热解含油污泥制备吸附材料浅析

介绍了含油污泥热解技术及热解实验方法,提出热解产生的残渣进行适当处理可成为具有吸附性的材料。进行了含油污泥热解正交实验,得出影响最大的因素分别是热解温度、热解时间、升温速率,并得出最佳的热解温度、热解时间、升温速率等。分析了含油污泥热解的机理,探讨了热解含油污泥制备吸附材料的活化改性,并在此基础上对所制备吸附材料的脱硫性和除油性进行了研究。     

油田含油污泥与芦苇共热解实验研究

以北方某油田湿地芦苇与油田某污水处理厂剩余污泥为对象,利用同步热分析仪及静态热解炉研究油田含油污泥及含油污泥-芦苇混合物的热解特性,将静态热解过程数据与同步热分析TG（热重分析）、DTG（微分热重分析）、DSC（差示扫描量热分析）曲线结合,计算了终止温度、产物量等。结果表明：不同含油污泥样品其产物生成率差别不大,热解TG、DTG和DSC曲线有较大差别,添加一定比例的芦苇可以使含油污泥热解过程变得匀速缓和,5%（质量比）的芦苇添加量可以使热解残渣恒重温度降低约25℃。混掺芦苇的样品残渣呈分散颗粒状,无聚结现象,对热解结焦将产生一定抑制作用。     

污水处理厂污泥的低温催化热解制油研究

采用低温催化热解工艺处理大连市马栏河污水处理厂的污泥，考察了反应温度（250-320℃）、反应时间（30～90min）、催化剂Na2CO3的用量对产油率的影响。结果表明，温度越高则产油率也越高；经过约75min的热解后反应趋于平衡；Na2CO3的最佳用量为4g／100g污泥。在反应温度为270℃、Na2CO3用量为4g／100g污泥的条件下热解75min后，产油率可达18．4％。该工艺为污水厂剩余污泥的处理与处置提供了一个新的途径。     

含油污泥热解工艺优化及资源化利用

针对含油污泥危害性大、难处理的环保难题,以实现含油污泥资源化利用为目标,开展了含油污泥热解实验研究,优化了热解工艺,并对热解产物进行了分析。在催化剂加量1.2％、热解温度为420℃、停留时间3.0 h、加热速率12℃/min、N2流速为90 mL/min条件下对含油污泥进行热解,结果表明：热解油回收率 可达72.35％;热解回收油品质有较大的改善,产生的不凝气体组分可用于燃烧供热,热解残渣热值较高,可制成燃料重复利用,实现了含油污泥的资源化利用。     

碳纤维/环氧复合材料的热解特性及动力学研究

利用热重—差热同步分析仪研究随机、单向、织布 3种铺层结构碳纤维/环氧复合材料在不同升温速率下的热解特性。氮气气氛(50 mL/min),升温速率取 5、10、20、30、40 ℃/min,实验温度范围为 25～800 ℃。研究表明：3 种铺层结构碳纤维/环氧复合材料均只有 1 个热解阶段,热解温度范围及到达失重速率峰值温度几乎相同,但铺层结构对热失重速率峰值及质量剩余率有较大影响。随着升温速率的增加,热解反应各阶段终止温度、最大失重速率温度均向高温方向移动。采用 Kissnger 法对不同铺层结构碳纤维/环氧复合材料的热解动力学进行计算,得到其表观活化能。     

油基钻屑低温热脱附处理工艺模拟

为减少油基钻屑对环境的不良影响和危害,并最大限度地回收资源,提出采用低温热脱附的方式 对其进行处理。通过钻井液油水固相分离装置并结合正交实验法对低温热脱附处理工艺进行模拟研究,选用 热重分析仪及气相色谱研究油基钻屑热解失重规律以及回收油总石油烃分布。结果表明：低温热脱附处理油 基钻屑的主要影响因素为处理温度,其次为停留时间,升温速率影响最小,350℃处理温度下,即可将油基钻屑 热脱附残渣含油率降至0.3％以下,满足GB4284—2018《农用污泥污染物控制标准》;油基钻屑中含水率的增 加有利于提高低温热脱附效果,原料含水率在5％～10％时热脱附效果及经济性最好;低温热脱附回收油品质 好,和原料总石油烃分布基本一致。     

