一种固相泥饼的净化处理设备论文和设计-师洪发

全文摘要

本实用新型涉及一种固相泥饼的净化处理设备，包括破碎混合装置和烘干装置，破碎混合装置包括具有破碎腔体的第一壳体，第一壳体上设有物料投放口以及加药口，破碎混合装置还包括对破碎腔体内的物料进行搅拌的第一搅拌机构。烘干装置包括具有烘干腔体的第二壳体，并在烘干腔体内设有加热片，烘干装置还包括对烘干腔体内的物料进行搅拌的第二搅拌机构，第二壳体上开设有出料口。该净化处理设备能够使固相泥饼与药水混合更加均匀，降低有害重金属含量，最终达到一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准中的Ⅱ类要求。整个装置结构简单、操作简便，大大降低了劳动强度，提高了净化处理效率，节约了成本，适合大规模生产和应用。

主设计要求

1.一种固相泥饼的净化处理设备，其特征在于，包括破碎混合装置(1)和烘干装置(2)；所述破碎混合装置(1)包括具有破碎腔体(111)的第一壳体(11)，所述第一壳体(11)上设有物料投放口(12)以及加药口，所述物料投放口(12)和加药口均与所述破碎腔体(111)相连通，所述破碎混合装置(1)还包括对破碎腔体(111)内的物料进行搅拌的第一搅拌机构；所述烘干装置(2)包括具有烘干腔体(213)的第二壳体(21)，并在所述烘干腔体(213)内设有加热片(22)，所述烘干装置(2)还包括对烘干腔体(213)内的物料进行搅拌的第二搅拌机构，所述第二壳体(21)上开设有出料口(212)，所述出料口(212)与所述烘干腔体(213)相连通；所述破碎腔体(111)位于所述烘干腔体(213)的上方，所述烘干腔体(213)的顶部与所述破碎腔体(111)的底部相互连通，并在连通处设置筛网。

设计方案

1.一种固相泥饼的净化处理设备，其特征在于，包括破碎混合装置(1)和烘干装置(2)；

所述破碎混合装置(1)包括具有破碎腔体(111)的第一壳体(11)，所述第一壳体(11)上设有物料投放口(12)以及加药口，所述物料投放口(12)和加药口均与所述破碎腔体(111)相连通，所述破碎混合装置(1)还包括对破碎腔体(111)内的物料进行搅拌的第一搅拌机构；

所述烘干装置(2)包括具有烘干腔体(213)的第二壳体(21)，并在所述烘干腔体(213)内设有加热片(22)，所述烘干装置(2)还包括对烘干腔体(213)内的物料进行搅拌的第二搅拌机构，所述第二壳体(21)上开设有出料口(212)，所述出料口(212)与所述烘干腔体(213)相连通；

所述破碎腔体(111)位于所述烘干腔体(213)的上方，所述烘干腔体(213)的顶部与所述破碎腔体(111)的底部相互连通，并在连通处设置筛网。

2.如权利要求1所述的净化处理设备，其特征在于，

所述筛网的孔径为10mm～20mm。

3.如权利要求1所述的净化处理设备，其特征在于，

所述第一搅拌机构包括第一驱动件(13)、第一转动轴(14)以及多个与所述第一转动轴(14)连接的第一搅拌辊(15)；

所述第一搅拌辊(15)的轴向与所述第一转动轴(14)的轴向垂直，所述第一驱动件(13)与所述第一转动轴(14)连接并驱动所述第一转动轴(14)转动；

所述第二搅拌机构包括第二驱动件(23)、第二转动轴(24)以及多个与所述第二转动轴(24)连接的第二搅拌辊(25)；

所述第二搅拌辊(25)的轴向与所述第二转动轴(24)的轴向垂直，所述第二驱动件(23)与所述第二转动轴(24)连接并驱动所述第二转动轴(24)转动。

4.如权利要求3所述的净化处理设备，其特征在于，

所述多个第一搅拌辊(15)沿所述第一转动轴(14)的轴向分层布置，每层有至少一个所述第一搅拌辊(15)；

所述多个第二搅拌辊(25)沿所述第二转动轴(24)的轴向分层布置，每层有至少一个所述第二搅拌辊(25)。

5.如权利要求3所述的净化处理设备，其特征在于，

所述第一驱动件(13)为第一电机，所述第一电机设在所述第一壳体(11)的顶部外侧，所述第一转动轴(14)的顶端与所述第一电机连接，并且所述第一转动轴(14)沿竖直方向伸入所述破碎腔体(111)内并与所述第一壳体(11)可转动连接；

