河南油田含油污泥焚烧和资源化利用

针对河南油田含油污泥的情况,采用沉淀、收油、固化、添加助燃剂等处理方法,利用河南油田现有的燃煤锅炉对其进行焚烧.使用该方法能以较低的成本对含油污泥进行资源化利用,降低燃煤锅炉成本,实现含油污泥的无害化处理,解决环境污染问题.燃烧烟气检测结果表明:与煤单独燃烧时相比,处理后的含油污泥与煤共同燃烧SO2的质量浓度从410mg/m3左右降为88mg/m3左右,氮氧化物的质量浓度从62.5410mg/m3左右下降为21.1410mg/m3左右,烟尘质量浓度从45mg/m3左右上升到126mg/m3左右,但都能满足环保要求.燃烧后固体废弃物的浸出液检测结果表明:COD、硫化物、石油类都达到国家二类排放标准.节约燃煤15%～17%.     

含油污泥热解和燃烧的反应过程

热解与燃烧是两种有前景的含油污泥处理技术.利用热重-Fourier变换红外光谱仪对含油污泥的热解与燃烧过程进行了研究.结果表明,两反应过程均经历了干燥脱气、轻质油分反应、重质油分反应、半焦反应以及矿物质反应共5个阶段.由于O2的存在,燃烧过程的失重率大于热解过程,且以轻质油分反应阶段的失重差异最为显著.热解与燃烧过程的主要气体产物分别为HCS与CO2,气体产物的析出特性在低于600℃时差异明显.含油污泥的热解与燃烧在反应过程上较为相似,反应产物上则有明显差异.     

胜利油田含油污泥的燃烧特性分析

依据胜利油田含油污泥的自身性质,以含油污泥的热重试验为基础,对比分析了含油污泥燃烧与热解的热重曲线,采用热重-微商热重(TG-DTG)法确定了不同升温速率条件下的着火温度和燃尽温度,利用Coats-Redfern积分法求解含油污泥的指前因子和表观活化能,并进一步分析升温速率对含油污泥燃烧特性的影响.结果表明:随着升温速率增加,燃烧速率、着火温度和燃尽温度不断提高,含油污泥的指前因子和表观活化能有所增大.     

含油污泥焦化处理反应条件的优化

针对含油污泥的组成特点,利用矿物油的焦化反应机理,以自然干化含油污泥为原料,利用自行设计的焦化反应装置对含油污泥进行焦化处理,获取了大量的试验数据.通过系统分析,确定出利用焦化法处理含油污泥的最佳反应条件如下反应时间为60 min,反应温度为490 ℃,反应压力为常压.在此条件下,液相产品的收率为88.23%,产品主要为汽油、柴油和蜡油.对该工艺进行了工业化经济核算,为该项目的工业化实施确立了可行基础.     

油页岩干馏残渣与含油污泥混烧特性

采用热重红外联用技术对油页岩干馏过程中产生的两种固体废弃物油页岩干馏残渣和含油污泥进行混烧实验,通过分析燃烧特性曲线、燃烧特性参数、混烧协同作用、样品中各组分的燃烧特性、混烧动力学参数及气体产物的析出特性,对两种固体废弃物的混烧特性进行了研究。结果表明,油页岩干馏残渣和含油污泥的混烧过程可分为三个阶段。含油污泥的掺入改善了干馏残渣的燃烧状况。干馏残渣与含油污泥的混烧协同作用主要发生在第一阶段和第二阶段。干馏残渣和含油污泥在不同燃烧条件下会出现相互促进或相互抑制的现象。高斯分峰拟合结果表明,混烧过程可分为五个燃烧子反应。基于高斯分峰拟合的Coats-Redfern法计算结果表明,各样品以及各样品中各组分的活化能均不同。含油污泥比例的变化对5个燃烧子反应的影响不同。Friedman法计算结果表明,三个混烧阶段的活化能分别处于50～150、150～200、250～350 k J/mol内。含油污泥促进了干馏残渣的前期和中期的燃烧,但没有改善其后期的燃烧。红外技术分析结果表明,各样品的气体析出规律一致。CO与CO_2排放量的相对值与含油污泥比例不成正比,表明高含油污泥比例不利于充分燃烧。     

含油污泥处理工艺试验

主要针对油田含油污泥中油、泥乳化状态好、相互附着力较强、油泥相对比重较小的特征,采用破乳脱油处理技术路线,利用具有破乳功能的化学表活剂使含油污泥破乳,降低油-泥的粘度,减小油-泥间的附着力,使原油与污泥中无机固形物之间解吸附并聚结上浮,从而达到减少污泥中污油含量的工艺目的.通过室内实验及现场试验,摸索了一套工艺运行参数,处理后的污泥含油量降至1%以下,原油回收率>90%,脱水后污泥含水率≤75%.     