含油污泥热解残渣吸附性能初探＊

含油污泥热解残渣的处理和应用是石油石化企业生产领域急需解决的难题。以含油污泥热解残渣为研究对象,在对其进行无害化处理的基础上,对热解残渣的吸附性能进行了探讨。通过能谱分析可知,热解残渣由碳和无机元素组成,碳元素含量达36.92％;通过SEM电镜扫描、比表面积和孔结构等吸附性质表征研究,含油污泥热解残渣吸附性能优良,对含油污水中的石油类和COD有较好的去除作用。研究结果表明：含油污泥热解残渣可作为一种吸附材料,这项研究为含油污泥热解残渣的资源化利用提供了一条途径。     

页岩气油基钻屑真空热解工艺优化试验

涪陵页岩气田油基钻屑热解技术具有油回收率高、稳定可靠、安全环保的优点,针对其存在能耗高、易结焦、回收油品质量低等工程实际问题,在充分调研现场热馏炉式连续回收处理设备的基础上,自制了热 解模拟试验装置。通过研究单因素对热解效果的影响,优选了油基钻屑热解参数,试验表明：热解终温、停留时间、升温速率、真空度对油基钻屑热解效果均有影响,其中热解温度是影响油基钻屑热解效果的主要因素;其次 正交试验筛选出了油基钻屑热解最佳运行条件,当热解温度为400℃,停留时间为50min,升温速率为30℃/min, 真空度为0.1MPa,试验未发现结焦现象,处理后的油基钻屑残渣含油率为0.29％,满足GB4284—2018《农用污泥污染物控制标准》农用地标准（含油率小于0.30％）;热解矿物油测试分析表明热解前后矿物油的组分分布 基本一致,以烷烃类（60％以上）和芳烃类（约占10％）为主,属典型油基钻屑中总石油烃类分布,热解试验并未 破坏基础油组分,回收矿物油的品质较高。     

东北地区五种阔叶木树叶热解实验研究

以东北地区常见的白桦、水曲柳、蒙古栎、银中杨、旱柳5种阔叶木的树叶为实验材料,采用热重分析法研究5种阔叶木树叶的热解特性及动力学特性。选取升温速率为10、15、20℃/min,粒径为40、60、80目,分析在氮气气氛下试样的热解特性,采用Gorbatchev积分法进行动力学研究。结果表明：试样的热解过程分为失水、轻微失重、主要失重和炭化4个阶段,其中主要失重阶段的失重量最多;5种试样的燃烧性排序为：银中杨＞蒙古栎＞旱柳＞水曲柳＞白桦,活化能排序为：白桦＞水曲柳＞旱柳＞蒙古栎＞银中杨;燃烧性越强的活化能越小;升温速率越高,热解反应的起始温度和终止温度越高,失重速率越快,热解反应越充分。     

红松热解特性及动力学实验研究

采用热重分析法对红松的树皮、树干、松针和松果在空气气氛下进行热解实验,升温速率20℃/min,从20℃加热至800℃,并对热解过程进行动力学分析。结果表明:试样的热解过程分为失水、微失重、主要失重和炭化4个阶段,热稳定性大小排序为:松果树皮树干松针。升温速率越高,失重速率越快,但升温速率过快使试样内部受热不均,产生热滞后现象。升温速率为10℃/min时热解失重率最高,热解反应最充分。CoatsRedfern法和Broido法较适用于红松热解动力学计算。试样活化能大小排序为:松果树皮树干松针。     

城市污水处理厂剩余污泥厌氧消化试验研究

以北京市某污水处理厂的剩余污泥为研究对象，对该污泥的理论产气量进行了估算，考察了投加接种污泥和未投加接种污泥条件下污泥厌氧消化的产气情况，并分析了污泥消化前、后的泥质特点。结果表明：与未接种条件相比，污泥厌氧消化前采用投加接种污泥的方式可大大促进消化反应的进行，加快污泥的产气速率，使厌氧消化周期缩短近1／4，但对污泥的总产气量影响较小；在厌氧消化正常运行条件下，污泥产气量达到总产气量的90％时所需反应时间约为16d，可将其作为污泥厌氧消化工艺较为理想的消化周期；剩余污泥的消化性能差、产气率低、试验产气量占理论产气量的比例〈50％，在工程上单独的剩余污泥不宜采用厌氧消化工艺处理。     