所述第二驱动件(23)为第二电机，所述第二壳体(21)内设有隔板(211)并将第二壳体(21)分割成所述烘干腔体(213)和电机腔体(214)；

所述第二电机设在所述电机腔体(214)内，所述第二转动轴(24)的一端与所述第二电机连接，并且所述第二转动轴(24)沿水平方向伸入所述烘干腔体(213)内并与所述隔板(211)可转动连接。

6.如权利要求1所述的净化处理设备，其特征在于，所述破碎混合装置(1)还包括药水存储箱(16)、吸药管(17)、加药泵(18)和出药管(19)；

所述吸药管(17)的第一端与所述药水存储箱(16)相连通，所述吸药管(17)的第二端与所述加药泵(18)的输入端连接，所述出药管(19)的第一端与所述加药泵(18)的输出端连接，所述出药管(19)的第二端与所述加药口相连通。

7.如权利要求6所述的净化处理设备，其特征在于，

所述出药管(19)的第二端与所述加药口之间设有流药筒(20)，所述流药筒(20)的内筒径大于所述出药管(19)的管径；

所述出药管(19)的第二端与所述流药筒(20)的第一端相连通，所述流药筒(20)的第二端与所述第一壳体(11)固定连接，并在所述流药筒(20)的第二端的端面开设有多个喷淋孔以作为加药口。

8.如权利要求1所述的净化处理设备，其特征在于，

所述出料口(212)开设在所述第二壳体(21)的底部，在所述出料口(212)的上方设有能够沿水平方向往复移动的盖板(26)，并在所述盖板(26)的一侧固定连接有位于所述第二壳体(21)外侧的拉环。

9.如权利要求1所述的净化处理设备，其特征在于，

所述烘干装置(2)还包括出气管(27)，所述出气管(27)与所述烘干腔体(213)相连通。

10.如权利要求1所述的净化处理设备，其特征在于，还包括多个支撑腿(3)；

所述支撑腿(3)的第一端通过固定垫(31)与所述第二壳体(21)的底部固定连接，所述支撑腿(3)的第二端固定有支撑垫(32)；

所述第一壳体(11)的形状呈倒梯形，所述第二壳体(21)的形状呈长方体。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于石油钻井水基泥浆经处理后产生的固相泥饼处置技术领域，具体涉及一种固相泥饼的净化处理设备。

背景技术

在我国石油与天然气和非常规气田的开采、钻探以及修井过程中，将产生大量的水基废弃泥浆，此种泥浆的产量大、种类繁多、化学成分复杂，且由于是液态的、易流动，对其处理过程也较为困难。目前处理工艺是对水基废弃泥浆先进行脱稳处理，后经压滤机脱水处理，以形成固相泥饼。

然而，随着国家对环保要求的日益严格，加快生态文明建设，政府加大了对油田钻井所产生的污染物的监管力度，要求必须进行达标处理，以达到填埋或者二次利用的标准。因此，针对得到的固相泥饼会进行净化处理后再进行填埋或者二次利用。

现有技术中，一般将固相泥饼通过皮带等输送装置输送后，对其进行人工喷洒药水，以降低有害重金属含量，并使其pH值符合要求。但是此种净化处理方式劳动强度较大，工作效率较低，且由于固相泥饼为块状泥土，粒径较大，采用人工喷洒药水易造成固相泥饼和药水混合并不均匀，导致药剂与固相泥饼反应不充分，并且操作人员劳动强度大、工作时间长。而且最终得到的固相泥饼的有害金属含量较高无法达到《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB18599-2001中Ⅱ类标准要求。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种固相泥饼的净化处理设备，解决了现有技术中存在的对固相泥饼进行净化处理时劳动强度大、效率低、固相泥饼与药水混合不均匀、净化后的固相泥饼含水率较高的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

