻(zuan)(zuan)井(jing)液中(zhong)常添加各种化(hua)学(xue)剂,使(shi)得钻(zuan)(zuan)井(jing)废(fei)液处(chu)理(li)不当会对(dui)环境产生(sheng)污染。固(gu)液分离(li)是废(fei)弃(qi)(qi)钻(zuan)(zuan)井(jing)泥(ni)浆(jiang)处(chu)理(li)的关键步骤(zhou)。实现(xian)了固(gu)液分离(li),再对(dui)固(gu)体成(cheng)分进行固(gu)化(hua)将(jiang)使(shi)处(chu)理(li)工作变得非常简(jian)单。而(er)破胶(jiao)剂的化(hua)学(xue)脱(tuo)稳(wen)效(xiao)果是实现(xian)固(gu)液分离(li)的技(ji)(ji)术(shu)(shu)关键,也是影响钻(zuan)(zuan)井(jing)泥(ni)浆(jiang)固(gu)化(hua)成(cheng)本的关键因素。
油田(tian)在(zai)开采、钻(zuan)探、修井(jing)过程中(zhong),每年产生大(da)量(liang)废(fei)弃钻(zuan)井(jing)泥浆。目前(qian),采取的化学(xue)脱稳剂或者(zhe)脱稳速度慢,导致废(fei)弃泥浆处理(li)(li)效(xiao)率(lv)低下 ;或者(zhe)处理(li)(li)成本过高,导致废(fei)弃泥浆处理(li)(li)负担过重。
1、 本发明的目的,
是针对目前油田废弃钻井泥浆处理效率低、成本高的问题,提供一种能快速实现废弃钻井泥浆无害化固废处理的技术方法。郑州德森环境在粉煤灰固废处理上技术成熟,设备齐全,下面是关于粉煤灰固废处理应用-——废弃(qi)钻井泥(ni)浆的工(gong)艺
2、本发(fa)明原理是 :
首先通过使(shi)用不(bu)同的(de)酸对粉煤灰中(zhong)的(de)氧化(hua)(hua)铝、氧化(hua)(hua)铁(tie)进行(xing)提取,分(fen)(fen)别(bie)获(huo)得不(bu)同成(cheng)分(fen)(fen)的(de)高含铝铁(tie)的(de)溶(rong)(rong)液和主(zhu)要成(cheng)分(fen)(fen)为氧化(hua)(hua)硅(gui)的(de)溶(rong)(rong)余固体,再根(gen)据废(fei)弃钻(zuan)(zuan)井(jing)泥(ni)浆(jiang)的(de)组(zu)分(fen)(fen),对铝铁(tie)溶(rong)(rong)液按一定的(de)比例进行(xing)混合,将混合完成(cheng)的(de)溶(rong)(rong)液加入废(fei)弃钻(zuan)(zuan)井(jing)泥(ni)浆(jiang)池(chi)。搅拌,废(fei)弃钻(zuan)(zuan)井(jing)泥(ni)浆(jiang)实现破胶脱(tuo)稳,将泥(ni)浆(jiang)池(chi)上部(bu)(bu)(bu)液体部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)用泵打出,剩余固体部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)就地加氧化(hua)(hua)硅(gui)溶(rong)(rong)余物、石灰、水泥(ni)等完成(cheng)固化(hua)(hua)。
3、工艺步(bu)骤 :
(1)、将质量浓度为 15-20% 的(de)盐(yan)酸和粉(fen)煤灰(hui)按照重量比 4:1-2:1 混合,然后控制(zhi)在90-110℃反应 2-4 小时(shi),分别(bie)收集上(shang)部的(de)盐(yan)酸提取液以及(ji)下部的(de)溶余固体 ;
(2)、将(jiang)质(zhi)量浓度为 20%-60% 的硫酸(suan)和粉煤灰按(an)照重(zhong)量比(bi) 4:1-2:1 混合,然后控制在100-120℃反应 3-4 小时,分别(bie)收集上部(bu)的硫酸(suan)提取液以及(ji)下部(bu)的溶(rong)余固体(ti) ;
(3)、取(qu)(qu)少量盐酸提(ti)取(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)(ye)和(he)硫酸提(ti)取(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)(ye)按照重量比(bi) 3:1-5:1 混合(he)得到混合(he)提(ti)取(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)(ye),然后将混合(he)提(ti)取(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)(ye)加入到废弃(qi)钻井(jing)泥浆(jiang)样品(pin)中,通过(guo)观察(cha)破胶效果,确(que)定(ding)混合(he)提(ti)取(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)(ye)与(yu)废弃(qi)钻井(jing)泥浆(jiang)的(de)用量比(bi) ;