含油污泥焦化处理反应条件的优化

针对含油污泥的组成特点 ,利用矿物油的焦化反应机理 ,以自然干化含油污泥为原料 ,利用自行设计的焦化反应装置对含油污泥进行焦化处理 ,获取了大量的试验数据。通过系统分析 ,确定出利用焦化法处理含油污泥的最佳反应条件如下 :反应时间为 60min ,反应温度为 490℃ ,反应压力为常压。在此条件下 ,液相产品的收率为88 2 3 % ,产品主要为汽油、柴油和蜡油。对该工艺进行了工业化经济核算 ,为该项目的工业化实施确立了可行基础     

超临界水氧化油田含油污泥无害化处理研究

实验研究了以超临界水氧化法(SCWO)处理油田含油污泥实现含油污泥无害化处理.考察了反应温度、反应压力、停留时间、pH值等条件对含油污泥COD去除率的影响.实验结果表明:一氧化碳和醋酸是中间产物,二氧化碳是最终产物.当反应温度为440℃、反应压力为24MPa、反应停留时间为10min、pH为10时,含油污泥中的COD去除率可达到98%以上.反应停留时间和反应温度是影响含油污泥中COD去除率的主要因素.随着反应停留时间和反应温度的增加,含油污泥COD去除率增加;反应压力和氧化剂质量浓度对含油污泥COD去除率也很重要,但当反应压力和氧化剂浓度达到一定值时,对含油污泥COD去除影响不大.     

基于遗传算法的污泥高温空气层燃炉焚烧系统参数优化

高温空气燃烧炉内温度高,火焰大,燃烧稳定并能一定程度上抑制二恶英等有害物的生成。以层燃炉为研究对象,以高温空气燃烧技术处理高水分污泥,并对其系统参数进行了优化。该系统布置污泥在炉排上层燃,布置二燃室作为挥发分的燃烬室,通过在焚烧炉的烟道布置蓄热式高温空气发生器,回收烟气中的热量产生获得高温空气作为污泥焚烧的一、二次空气。对煤耗量的众多相互影响因素中,空气过剩系数,预热空气中氧的含量,一、二次风配比,物料停留时间,排烟温度对煤耗量影响明显,因此,选取耗煤量为目标函数,考虑敏感的煤耗量影响参数变量的许可范围不等式,用遗传算法对多个自变量影响参数进行寻优,得到了一个煤耗量最佳的系统方案。为污泥处理提供一种新颖、高效、低成本的处理技术——污泥高温空气燃烧技术,优化可为污泥高温空气焚烧处理系统的设计提供了参考。     

含油污泥清洁燃烧实验研究

含油污泥型煤化是含油固废资源化、清洁化有效利用的途径之一。对经过调质处理的含油污泥、热解处理的热解残渣与煤粉以不同比例混配制得的型煤的焚烧过程进行了研究,结果表明:型煤中调质处理污泥最佳添加量为32%、热解残渣最佳添加量为16%时,其热值可分别达到19 936.14、23 482.82 k J/kg以上。对于添加量为32%的调质污泥制成的型煤,以Ca/S(质量比)为2/1添加1.4%CaO和不同浓度的Fe2O3,其烟气中二氧化硫最高排放浓度从最初的70 mg/m3降低到48 mg/m3以下,型煤中固硫率可达95.23%。     

含油污泥生物电化学系统的产电性能及阳极膜菌群变化特征

含油污泥是影响油田及周边环境质量的一大难题,现有资源化方法处理过程复杂、成本高,且存在二次污染风险,生物电化学系统能资源化利用含油污泥同时发电。为探讨含油污泥生物电化学系统的产电效能及阳极膜微生物变化特征,构筑了以含油污泥为阳极底物的单室无膜沉积型生物电化学系统。通过系统电压产出、功率密度、极化曲线及CV曲线,考察系统的产电效能;同时,采用生物宏基因组分类测序分析产电稳定阳极碳毡上和初始含油污泥的微生物群落组成及丰度。结果发现,系统最大输出电压、输出功率为320.7mV、3 353.7mW/m2,阳极生物膜具有较强电活性,循环伏安曲线呈“S”形状,氧化还原峰分别在0V和-0.5V,极限电流值为0.12A/cm2;系统产电稳定期阳极膜(TZ)的多样性指数Seq 数、AEC指数、Chao1均低于相应的初始沉积物(YN1),说明TZ的微生物菌群多样性降低,且两者微生物种类及丰度差异性显著,TZ的优势菌群为Proteobacteria,YN1优势菌群为 Firmicutes。生物电化学系统为油泥处理提供一种新技术,能有效资源化利用油泥同时发电,从而实现双赢。     