本实用新型提供一种固相泥饼的净化处理设备，包括破碎混合装置和烘干装置；破碎混合装置包括具有破碎腔体的第一壳体，第一壳体上设有物料投放口以及加药口，物料投放口和加药口均与破碎腔体相连通，破碎混合装置还包括对破碎腔体内的物料进行搅拌的第一搅拌机构；烘干装置包括具有烘干腔体的第二壳体，并在烘干腔体内设有加热片，烘干装置还包括对烘干腔体内的物料进行搅拌的第二搅拌机构，第二壳体上开设有出料口，出料口与烘干腔体相连通；破碎腔体位于烘干腔体的上方，烘干腔体的顶部与破碎腔体的底部相互连通，并在连通处设置筛网。

根据本实用新型，筛网的孔径为10mm～20mm。

根据本实用新型，第一搅拌机构包括第一驱动件、第一转动轴以及多个与第一转动轴连接的第一搅拌辊，第一搅拌辊的轴向与第一转动轴的轴向垂直，第一驱动件与第一转动轴连接并驱动第一转动轴转动；第二搅拌机构包括第二驱动件、第二转动轴以及多个与第二转动轴连接的第二搅拌辊，第二搅拌辊的轴向与第二转动轴的轴向垂直，第二驱动件与第二转动轴连接并驱动第二转动轴转动。

根据本实用新型，多个第一搅拌辊沿第一转动轴的轴向分层布置，每层有至少一个第一搅拌辊；多个第二搅拌辊沿第二转动轴的轴向分层布置，每层有至少一个第二搅拌辊。

根据本实用新型，第一驱动件为第一电机，第一电机设在第一壳体的顶部外侧，第一转动轴的顶端与第一电机连接，并且第一转动轴沿竖直方向伸入破碎腔体内并与第一壳体可转动连接；第二驱动件为第二电机，第二壳体内设有隔板并将第二壳体分割成烘干腔体和电机腔体，第二电机设在电机腔体内，第二转动轴的一端与第二电机连接，并且第二转动轴沿水平方向伸入烘干腔体内并与隔板可转动连接。

根据本实用新型，破碎混合装置还包括药水存储箱、吸药管、加药泵和出药管；吸药管的第一端与药水存储箱相连通，吸药管的第二端与加药泵的输入端连接，出药管的第一端与加药泵的输出端连接，出药管的第二端与加药口相连通。

根据本实用新型，出药管的第二端与加药口之间设有流药筒，流药筒的内筒径大于出药管的管径；出药管的第二端与流药筒的第一端相连通，流药筒的第二端与第一壳体固定连接，并在流药筒的第二端的端面开设有多个喷淋孔以作为加药口。

根据本实用新型，出料口开设在第二壳体的底部，在出料口的上方设有能够沿水平方向往复移动的盖板，并在盖板的一侧固定连接有位于第二壳体外侧的拉环。

根据本实用新型，烘干装置还包括出气管，出气管与烘干腔体相连通。

根据本实用新型，还包括多个支撑腿；支撑腿的第一端通过固定垫与第二壳体的底部固定连接，支撑腿的第二端固定有支撑垫；第一壳体的形状呈倒梯形，第二壳体(21)的形状呈长方体。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：

本实用新型中的净化处理设备通过第一搅拌机构的搅拌破碎作用使得固相泥饼与药水能够混合更加均匀，混合后形成的颗粒物经筛网后掉落至烘干腔体内，然后在烘干腔体内的第二搅拌机构与加热片的作用下能够快速实现烘干而变成粉末状，满足了最终含水率较低的要求。整个装置结构简单、操作简便，大大降低了劳动强度，提高了净化处理效率，节约了成本，适合大规模生产和应用。

附图说明

图1为如下实施例提供的净化处理设备的结构剖视图；

图2为图1中破碎混合装置的结构示意图；

图3为图1中烘干装置的结构示意图；

图4为如下实施例提供的第二搅拌机构的结构示意图。

【附图标记说明】

1：破碎混合装置；11：第一壳体；111：破碎腔体；12：物料投放口；13：第一驱动件；131：电机外壳；14：第一转动轴；15：第一搅拌辊；16：药水存储箱；17：吸药管；18：加药泵；19：出药管；20：流药筒；

