含油污泥热解的影响因素
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含油污泥热解的影响因素

时间:2022-02-25 17:03:30 点击:100 次 来源:洛阳建材建筑设计研究院有限公司
  热解参数的改变对含油污泥热解反应的影响非常显著。根据研究分析,对含油污泥热解过程反应影响较大的参数为热解温度和热解时间,同时其他参数,如加热速率、热解气的停留时间、油泥的种类、粒径大小、热解反应炉的类型以及是否有其它添加剂等也会对含油污泥热解反应产生一定的影响。
含油污泥热解的影响因素
  (1)热解温度对含油污泥热解特性的影响

  热解反应的温度是含油污泥热解过程中为关键的参数,在不同的热解工况下进行含油污泥的热裂解实验来探究不同因素对含油污泥热解的影响,其结果表明:热裂解温度>其他因素。从动力学的角度分析,温度主要影响反应的活化能,进而改变化学反应速度,从热力学角度分析,温度影响反应过程吉布斯自由能的变化,进而影响反应进行的方向,决定了产物的组成。含油污泥的热解温度会影响含油污泥热解产生的三相产物的产率及油气品质,要使含油污泥中烃类有机物和非烃类有机物发生热裂解和热缩合反应,必须提供足够的能量,热解温度过低时,含油污泥中的有机物得不到足够的能量发生充分的热裂解反应,会导致热解残渣达不到排放标准;热解温度过高时,不仅会增加能耗而且裂解产生的油资源还会发生二次裂解反应,增加产气量。

  (2)升温速率对含油污泥热解特性的影响

  通过选取石油炼化油来探究不同的加热速率对热解实验的影响,研究表明随着加热速率的升高,在更高的升温速率下,更多的液相组分发生二次裂解,致使液相收率较低,产气量明显增大。在高温条件下探究热解速率对热解特性的影响,试验结果显示热解速率整体而言对热解的影响较小,而且随着温度的升高,这种影响就变的更小,但是对产气量影响较大。通过不同的加热方式的研究,发现快速热下的液相产率<慢速加热方式下的液相产率,同时发现加热方式的不同对气液相有影响,而对固相产率几乎无影响,这主要是烃类物质的二次裂解产生的。大多学者认为,在相对较慢的热解速率下进行热裂解时,热解油在较髙的热裂解温度氛围下停留时间变长,这样气态热解油会发生二次热裂解,生成小分子的气态产物,从而导致含油污泥热解油相产物的产率下降。

  (3)热解时间对含油污泥热解特性的影响

  热解反应时间一般指在高温条件下,含油污泥在反应设备内发生热解反应的停留时间,反应的长短受油泥自身的特性、物料的粒径尺寸、反应温度等一系列参数影响。反应时间不足可能导致处理后的残渣仍达不到排放标准,反应时间过长,会增加耗能提高处理成本。将含油污泥热解反应时间分别定为30min、40min、50min、60min、70min、80min进行实验,实验结果显示:在60min以前转化率随时间增大,60min之后转化率保持稳定不变。选取废塑料为热解研究原料,探究热解反应时间对含油污泥产生的热解油产率的影响,设置反应时间从0~120min,实验结果显示:含油污泥热解反应时间为30min时,热解反应已几乎进行完毕。含油污泥热解反应时间对热裂解反应的影响主要取决于物料热解反应是否进行完全。随着物料反应时间的延长,液相产物的产率会逐渐增加,但是当反应时间超过一定值以后,反应已几乎完成,产率不再增加。

  在高温氛围下热解产生的气相会由于停留时间的不同,而影响二次裂解反应的进行程度,进而影响液、产气率。选取含油污泥进行研究,发现热解气的停留时间会影响液相产物的收率,在525℃、1.5s时产率,为总重的30%。含油污泥热解反应过程中载气通入速率的不同,会影响气体停留时间,进而影响气液相产物的产率。

  (4)不同种类的含油污泥对热解特性的影响

  不同种类的含油污泥的热解特性差异很大,选取不同油田的含油污泥作为研究对象进行试验,研究表明含油污泥其气液相组分收率与油泥中的挥发性有关,高挥发性的含油污泥热解减量化明显;而低挥发分的含油污泥其气液组分收率都较低,残渣含量较高,这是由于含油污泥热解的过程就是挥发分组分的热挥发和热转化的过程。挥发分越高,气液收率较高;挥发分越低,固相收率越高。对不同种类的含油污泥进行热解实验,在相同的热解工况下,两类含油污泥的热解产物差异较大,灰分高的含油污泥的液相产率>挥发分高的含油污泥液相产率。有上述研究可知,三相产物的产率与原含油污泥自身有着密切的联系。不同种类的含油污泥,其中三相组分以及灰分、挥发分的含量差异较大,这些都会影响含油污泥热解反应以及产物的情况。
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