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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

時間:2023-04-21 17:18:16 點擊:812 次 來源:洛陽建材建筑設(shè)計研究院有限公司
  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間,同時其他參數(shù),如加熱速率、熱解氣的停留時間、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
  (1)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行含油污泥的熱裂解實驗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。從動力學(xué)的角度分析,溫度主要影響反應(yīng)的活化能,進而改變化學(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,進而影響反應(yīng)進行的方向,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物和非烴類有機物發(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,含油污泥中的有機物得不到足夠的能量發(fā)生充分的熱裂解反應(yīng),會導(dǎo)致熱解殘渣達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn);熱解溫度過高時,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。

  (2)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驗的影響,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行熱裂解時,熱解油在較髙的熱裂解溫度氛圍下停留時間變長,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。

 ?。?)熱解時間對含油污泥熱解特性的影響

  熱解反應(yīng)時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)時間不足可能導(dǎo)致處理后的殘渣仍達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),反應(yīng)時間過長,會增加耗能提高處理成本。將含油污泥熱解反應(yīng)時間分別定為30min、40min、50min、60min、70min、80min進行實驗,實驗結(jié)果顯示:在60min以前轉(zhuǎn)化率隨時間增大,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)時間從0~120min,實驗結(jié)果顯示:含油污泥熱解反應(yīng)時間為30min時,熱解反應(yīng)已幾乎進行完畢。含油污泥熱解反應(yīng)時間對熱裂解反應(yīng)的影響主要取決于物料熱解反應(yīng)是否進行完全。隨著物料反應(yīng)時間的延長,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間的不同,而影響二次裂解反應(yīng)的進行程度,進而影響液、產(chǎn)氣率。選取含油污泥進行研究,發(fā)現(xiàn)熱解氣的停留時間會影響液相產(chǎn)物的收率,在525℃、1.5s時產(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,會影響氣體停留時間,進而影響氣液相產(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行試驗,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,殘渣含量較高,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行熱解實驗,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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