(4)、根据步骤(3)得到的混合(he)提取(qu)液与废弃(qi)钻井泥浆(jiang)的用量比,将盐酸(suan)提取(qu)液和(he)硫酸(suan)提取(qu)液混合(he)后加入(ru)到待处(chu)理的废弃(qi)钻井泥浆(jiang)中,搅拌完成破胶(jiao)过程 ;
(5)、将破胶(jiao)后(hou)的(de)废(fei)弃钻(zuan)井(jing)泥(ni)浆分离出上(shang)部(bu)液(ye)体后(hou),下(xia)部(bu)剩余的(de)固体废(fei)弃泥(ni)浆采取投加氧化硅(gui)固体进行固化处理 ;所(suo)述的(de)氧化硅(gui)固体即步骤(1)和(2)收(shou)集的(de)溶余固体。
(6)、所述(shu)盐酸和粉煤灰的重量比优(you)选为(wei) 3:1 ;所述(shu)的硫酸的质量浓度优(you)选为(wei) 20%,硫酸和粉煤灰的重量比为(wei)优(you)选为(wei) 3:1。
(7)、所述(shu)的固(gu)化(hua)处理时还加入石灰和(he)水(shui)泥。 所述(shu)的盐(yan)酸(suan)为氯碱工(gong)业产(chan)生的废弃盐(yan)酸(suan)。
4、优点:
本发明将(jiang)粉(fen)煤(mei)灰(hui)用于钻井泥(ni)浆(jiang)的无害化处理(li)(li),既能降(jiang)低(di)泥(ni)浆(jiang)处理(li)(li)成本,又可以(yi)缩(suo)短(duan)泥(ni)浆(jiang)固化所(suo)需时间,从而提高废泥(ni)浆(jiang)的固化处理(li)(li)效率,与现有(you)技术相(xiang)比,本发明本具有(you)以(yi)下优点(dian) :
1)、回收再利用了粉煤灰(hui)中的铝、铁资(zi)源 ;
2)、取代单一成分的化学破(po)胶剂,通过配比混合达到更好(hao)的破(po)胶处理效果 ;
3)、工艺简单,原料(liao)低廉,大大节约成(cheng)本 ;
4)、操作方(fang)便,缩短现场施工时间 ;
5)、相比有机破(po)胶剂,不产(chan)生二(er)次污染。
5、附图说明
图 1 是本发明(ming)的工艺(yi)流程图 ;
其中(zhong)产物 A 和(he) B 分别为盐酸(suan)(suan)提取液(ye)和(he)硫酸(suan)(suan)提取液(ye),产物 C 和(he) D 为氧化硅固(gu)体。
6、具体实施方式(shi)
下面以孤(gu)东油田(tian)一(yi)口井产生的 1200 吨废(fei)弃(qi)(qi)(qi)钻(zuan)井泥(ni)(ni)浆(jiang)(jiang)为(wei)(wei)例(li),来(lai)进一(yi)步说(shuo)明粉(fen)煤(mei)灰(hui)(hui)处(chu)(chu)理(li)(li)废(fei)弃(qi)(qi)(qi)钻(zuan)井泥(ni)(ni)浆(jiang)(jiang)的工艺(yi),首(shou)先(xian)将(jiang)质(zhi)量(liang)浓度(du)(du)为(wei)(wei) 15%-20% 的废(fei)盐(yan)酸(suan)(suan)、粉(fen)煤(mei)灰(hui)(hui)按(an)液(ye)(ye)(ye)料比(bi)(bi)(bi)为(wei)(wei) 3:1 加(jia)(jia)(jia)入(ru)反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)调节(jie)罐(guan),通过(guo)(guo)控制反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)温度(du)(du)为(wei)(wei) 90-110 度(du)(du)、反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)时(shi)间(jian)为(wei)(wei) 2-4 小时(shi),完成(cheng)粉(fen)煤(mei)灰(hui)(hui)中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铁的酸(suan)(suan)溶(rong)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu) ;然(ran)后将(jiang)质(zhi)量(liang)浓度(du)(du)为(wei)(wei) 20% 的废(fei)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)、粉(fen)煤(mei)灰(hui)(hui)按(an)液(ye)(ye)(ye)料比(bi)(bi)(bi)为(wei)(wei) 3:1 