含油污泥对三种作物出芽率和幼苗生长的影响

论文利用光照培养箱栽培实验分别研究了不同浓度含油污泥对小麦、绿豆和黄豆的出芽和幼苗期生长的影响,结果表明,高含油量的污泥抑制作物的出芽,而对绿豆影响较小,比对照样本低5%,中低浓度的含油污泥对绿豆和出芽有一定的促进作用,对黄豆的抑制作用最大,高浓度时所有黄豆幼苗死亡;低浓度的含油污泥对绿豆、小麦幼苗生长具有促进作用,含油污泥浓度高时,对三者都有不同程度的抑制作用,浓度越高,抑制作用越强;含油污泥对黄豆出芽率和幼苗生长率影响最明显,将直接影响黄豆的产量.     

可固化含油污泥调堵剂试验研究

为解决裂缝性和大孔道等高渗地层的调堵技术难题,研究了新型的含油污泥调堵剂.通过在含油污泥中加入微细活性矿物AK、增强剂AX和稳定剂BT,使含油污泥中的砂泥组分和油质沥青组分充分乳化分散,增强含油污泥调堵剂的活性,实现含油污泥调堵剂的可固化性能和浆体施工性能的优化.通过试验研究,优选出高浓度和低浓度的含油污泥调堵剂最佳配方.评价试验表明,研究的新型含油污泥调堵剂,具有浆体稳定性好,析水小,抗窜强度高,流动性好和触变性强的特点,能够保证现场的顺利施工,具有一定的现场运用价值.     

含聚油泥微波热解强化技术研究

以含聚油泥微波焚烧残渣作为微波吸收剂加入到含聚油泥中,研究焚烧残渣对含聚油泥的微波热解过程的强化作用。实验结果表明在微波作用下,微波吸收剂的加入对热处理过程特征没有影响,依然分为快速升温、微波干化、烃类物质微波蒸发、微波热解和微波焚烧5个阶段。但是,微波吸收剂的加入能够加速油泥的微波热解过程,当微波吸收剂的加入量为原料的3%时,能够有效的缩短微波热解过程时间近80%,缩短了整个微波热处理过程时间近3/5左右;而当加入量为5%时,微波热解过程时间缩短了约90%,进而整个微波热处理过程时间缩短了2/3,从而达到高效节能的目的。随着微波吸收剂添加量的增加,油泥微波热处理产物冷凝回收液和不凝气的生成速率曲线的基本特征保持不变。然而,随着微波吸收剂的增多,油品的回收率呈先增大后减小趋势,当吸收剂添加量达到3.0%左右时,油品的回收率最高,可达80%左右。     

含油污泥与煤共热解特性的研究

采用热重分析方法分别对含油污泥、煤及其混合试样在氩气气氛下的热解特性进行了实验研究.分析了含油污泥、煤及其混合燃料的热解机理,通过对实验数据进行处理计算,确定了其表观活化能、频率因子和质量平均活化能等反应动力学参数.实验结果表明:含油污泥与煤的热解过程分为4个阶段,各阶段的热解反应十分复杂;在混合试样的热解过程中,含油污泥与煤在200～700℃基本保持各自的热解特性,在700℃以上发生热解的协同作用,含油污泥-煤混合燃料热解温度范围增大;各试样热解反应表观活化能计算结果与上述结论吻合;混合试样的质量平均活化能比含油污泥和煤单一组分的都低,含油污泥与煤的混合热解在一定程度上形成了2种组分的互补和促进,获得了一种热解性能更好的燃料.     

电动力学技术处理含油污泥

含油污泥主要来源于原油储罐、炼油厂污水处理单元和落地原油。由于含油污泥属于危险废物,亟需有效处理。按照国家危险废物污染防治技术政策的要求,发现都不是很成功。介绍了一种新的处理含油污泥的技术—电动力学技术,将其应用于含油污泥的处理,具有低成本、操作简单而且环境友好的优势。     

油田采油污水污泥干燥特性实验研究

以辽河油田某采油污水污泥为研究对象,在分析理化特性的基础上,研究了影响含油污泥干燥过程的因素及其规律.实验结果表明,掺煤量、粒径、干燥风温度、干燥风流量是影响油田含油污泥干燥速率的主要因素.掺煤比例越大,粒径越小,干燥风温度越高(在一定温度范围内),干燥风流量越大(在一定流量范围内),干燥速率越大;且当掺煤比例为20%,粒径为20 mm,干燥风温度为125℃时,这些因素对污泥干燥的强化效果愈加明显.