污泥复合热解制取较高热值燃气的研究

研究污泥热解产生的挥发分直接用热解炭重整制取较高热值的合成气。污泥在400、500、600℃下进行热解得到热解炭和挥发分,随后挥发分又与同期产生的热解炭在400、500、600℃下接触重整(重整温度等于热解温度)。结果显示:经过挥发分重整后,合成气产气率比同温度下污泥热解产气率(绝对值)增加20%~30%,高热值在15.9~19.7 MJ/m3范围内,远高于通过气化方式制得的合成气。当热解温度和重整温度均为500℃时,最终的合成气中重整焦油含量最低,合成气产气率最高,热值最低,但是仍可达到15.9 MJ/m3,比其他的处理方式如单纯热解、气化等产生的气体的热值高。在污泥处理中,热解与挥发分重整联合可以作为一种替代气化的可行方式。     

污泥中温厌氧消化最佳温度及改善机理分析

我国市政污泥的中温厌氧消化普遍存在有机物降解率低、消化速率慢及沼气产量少等不足。为改善这种现状,基于天津某污泥处理设施的泥质和运行工况,通过小试、中试和生产性试验,考察了反应温度对污泥消化过程中产气量的影响,并对提高温度促进厌氧消化的机理进行了分析。结果表明,在40℃和45℃下生物产甲烷势(BMP)较35℃分别提高了28.4%和37.5%;在200 L中试水平上,稳定期40℃日均产气量比35℃增加25.5%,两种温度下沼气中的甲烷含量基本相当;生产罐反应温度升至40℃后,绝干有机物产甲烷量较往年同期提升近40%。40℃下污泥厌氧消化的溶解速率、水解速率和酸化速率分别较35℃提高73.3%、50.0%和34.7%,为后续的甲烷化提供了充足的底物。没有接受过温度驯化的污泥,40℃和35℃的甲烷生成速率几乎相当,而对于经过40℃驯化半年的污泥而言,不仅甲烷生成速率比35℃快20.5%,而且甲烷产量高12.2%。与其他厌氧消化改良工艺相比,该方法低廉、绿色与高效,具有推广应用价值。     

棉秆颗粒燃料热解实验与热风点火实验

对棉秆类生物质颗粒燃料的热风点火进行研究,目的是找到影响点火特性的因素参数,为小型家用生物质颗粒燃烧炉的点火设备研究提供理论指导。对棉秆颗粒燃料进行工业分析、热解实验及单颗粒热风点火实验。通过工业分析可以得出,棉秆颗粒中挥发分质量分数远高于固定碳,因此,挥发分的热解是控制着火过程的主要因素。通过变氧气体积分数热解实验可以得出,棉秆颗粒挥发分的热解主要发生在250～400℃,且氧气体积分数越高,挥发分热解速率越快。通过变升温速率热解实验可以得出,温度范围为200～400℃时,相同的温度下,升温速率越快,挥发分的热解速率越快。氧气体积分数为0,升温速率为100℃/min时,挥发分热解的温度范围为320～520℃,且温度为420℃左右时热解速率最快。通过棉秆单颗粒热风点火实验可以得出,热风温度及热风速度是影响热风点火过程的两个关键因素。实验得到,在单颗粒条件下,热风温度为420～450℃,热风速度为2. 00～2. 78 m/s时,着火温度较低,为270～280℃,着火时间较短,为130～170 s,点火特性较好。文末附有棉秆类生物质单颗粒燃料热风点火实验的视频,可扫二维码观看。     

废旧竹制地板热解特性研究与动力学分析

为研究废旧竹制地板的热解特性,采用热重分析法对废旧竹制地板颗粒进行热解实验,并利用控制变量法,得到地板颗粒在不同粒径、升温速率和气氛下的热解参数及热重曲线,使用Coats- Redfern 积分法进行热动力学分析,并选择最佳机理函数。结果表明,废旧竹制地板的热解分为4 个阶段,各阶段温度区间分别约为20～100、100～200、200～384、384～800 ℃。通过对热解条件的研究,粒径大小可对热解主要质量损失阶段造成影响,会使该阶段的发生延后,升温速率对热解的影响主要体现在第三阶段,升温速率越大,反应越剧烈,空气对热解有促进作用,可使反应更加充分,质量损失更大。     