2：烘干装置；21：第二壳体；211：隔板；212：出料口；213：烘干腔体；214：电机腔体；22：加热片；23：第二驱动件；24：第二转动轴；25：第二搅拌辊；26：盖板；261：拉环；27：出气管；

3：支撑腿；31：固定垫；32：支撑垫。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

参照图1至图3，本实施例提供一种固相泥饼的净化处理设备，包括破碎混合装置1和烘干装置2。

其中，破碎混合装置1包括具有破碎腔体111的第一壳体11，第一壳体11上设有物料投放口12以及加药口，物料投放口12和加药口均与破碎腔体111相连通，破碎混合装置1还包括对破碎腔体111内的物料进行搅拌的第一搅拌机构。烘干装置2包括具有烘干腔体213的第二壳体21，并在烘干腔体213内设有加热片22。烘干装置2还包括对烘干腔体213内的物料进行搅拌的第二搅拌机构，第二壳体21上开设有出料口212，出料口212与烘干腔体213相连通。破碎腔体111位于烘干腔体213的上方，烘干腔体213的顶部与破碎腔体111的底部相互连通，并在连通处设置筛网。

具体而言，本实施例的物料投放口12所投放的物料为上述背景技术中所提到的固相泥饼，一般经压滤机脱水后的固相泥饼含水率在30～40％之间，而在具体使用时为了进一步提高处理效率，固相泥饼的含水率一般在24％左右。当然，在实际应用中，固相泥饼也可以采用现有中任一脱水方式形成，对其含水率也并没有严格的要求，只要是呈固相的泥饼均可适用。另外需要说明的是，本实施例所针对的泥浆主要是水基废弃泥浆，当然，与水基废弃泥浆性质相似的其他工艺中所产生的废弃泥浆同样可适用于上述的净化处理设备，本实用新型对此并不进行限定。

这样，在使用时，通过投放口将固相泥饼倒入破碎腔体111内，通过第一搅拌机构的搅拌破碎作用，就可以对固相泥饼进行搅拌破碎。搅拌的同时，通过加药口向破碎腔体111内加入药水，以实现对固相泥饼边搅拌边加药，使得固相泥饼与药水混合更加均匀，保证了废弃泥饼后续的填埋。由于固相泥饼本身呈固相含水率并不高，在第一搅拌机构的作用下被破碎成颗粒状，然后经过与药水的混合后形成的颗粒物满足筛网粒径要求的则直接掉落至烘干装置2的烘干腔体213内。

在烘干腔体213内，通过加热片22的加热作用对颗粒物进行烘干，烘干的同时通过第二搅拌机构的搅拌作用，就可以实现对颗粒物边烘干边搅拌。当颗粒物被烘干到一定程度时，颗粒物会变成粉末状，实现对废弃泥浆中的废物进行干燥分离，避免了废弃泥浆中不良物质对土壤的影响，并为后续利用提供基础，同时降低了成本、节约了劳动力，得到的粉末由出料口212取出后便可进行直接填埋或者二次利用，例如加工成建筑砖等。

由此，本实施例中的净化处理设备通过第一搅拌机构的搅拌破碎作用使得固相泥饼与药水能够混合更加均匀，进而降低有害重金属含量，混合后形成的颗粒物经筛网后掉落至烘干腔体213内，然后在烘干腔体213内的第二搅拌机构与加热片22的作用下能够快速实现烘干而变成粉末状，满足了最终含水率较低的要求，最终能够达到一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准中的Ⅱ类要求。整个装置结构简单、操作简便，大大降低了劳动强度，提高了净化处理效率，节约了成本，适合大规模生产和应用。