加(jia)(jia)(jia)入(ru)反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)调节(jie)罐(guan),通过(guo)(guo)控制反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)温度(du)(du)为(wei)(wei) 100-120 度(du)(du)、反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)时(shi)间(jian)为(wei)(wei) 3-4 小时(shi),完成(cheng)粉(fen)煤(mei)灰(hui)(hui)中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铁的酸(suan)(suan)溶(rong)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu) ;分(fen)(fen)别收集两个反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)调节(jie)罐(guan)上部分(fen)(fen)的铝铁溶(rong)液(ye)(ye)(ye)(即盐(yan)酸(suan)(suan)、硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye))和(he)下部分(fen)(fen)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硅固(gu)体(ti)(ti)。然(ran)后根据(ju)废(fei)弃(qi)(qi)(qi)钻(zuan)井泥(ni)(ni)浆(jiang)(jiang)成(cheng)分(fen)(fen),取(qu)(qu)(qu)(qu)废(fei)弃(qi)(qi)(qi)钻(zuan)井泥(ni)(ni)浆(jiang)(jiang)样品,实(shi)验室内加(jia)(jia)(jia)入(ru)盐(yan)酸(suan)(suan)、硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)比(bi)(bi)(bi)例(li)为(wei)(wei) 5:1-3:1,观察破(po)胶(jiao)效(xiao)果(guo)(guo),从而确(que)定两种提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)的混(hun)合(he)(he)(he)(he)比(bi)(bi)(bi)例(li)及混(hun)合(he)(he)(he)(he)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)的总投加(jia)(jia)(jia)量(liang) ;经过(guo)(guo)实(shi)验证明,盐(yan)酸(suan)(suan)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)和(he)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)的混(hun)合(he)(he)(he)(he)比(bi)(bi)(bi)例(li)为(wei)(wei) 4:1,混(hun)合(he)(he)(he)(he)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)的总投加(jia)(jia)(jia)量(liang)为(wei)(wei)废(fei)弃(qi)(qi)(qi)钻(zuan)井泥(ni)(ni)浆(jiang)(jiang)重量(liang)的 2.08%,此时(shi)混(hun)合(he)(he)(he)(he)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)加(jia)(jia)(jia)入(ru)钻(zuan)井泥(ni)(ni)浆(jiang)(jiang)后,5 分(fen)(fen)钟(zhong)内就出现明显(xian)破(po)胶(jiao)效(xiao)果(guo)(guo) ;因此经过(guo)(guo)计算1200吨废(fei)弃(qi)(qi)(qi)钻(zuan)井泥(ni)(ni)浆(jiang)(jiang)需要混(hun)合(he)(he)(he)(he)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)总投加(jia)(jia)(jia)量(liang)约(yue)为(wei)(wei)25吨,其(qi)中盐(yan)酸(suan)(suan)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)和(he)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)分(fen)(fen)别为(wei)(wei) 20 吨和(he) 5 