含油污泥处理残渣制路基材料对环境的影响分析

油田含油污泥经过无害化处理后制成路基材料是一种有效的含油污泥资源化利用途径。文章针对油田含油污泥处理后残渣（含油率≤2％）作为路基材料对环境的影响进行了分析和评价,结果表明：含油污泥经过无害化处理后残渣（含油率≤2％）作为路基材料可以满足JTGD 30—2015《公路路基设计规范》三、四级公路路床的路基填料要求;放射性检测结果表明其满足建筑材料的要求;其浸出液中重金属、苯并（a）芘、石油类、COD等主要污染指标检测值满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准要求;残渣中重金属、农药类等污染指标检出值低于GB 15618—1995《土壤环境质量标准》限值。     

5种乔木可燃物不同升温速率下的热重研究

摘 要：为探究不同升温速率下5种典型乔木可燃物的热解特性,加快和完善内蒙古大兴安岭地区森林燃烧性研究,以白桦、黑桦、兴安落叶松、蒙古栎、山杨的小枝为主要研究对象,基于OFW热重分析法,在空气气氛中,以氧气为载气,加热区间为30～600 ℃,首先升温至100 ℃并保持5 min,气体流量为20 mL/min,然后分别以40,60,80 ℃/min升温速度率升温。通过TG-DTG曲线分析试样的热解过程,利用OFW法对试样的快速热解阶段进行动力学分析并绘制参数趋势图。结果表明,升温速率对热解过程的影响主要集中在失重阶段,随着升温速率的增加,热解特征温度增加,试样失重率增大。在此阶段,升温速率为60 ℃/min时,5种典型乔木可燃物热解程度排序为：兴安落叶松＞蒙古栎＞山杨＞白桦＞黑桦;OFW法分析下的5种典型乔木可燃物活化能随转化率变化,活化能计算结果可靠,模型较优。山杨活化能区间为659.788～712.664 kJ/mol,调整后的R2为0.962 6～0.999 7,活化能随转化率的增加呈现先减少后增加的趋势,反应进程中后段依然保持良好的放热反应。     

含油污泥特性指标分析

含油污泥的处理效果受污泥组成和特性影响显著。文章对含油污泥的含油率、含水率、总悬浮固体含量、污泥沉降比、污泥比阻、pH值和挥发性固体含量等物理、化学及生物降解特性等指标进行分析,对合理选择含油污泥处理方法有一定的参考意义。     

高强玻璃纤维复合材料热解动力学研究

利用热重—差热同步分析仪研究典型高强玻璃纤维/环氧树脂复合材料在不同升温速率、不同载气气氛影响下的热解特性规律。升温速率取5、10、20、30、40℃/min;气氛取空气及氮气气氛(50 mL/min);实验温度范围为25~800℃。研究表明,随着升温速率的增大,热解反应各阶段起始温度、终止温度、最大失重速率温度均向高温方向移动。空气气氛下,玻纤复合材料热解分为两个阶段,分别是环氧树脂基材热解的两个阶段,玻璃纤维自身不分解;氮气气氛下,玻纤复合材料热解反应一步完成。相同升温速率下,玻纤复合材料与环氧树脂基材的热解初始分解温度、热解温度范围基本一致,玻纤复合材料的热解终止温度及热解各阶段失重速率明显小于环氧树脂基材。运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法进行热解动力学分析,得到玻纤复合材料热解各阶段的表观活化能,两种计算方法所得结果基本一致。热解第二阶段表观活化能明显高于第一阶段,其热稳定性在热解过程中逐渐增强。     

李子和梨树枝条的热解特性及动力学分析

选取李子树枝条和梨树枝条作为实验材料,采用热重分析仪进行实验,研究材料粒径、升温速率和实验气氛对两材料热解过程的影响。选择以升温速率为变量的实验数据,采用Coats-Redfern法确定适合所选数据的动力学模型,得到指前因子、活化能等相关参数。结果表明,材料粒径越大,热解最大失重率就越大;升温速率越大,反应越向高温方向偏移;空气气氛对生物质热解主要阶段的促进作用强于N_2气氛;两种材料热解所需能量较少,容易进行生物质热解。