在实际应用中，筛网的孔径一般优选为10mm～20mm，以保证破碎效果，提高整体的处理效率。

以下结合图1至图4，对上述的破碎混合装置1以及烘干装置2的具体结构做更加详细的描述。

破碎混合装置1<\/u>

破碎混合装置1在这里的作用主要是对固相泥饼进行搅拌破碎，并与药水进行均匀混合，以形成粒径较小的颗粒物。

在具体实现方式中，为了提高对固相泥饼的搅拌破碎效果，以便使其与药水混合更加均匀，上述的第一搅拌机构包括第一驱动件13、第一转动轴14以及多个与第一转动轴14连接的第一搅拌辊15，第一搅拌辊15的轴向与第一转动轴14的轴向垂直，第一驱动件13与第一转动轴14连接并驱动第一转动轴14转动。通过第一搅拌辊15的设置能够增大搅拌过程中的破碎力度，以增强破碎效果。

进一步优选地，多个第一搅拌辊15沿第一转动轴14的轴向分层布置，每层有至少一个第一搅拌辊15，以进一步增强对固相泥饼的搅拌破碎效果。

另外，对于第一搅拌辊15一般采用铁制成，以使第一搅拌辊15在第一转动轴14的带动下旋转时具有更强的捶打力，提高破碎效果。

为了使便于各结构的安装以及结构更加紧凑，第一驱动件13为第一电机，如图1和图2所示，第一电机设在第一壳体11的顶部外侧，第一转动轴14的顶端与第一电机连接，并且第一转动轴14沿竖直方向伸入破碎腔体111内并与第一壳体11可转动连接。为了对第一电机进行保护，在第一电机的外部还设有电机外壳131。

当然，在实际应用中，第一驱动件13也可以根据需要采用其他的驱动结构以及设在其他位置，第一转动轴14也可以根据需要沿水平方向或者其他方向设置，只要能够实现对固相泥饼的搅拌破碎均可，本实施例仅为举例说明，对此不进行限定。

为了更方便加药的操作，上述的破碎混合装置1还包括药水存储箱16、吸药管17、加药泵18和出药管19。吸药管17的第一端与药水存储箱16相连通，吸药管17的第二端与加药泵18的输入端连接，出药管19的第一端与加药泵18的输出端连接，出药管19的第二端与加药口相连通。

具体而言，药水存储箱16的一端可拆卸地连接有盖体，以便于对其进行补充加药。药水存储箱16一般可以直接固定第二壳体21上，加药泵18直接固定在第一壳体11的侧面，以使结构更紧凑，当然，也可以根据需要设在其他位置。这样，通过加药泵18的设置就可以方便地将药水泵送到破碎腔体111内，更加方便控制加药量。

为了使得药水与固相泥饼混合更加均匀同时增大喷淋的喷洒范围，出药管19的第二端与加药口之间还设有流药筒20，流药筒20的内筒径大于出药管19的管径。出药管19的第二端与流药筒20的第一端相连通，流药筒20的第二端与第一壳体11固定连接，并在流药筒20的第二端的端面开设有多个喷淋孔以作为加药口。其中，这里的喷淋孔的孔径根据实际需要进行选择，越小越好，以使喷出的药水更加细腻，更利于与破碎后的固相泥饼充分接触，混合更加均匀。

需要说明的是，由于固相泥饼中可能会含有较多的重金属离子，和\/或其pH值无法达标，因此这里所加药水的目的主要是为了调节固相泥饼的酸碱度和\/或去除其中的重金属离子以调节重金属的量达到标准。

所以，在使用此净化处理设备之前，会先对待处理的固相泥饼进行检测以确定其中所超标的是何种重金属以及pH值是多少，然后在选择针对性的一种或者多种药水即可，以使固相泥饼与药水混合后使泥饼的pH调节在6～9之间，同时汞、铬、镉、砷、镍、铅、铜等重金属元素的量降低，最终符合GB18599-2011中Ⅱ类标准。的即可。这里所加入的药水采用现有技术中具有此功效的任一药水即可，本实用新型对此不进行限定。

当然，对于检测发现其pH值还有重金属元素的含量等已经符合GB18599-2011中Ⅱ类标准时，则在使用时则不用加入药水，只需在破碎混合装置1内破碎后在烘干装置2内烘干，以使其含水率满足GB18599-2011中Ⅱ类标准即可。

