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含油污泥熱解的影響因素
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含油污泥熱解的影響因素

時(shí)間:2023-04-21 17:18:16 點(diǎn)擊:559 次 來源:洛陽建材建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司
  熱解參數(shù)的改變對含油污泥熱解反應(yīng)的影響非常顯著。根據(jù)研究分析,對含油污泥熱解過程反應(yīng)影響較大的參數(shù)為熱解溫度和熱解時(shí)間,同時(shí)其他參數(shù),如加熱速率、熱解氣的停留時(shí)間、油泥的種類、粒徑大小、熱解反應(yīng)爐的類型以及是否有其它添加劑等也會對含油污泥熱解反應(yīng)產(chǎn)生一定的影響。
含油污泥熱解的影響因素
 ?。?)熱解溫度對含油污泥熱解特性的影響

  熱解反應(yīng)的溫度是含油污泥熱解過程中為關(guān)鍵的參數(shù),在不同的熱解工況下進(jìn)行含油污泥的熱裂解實(shí)驗(yàn)來探究不同因素對含油污泥熱解的影響,其結(jié)果表明:熱裂解溫度>其他因素。從動(dòng)力學(xué)的角度分析,溫度主要影響反應(yīng)的活化能,進(jìn)而改變化學(xué)反應(yīng)速度,從熱力學(xué)角度分析,溫度影響反應(yīng)過程吉布斯自由能的變化,進(jìn)而影響反應(yīng)進(jìn)行的方向,決定了產(chǎn)物的組成。含油污泥的熱解溫度會影響含油污泥熱解產(chǎn)生的三相產(chǎn)物的產(chǎn)率及油氣品質(zhì),要使含油污泥中烴類有機(jī)物和非烴類有機(jī)物發(fā)生熱裂解和熱縮合反應(yīng),必須提供足夠的能量,熱解溫度過低時(shí),含油污泥中的有機(jī)物得不到足夠的能量發(fā)生充分的熱裂解反應(yīng),會導(dǎo)致熱解殘?jiān)_(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn);熱解溫度過高時(shí),不僅會增加能耗而且裂解產(chǎn)生的油資源還會發(fā)生二次裂解反應(yīng),增加產(chǎn)氣量。

 ?。?)升溫速率對含油污泥熱解特性的影響

  通過選取石油煉化油來探究不同的加熱速率對熱解實(shí)驗(yàn)的影響,研究表明隨著加熱速率的升高,在更高的升溫速率下,更多的液相組分發(fā)生二次裂解,致使液相收率較低,產(chǎn)氣量明顯增大。在高溫條件下探究熱解速率對熱解特性的影響,試驗(yàn)結(jié)果顯示熱解速率整體而言對熱解的影響較小,而且隨著溫度的升高,這種影響就變的更小,但是對產(chǎn)氣量影響較大。通過不同的加熱方式的研究,發(fā)現(xiàn)快速熱下的液相產(chǎn)率<慢速加熱方式下的液相產(chǎn)率,同時(shí)發(fā)現(xiàn)加熱方式的不同對氣液相有影響,而對固相產(chǎn)率幾乎無影響,這主要是烴類物質(zhì)的二次裂解產(chǎn)生的。大多學(xué)者認(rèn)為,在相對較慢的熱解速率下進(jìn)行熱裂解時(shí),熱解油在較髙的熱裂解溫度氛圍下停留時(shí)間變長,這樣氣態(tài)熱解油會發(fā)生二次熱裂解,生成小分子的氣態(tài)產(chǎn)物,從而導(dǎo)致含油污泥熱解油相產(chǎn)物的產(chǎn)率下降。

 ?。?)熱解時(shí)間對含油污泥熱解特性的影響

  熱解反應(yīng)時(shí)間一般指在高溫條件下,含油污泥在反應(yīng)設(shè)備內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)的停留時(shí)間,反應(yīng)的長短受油泥自身的特性、物料的粒徑尺寸、反應(yīng)溫度等一系列參數(shù)影響。反應(yīng)時(shí)間不足可能導(dǎo)致處理后的殘?jiān)赃_(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),反應(yīng)時(shí)間過長,會增加耗能提高處理成本。將含油污泥熱解反應(yīng)時(shí)間分別定為30min、40min、50min、60min、70min、80min進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:在60min以前轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間增大,60min之后轉(zhuǎn)化率保持穩(wěn)定不變。選取廢塑料為熱解研究原料,探究熱解反應(yīng)時(shí)間對含油污泥產(chǎn)生的熱解油產(chǎn)率的影響,設(shè)置反應(yīng)時(shí)間從0~120min,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:含油污泥熱解反應(yīng)時(shí)間為30min時(shí),熱解反應(yīng)已幾乎進(jìn)行完畢。含油污泥熱解反應(yīng)時(shí)間對熱裂解反應(yīng)的影響主要取決于物料熱解反應(yīng)是否進(jìn)行完全。隨著物料反應(yīng)時(shí)間的延長,液相產(chǎn)物的產(chǎn)率會逐漸增加,但是當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過一定值以后,反應(yīng)已幾乎完成,產(chǎn)率不再增加。

  在高溫氛圍下熱解產(chǎn)生的氣相會由于停留時(shí)間的不同,而影響二次裂解反應(yīng)的進(jìn)行程度,進(jìn)而影響液、產(chǎn)氣率。選取含油污泥進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)熱解氣的停留時(shí)間會影響液相產(chǎn)物的收率,在525℃、1.5s時(shí)產(chǎn)率,為總重的30%。含油污泥熱解反應(yīng)過程中載氣通入速率的不同,會影響氣體停留時(shí)間,進(jìn)而影響氣液相產(chǎn)物的產(chǎn)率。

 ?。?)不同種類的含油污泥對熱解特性的影響

  不同種類的含油污泥的熱解特性差異很大,選取不同油田的含油污泥作為研究對象進(jìn)行試驗(yàn),研究表明含油污泥其氣液相組分收率與油泥中的揮發(fā)性有關(guān),高揮發(fā)性的含油污泥熱解減量化明顯;而低揮發(fā)分的含油污泥其氣液組分收率都較低,殘?jiān)枯^高,這是由于含油污泥熱解的過程就是揮發(fā)分組分的熱揮發(fā)和熱轉(zhuǎn)化的過程。揮發(fā)分越高,氣液收率較高;揮發(fā)分越低,固相收率越高。對不同種類的含油污泥進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn),在相同的熱解工況下,兩類含油污泥的熱解產(chǎn)物差異較大,灰分高的含油污泥的液相產(chǎn)率>揮發(fā)分高的含油污泥液相產(chǎn)率。有上述研究可知,三相產(chǎn)物的產(chǎn)率與原含油污泥自身有著密切的聯(lián)系。不同種類的含油污泥,其中三相組分以及灰分、揮發(fā)分的含量差異較大,這些都會影響含油污泥熱解反應(yīng)以及產(chǎn)物的情況。
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