吨,按(an)照上述比(bi)(bi)(bi)例(li)在(zai)沉淀池完成(cheng)两种提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)的混(hun)合(he)(he)(he)(he) ;将(jiang)混(hun)合(he)(he)(he)(he)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)使用(yong)罐(guan)车(che)拉(la)运(yun)至废(fei)弃(qi)(qi)(qi)钻(zuan)井泥(ni)(ni)浆(jiang)(jiang)池,将(jiang)混(hun)合(he)(he)(he)(he)提(ti)(ti)取(qu)(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)(ye)加(jia)(jia)(jia)入(ru)泥(ni)(ni)浆(jiang)(jiang)池,使用(yong)挖掘(jue)机搅(jiao)拌,完成(cheng)破(po)胶(jiao)过(guo)(guo)程(cheng),破(po)胶(jiao)的速度(du)(du)与(yu)现有的加(jia)(jia)(jia)入(ru)破(po)胶(jiao)剂相当。然(ran)后静置,将(jiang)泥(ni)(ni)浆(jiang)(jiang)池上部液(ye)(ye)(ye)体(ti)(ti)用(yong)潜水泵(beng)泵(beng)入(ru)罐(guan)车(che),罐(guan)车(che)将(jiang)液(ye)(ye)(ye)体(ti)(ti)拉(la)运(yun)至油田(tian)作(zuo)业(ye)废(fei)液(ye)(ye)(ye)处(chu)(chu)理(li)(li)站。剩(sheng)余固(gu)体(ti)(ti)废(fei)弃(qi)(qi)(qi)泥(ni)(ni)浆(jiang)(jiang),采(cai)取(qu)(qu)(qu)(qu)投加(jia)(jia)(jia)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硅固(gu)体(ti)(ti)、石灰(hui)(hui)、水泥(ni)(ni)等(deng)常规处(chu)(chu)理(li)(li)方法进行(xing)固(gu)化(hua)(hua)处(chu)(chu)理(li)(li)。
7、本工艺与(yu)常规(gui)工艺的成(cheng)本对(dui)比如(ru)下 :
配置得到20吨(dun)(dun)盐酸(suan)(suan)(suan)提取液(ye)和5吨(dun)(dun)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)提取液(ye)约(yue)需(xu)要 15%-20% 的废盐酸(suan)(suan)(suan) 23 吨(dun)(dun)、20% 废硫(liu)酸(suan)(suan)(suan) 7 吨(dun)(dun)以(yi)及粉煤(mei)灰 10 吨(dun)(dun) ;粉煤(mei)灰以(yi)每吨(dun)(dun) 50 元计,为 500 元 ;废盐酸(suan)(suan)(suan)以(yi)每吨(dun)(dun) 70 元计,成(cheng)本(ben)(ben)为 1610 元 ;废硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)以(yi)每吨(dun)(dun) 100 元计,成(cheng)本(ben)(ben)为 700 元 ;加(jia)(jia)上生(sheng)产(chan)成(cheng)本(ben)(ben),本(ben)(ben)工(gong)(gong)艺总成(cheng)本(ben)(ben)不超过(guo) 3000 元 ;而采用(yong)以(yi)常规方(fang)法完(wan)成(cheng)破胶,上述(shu)废弃(qi)钻井泥(ni)浆需(xu)要投加(jia)(jia)工(gong)(gong)业(ye)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)铝 10 吨(dun)(dun),总成(cheng)本(ben)(ben)为 1 万元。通过(guo)二者(zhe)比较(jiao),显(xian)然本(ben)(ben)工(gong)(gong)艺成(cheng)本(ben)(ben)优势非常明显(xian)。并(bing)且氯(lv)碱工(gong)(gong)业(ye)的生(sheng)产(chan)过(guo)程中产(chan)生(sheng)大量(liang)废盐酸(suan)(suan)(suan),经过(guo)过(guo)滤(lv)稀释等处理用(yong)于本(ben)(ben)发明,其一能够(gou)降(jiang)低(di)本(ben)(ben)工(gong)(gong)艺的成(cheng)本(ben)(ben),另一方(fang)面(mian)也(ye)较(jiao)少了(le)氯(lv)碱工(gong)(gong)业(ye)的污染物(wu)排放,实现了(le)资源的回收(shou)利用(yong)。