另外，为了便于固相泥饼的投放以及形成的颗粒物顺利掉落至烘干腔体213内，投放口以及第一壳体11的形成均可以按照图1和图2中示出呈倒梯形。当然，也可以根据需要采用其他的形状。

烘干装置2<\/u>

烘干装置2在这里的作用主要是对破碎腔体111掉落的颗粒物进行搅拌烘干，以形成粉末状，使其含水率满足要求。

对于第二搅拌机构的结构与第一搅拌机构相似，包括第二驱动件23、第二转动轴24以及多个与第二转动轴24连接的第二搅拌辊25，第二搅拌辊25的轴向与第二转动轴24的轴向垂直，第二驱动件23与第二转动轴24连接并驱动第二转动轴24转动。通过第二搅拌辊25的设置能够增大搅拌过程中的搅拌力度，提高烘干效率。

进一步优选地，多个第二搅拌辊25沿第二转动轴24的轴向分层布置，每层有至少一个第二搅拌辊25，以进一步增强对颗粒物的搅拌效果。同样，第二搅拌辊25也一般采用铁制成。

为了使便于第二驱动件23的安装以及结构更加紧凑，第二驱动件23为第二电机，如图1和图3所示，第二壳体21的内部设有隔板211并将第二壳体21的内部分割成上述的烘干腔体213以及电机腔体214，第二电机设在电机腔体214内，第二转动轴24的一端与第二电机连接，并且第二转动轴沿水平方向伸入烘干腔体213内并与隔板211可转动连接。

一般第二壳体21按照图1和图3中示出的呈长方体，上述的加热片22一般固定在烘干腔体213所对应的第二壳体21的内侧壁上。当然，对于第二壳体21的形状以及各部件的放置方式也可以根据需要适当调整，只要能够实现对颗粒物的搅拌烘干均可。

在实际应用中，为了便于对烘干装置2得到的粉末进行收集，上述的出料口212开设在第二壳体21的底部，在出料口212的上方设有能够沿水平方向往复移动的盖板26，并在盖板26的一侧固定连接有位于第二壳体21外侧的拉环261。

这样，在烘干装置2对颗粒物进行烘干的过程中，盖板26使出料口212处于关闭状态，而在烘干装置2内的颗粒物被烘干变成粉末后，通过拉环261将盖板26拉出，以使出料口212处于打开状态，此时粉末掉出进行收集。当然，出料口212的打开和关闭也可以采用其他的结构方式实现，出料口212也可以根据需要设在其他位置，以方便取料均可，本实施例仅为举例说明。

在可能的实现方式中，烘干腔体213内可能存在有害气体，此种情况下为了将有害气体排出以提高安全性，烘干装置2还包括出气管27，出气管27与烘干腔体213相连通。

在具体实现过程中，为了便于整个净化处理设备的放置以及稳固性，整个净化处理设备还包括多个支撑腿，支撑腿的第一端通过固定垫与第二壳体21的底部固定连接，支撑腿的第二端固定有支撑垫。

一般支撑腿共设置四个，并以矩形阵列的形式固定在第二壳体21的底部。当然，具体数量也可以根据需要进行增加。

综上，本实施例中的净化处理设备通过破碎混合装置1以及烘干装置2的设置，在使用过程中，通过启动加药泵18，使得药水存储箱16内的药水均匀喷入破碎腔体111。启动第一电机，破碎腔体111中的固相泥饼与药水均匀混合。启动第二电机和加热片22，使得第二电机带动第二转动轴24转动，同时发热片可对加药处理后的颗粒物进行烘干，当对颗粒物进行烘干的同时，第二搅拌机构可对烘干时颗粒物进行搅拌，当颗粒物烘干到一定程度时，使得颗粒物变成粉末状或者更加细小的颗粒状态，进而使得废弃的固相泥饼固相二次利用。

整个装置结构简单，操作简便，大大节省了劳动强度，提高了处理效率，不仅保证固相泥饼与药水混合更加均匀，还保证了最终出料口212得到的物料含水率符合要求，适合大规模生产和应用。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对实用新型做其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

设计图