文档介绍：Low Temperature Pyrolysis Characteristics of Oil Sludge under Various Heating Conditions
Zhiqi Wang, Qingjie Guo,* Xinmin Liu, and Changqing Cao
College of Chemical Engineering, Qingdao UniVersity of Science and Technology,
Qingdao, Shandong 266042, China
ReceiVed December 10, 2006. ReVised Manuscript ReceiVed January 28, 2007
不同条件下含油污泥的低温热解特性
王志奇,郭庆杰,刘新民,曹長青
(青岛科技大学化工学院,山东青岛, 266042 )
含油污泥首先采用热重量分析法/质谱分析(TG / MS),然后是在带有电子实验室热解炉的水平石英反应器中进行热解。升温速率为5至20℃/min,最终热解温度从400℃到700℃,不同阶段不同的温度变化,对催化剂对产品的影响进行详细的研究。TG / MS的结果表明,含油污泥的热解反应在约200℃的低温开始,观察到的最大反应速率在350-500℃。热解温度更高的最后阶段,有一个持续的阶段,加入催化剂用量能促进热解转化(得到更少的固体渣)。在所有的参数中,在峰值温度400℃附近保持20min能够提高油的产量和质量。使用三种添加剂作为催化剂尽管可以大大提高热解转化率,但却不能明显改善油产品的质量。
1前言
在炼油厂,相当多的含油污泥从精炼过程中累积下来。这些含油污泥中含有各种各样大量的固体物质、水和油。含油污泥的主要来源包括石油储罐油污泥、生物污泥,水溶气浮浮渣(DAF)。大部分含油污泥废弃物通常是采取填埋或是焚烧的方法来处理。填埋处理需要大量的空间,而且这些土壤必须密封,以防止有害化合物溢出。含油污泥主要含有高分子有机化合物和大量高热值的可燃成分,因此存在一个方法将这种存储能量转换成一个可用能量来源,比如用于加热或者用作液体燃料的替代品,同时有一些特殊化学品产出。
热处理的方法包括焚烧和热解,这能比填埋更加有益,这样能量回收和减少的数量和体积的浪费。焚烧减少大量的污水污泥并能改善热效率。然而由于更大的烟气处理量,用于空气污染控制净化的花费通常是非常高的。以其独有的特点将大分子裂解成小分子,热解已被证实为很多废物处理的方法之一,如塑料废弃物、生物量、-5。采用这种方法不但将处理的固体废物的体积最小化,而且能产出有价值的产品。与焚烧相比,许多研究显示采用适当的热解方法可能会比直接焚烧所产生的有害物质。4 - 8热解比焚化更容易达到排放标准,由于起废气量少及温度较低。
有很多研究污水污泥以及含油污泥的文章。9 - 26然而,他们中的大多数都是集中在利用热重分析(TGA)研究热量转化和热反应动力学。Punnaruttanakun等人15采用用热重量分析法对不同加热速率时含油污泥热解在API分离器中的动能和热能转进行了研究,一种推导出模拟双组分模型能很好的代表热重量曲线。Shie和他的同事采用热重量分析法对含油污泥进行了一系列的研究。16-21他们使用热重量分析法研究从含油污泥热解以及在有催化剂作用下获得的主要产物。此外,他们还发现所有的添加剂都能够提高液体油的品质。
已经有一些在实验规模反应器下对含油污泥和污水污泥的研究被提出。Schmidt and Kaminsky have pyrolyzed oil sludge in a fluidized bed at temperatures from 460
℃到650℃( 施密特和Kaminsky油污泥中有差流化床在温度从460℃到650℃) 。他们发现大约有70-84%油能从固体颗粒中脱离。沈和张23研究了在流化床反应器中,温度和气体停留时间对活性污泥的热解产物的分布及种类的影响。他们的研究结果表明,热解温度为525℃,为30%(污泥进料采用重量百分数表示)。
Inguanzo等人24解释了热解条件(温度和升温速率)对污水污泥热解过程中产生的固体、液体和气体馏分的影响。很少有文献描述低温热解含油油污泥时操作参数对产品的影响,如温度、升温速率、和区间的停留时间分布。本研究的目的是评估低温热解过程中管式炉内不同加热条件下油回收率和产品分配的可行性,以寻求一种最佳的热解参数从而得到最大量的油气回收。用色谱模拟蒸馏的方法,从含油污泥中重新得到油可分为三个部分:汽油、柴油和重油。并对升温速率、最终热解温度、催化剂和区间停留时间对产物分