油基岩屑处理技术对比及资源化利用方式
在页岩气开采过程中,共产生清水岩屑、水基岩屑、油基岩屑三种钻井岩屑,其中油基岩屑成分复杂、难处理,包含多种有害物质,对环境的危害大,2019年,有人提出页岩气开发产生的固体废物是否应该被规定为危险废物的问题,根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的规定,我国将油基岩屑定为HW08类危险废物。废弃物资源化综合利用是当前的发展方向和趋势,油基岩屑虽是危险废物,但仍有一定的可回收价值。目前主流技术为热裂解和离心分离。
油基岩屑处置技术的对比:
处理技术 | 优点 | 缺点 | 运行费用 |
固化 | 简单易行 | 污染环境且不能回收原油 | 低 |
焚烧 | 有害物处理彻底 | 需焚烧装置,助燃燃料,有废气排放,不能回收原油 | 较高 |
热化学洗涤 | 工艺简单 | 需处理装置,化学药剂,药剂筛选有一定难度,处理经费较高 | 较高 |
热裂解 | 处理效率较高 | 技术含量高 | 较高 |
溶剂萃取 | 处理效率高 | 实验开发阶段,成本过高 | 高 |
微生物处理 | 节省能源 | 处理周期长,不能回收原油 | 较低 |
离心分离 | 效果好,可循环利用 | 较为严格的废物排放标准,单独的离心处理无法满足需要,需与其他方法相结合 | 较低 |
重庆市是我国页岩气储量的集中地区,其中,涪陵页岩气田较为突出。涪陵页岩气田是我国首个大型页岩气田,同时也是全球最大的页岩气田之一。基于涪陵页岩气田,油基岩屑脱油处置有热裂解和离心分离两种,回收油配置钻井液再利用,残渣有五种资源化利用方案:①水泥窑协同处置;②制砖(免烧砖、烧结砖);③制备混凝土;④制备路面材料;⑤制备陶粒。
油基岩屑资源化利用方式:
技术 | 简介 | 优点 | 缺点 |
水泥窑协同处置 | 残渣可替代水泥生产原料和燃料 | 成本低,可去除有机物且不影响产品质 量 | 需加强尾气监控处理,水泥厂须具备 危废处置资质 |
制备混凝土 | 残渣按照一定比例掺入到水泥,砂, 石,水,外加剂和掺和料中,搅拌得 混凝土 | 工艺简单,成本低,能耗低 | 产品中仍还有有机污染物和重金属元素, 存在污染环境的可能性 |
制砖 | 含油率小于2%的残渣与其他试剂按一 定比例混合再制砖 | 工艺简单,操作方便,易大规模推广, 且能固结重金属元素 | 成本高,能耗高,产品附加值低,易致二 次空气污染 |
制备路面材料 | 残渣,水泥,石灰,细石子按一定比 例制作路面材料 | 处理成本低,操作简单 | 存在一定环境风险 |
制备陶粒 | 以残渣为原料,加入粉煤灰,适量助 烧剂,通过一系列工艺制成陶粒 | 投资,能源及处理成本低,不消耗或者 极少消耗页岩黏土资源,同时消除大量 残渣 | 现阶段陶粒行业市场环境并不理想,行业 内部恶性竞争,地域产能不合理,使得陶 粒滞销 |
油基岩屑回收油的最优方案可选热裂解或离心分离。回收热裂解后的油及离心分离的油配置钻井液,不仅降低对环境的危害,而且实现资源化的再利用。油基岩屑处置后生成的残渣,共有五种资源化利用方案,比选结果显示:最优方案是水泥窑协同处置,次佳方案是制砖,制备陶粒及制备路面材料较前两种方案仍有不足,制备混凝土相较其他方案处于劣势。水泥窑协同处置能够将残渣充分稳定燃烧,残渣中的重金属离子实现无废渣排放,二噁英等有害有机物将被分解或得到有效控制。
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