油基巖屑處理技術對比及資源化利用方式
在頁巖氣開采過程中,共產生清水巖屑、水基巖屑、油基巖屑三種鉆井巖屑,其中油基巖屑成分復雜、難處理,包含多種有害物質,對環境的危害大,2019年,有人提出頁巖氣開發產生的固體廢物是否應該被規定為危險廢物的問題,根據《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》的規定,我國將油基巖屑定為HW08類危險廢物。廢棄物資源化綜合利用是當前的發展方向和趨勢,油基巖屑雖是危險廢物,但仍有一定的可回收價值。目前主流技術為熱裂解和離心分離。
油基巖屑處置技術的對比:
| 處理技術 | 優點 | 缺點 | 運行費用 |
| 固化 | 簡單易行 | 污染環境且不能回收原油 | 低 |
| 焚燒 | 有害物處理徹底 | 需焚燒裝置,助燃燃料,有廢氣排放,不能回收原油 | 較高 |
| 熱化學洗滌 | 工藝簡單 | 需處理裝置,化學藥劑,藥劑篩選有一定難度,處理經費較高 | 較高 |
| 熱裂解 | 處理效率較高 | 技術含量高 | 較高 |
| 溶劑萃取 | 處理效率高 | 實驗開發階段,成本過高 | 高 |
| 微生物處理 | 節省能源 | 處理周期長,不能回收原油 | 較低 |
| 離心分離 | 效果好,可循環利用 | 較為嚴格的廢物排放標準,單獨的離心處理無法滿足需要,需與其他方法相結合 | 較低 |
重慶市是我國頁巖氣儲量的集中地區,其中,涪陵頁巖氣田較為突出。涪陵頁巖氣田是我國首個大型頁巖氣田,同時也是全球最大的頁巖氣田之一。基于涪陵頁巖氣田,油基巖屑脫油處置有熱裂解和離心分離兩種,回收油配置鉆井液再利用,殘渣有五種資源化利用方案:①水泥窯協同處置;②制磚(免燒磚、燒結磚);③制備混凝土;④制備路面材料;⑤制備陶粒。
油基巖屑資源化利用方式:
| 技術 | 簡介 | 優點 | 缺點 |
| 水泥窯協同處置 | 殘渣可替代水泥生產原料和燃料 | 成本低,可去除有機物且不影響產品質 量 | 需加強尾氣監控處理,水泥廠須具備 危廢處置資質 |
| 制備混凝土 | 殘渣按照一定比例摻入到水泥,砂, 石,水,外加劑和摻和料中,攪拌得 混凝土 | 工藝簡單,成本低,能耗低 | 產品中仍還有有機污染物和重金屬元素, 存在污染環境的可能性 |
| 制磚 | 含油率小于2%的殘渣與其他試劑按一 定比例混合再制磚 | 工藝簡單,操作方便,易大規模推廣, 且能固結重金屬元素 | 成本高,能耗高,產品附加值低,易致二 次空氣污染 |
| 制備路面材料 | 殘渣,水泥,石灰,細石子按一定比 例制作路面材料 | 處理成本低,操作簡單 | 存在一定環境風險 |
| 制備陶粒 | 以殘渣為原料,加入粉煤灰,適量助 燒劑,通過一系列工藝制成陶粒 | 投資,能源及處理成本低,不消耗或者 極少消耗頁巖黏土資源,同時消除大量 殘渣 | 現階段陶粒行業市場環境并不理想,行業 內部惡性競爭,地域產能不合理,使得陶 粒滯銷 |
油基巖屑回收油的最優方案可選熱裂解或離心分離。回收熱裂解后的油及離心分離的油配置鉆井液,不僅降低對環境的危害,而且實現資源化的再利用。油基巖屑處置后生成的殘渣,共有五種資源化利用方案,比選結果顯示:最優方案是水泥窯協同處置,次佳方案是制磚,制備陶粒及制備路面材料較前兩種方案仍有不足,制備混凝土相較其他方案處于劣勢。水泥窯協同處置能夠將殘渣充分穩定燃燒,殘渣中的重金屬離子實現無廢渣排放,二噁英等有害有機物將被分解或得到有效控制。
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