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含油污泥热解残渣特性及其资源化利用研究概述

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材料导报 2018年第17期32卷 3023-3032页

作者：李金灵屈撑囤朱世东范夏韵朱治辉西安石油大学化学化工学院西安710065 石油石化污染物控制与处理国家重点实验室北京102206 西安石油大学材料科学与工程学院西安710065

基于减量化、无害化、资源化处理含油污泥的要求,在高温焦化法处理含油污泥基础上发展起来的热解技术因处理彻底、减量减容效果好、资源回收率高、回收方式灵活且能固化污泥中的重金属等优点受到人们的广泛关注,被认为是最有发展空间和... 详细信息

基于减量化、无害化、资源化处理含油污泥的要求,在高温焦化法处理含油污泥基础上发展起来的热解技术因处理彻底、减量减容效果好、资源回收率高、回收方式灵活且能固化污泥中的重金属等优点受到人们的广泛关注,被认为是最有发展空间和应用前景的污泥处理技术。在含油污泥热解三相产物中,液相产物主要为水和较低凝点的原油,气相产物一般为甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氢气等小分子气体,固相为残留在反应器内的固体剩余物,俗称残渣或残碳。目前,对含油污泥热解技术的研究主要集中于热解过程以及热解油及热解气的产率、性质分析与利用上,对热解残渣的研究较少。然而在含油污泥热解产物中残渣占有很大比例,且其含有未完全回收的油资源以及残留的重金属元素等,若得不到有效处理或利用,会造成二次污染。目前,含油污泥热解残渣已被列入《国家危险废物名录》。因此,热解残渣的处置及再利用已成为制约热解技术发展的瓶颈。含油污泥热解残渣的基础特征是其再利用和处置中需要考虑的关键因素,研究者们通过对不同含油污泥热解后残渣的元素组成、结构特征研究后认为残渣主要由灰分和碳组成。其中,灰分为污泥高温热解后形成的氧化物及硫酸盐、碳酸盐等,并含有少量的重金属,而碳在残渣中的质量分数可达35%～50%。高的含碳量使残渣形成了具有中大孔、微孔结构特征的疏松多孔结构,这为其资源化利用奠定了基础。另外,含油污泥的来源、特性,热解工艺参数的改变,是否进行活化及活化方式(包括含油污泥的活化及热解残渣的活化)等都会影响到残渣的元素种类、含量及结构特征,是后续选择处置或利用方式的依据。本文介绍了含油污泥热解后气、液、固三相产物,综述了含油污泥的特性、污泥的含水率、颗粒粒径、活化条件和热解终温、停留时间、升温速率等因素对热解残渣产率、元素组成、表面化学性质、孔隙结构、表面形貌等的影响规律,分析了残渣在吸附剂、催化剂、絮凝剂及富氢燃气制备等领域中的应用。

关键词：含油污泥热解残渣残渣特征资源化

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湿污泥热解残渣微观孔隙结构及吸附性能

燃烧科学与技术 2016年第2期22卷 121-125页

作者：胡艳军郑小艳严密任建莉浙江工业大学能源与动力工程研究所杭州310014

采用管式炉热解反应器对不同含水率污泥开展高温热解制备残渣样品,采用氮气等温吸附/脱附法分析了含水率对残渣孔隙结构和表面形貌演变的影响规律,探讨了热解残渣作为废液中重金属和染料吸附剂的可行性.研究发现：与干污泥热解残渣相比... 详细信息

采用管式炉热解反应器对不同含水率污泥开展高温热解制备残渣样品,采用氮气等温吸附/脱附法分析了含水率对残渣孔隙结构和表面形貌演变的影响规律,探讨了热解残渣作为废液中重金属和染料吸附剂的可行性.研究发现：与干污泥热解残渣相比,湿污泥热解残渣孔隙结构得到更充分发展,孔径2～10nm 的中孔数量明显增加,且在孔径3.75nm 出现单峰值.随着含水率增加至84%,,残渣BET 比表面积、累积总孔容积、微孔孔容等呈现减小、增大再减小的趋势;热解残渣对废液中Cu^2＋、Cr^6＋以及亚甲基蓝、孔雀石绿染料均有-定的吸附能力.

关键词：湿污泥热解残渣孔隙结构吸附性能

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污泥热解残渣催化市政破膜污泥的热解作用

环境化学 2014年第3期33卷 508-514页

作者：彭海军李志光夏兴良郭开苏猛飞何纯莲湖南农业大学理学院长沙410128 湖南师范大学医学院长沙410081

本文通过原子吸收分光光度计(AAS)对污泥热解残渣中金属化合物含量测定和扫描电镜(SEM)对污泥热解残渣的表面形态进行表征,采用热重分析(TGA)对印染污泥和市政污泥的热解残渣催化污泥热解作用进行了初步探讨.结果表明,两种污泥热解残渣... 详细信息

本文通过原子吸收分光光度计(AAS)对污泥热解残渣中金属化合物含量测定和扫描电镜(SEM)对污泥热解残渣的表面形态进行表征,采用热重分析(TGA)对印染污泥和市政污泥的热解残渣催化污泥热解作用进行了初步探讨.结果表明,两种污泥热解残渣对污泥热解均有催化作用,且印染污泥热解残渣催化效果优于市政污泥热解残渣;热解残渣中金属化合物种类和含量对其催化效果有一定影响,尤其是污泥热解残渣中铝、铁、锌化合物在污泥催化热解过程中起了重要作用.

关键词：市政破膜污泥热解残渣热重分析催化

微波催化热解微藻特性研究及热解残渣催化作用分析

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广西大学学报（自然科学版） 2018年第2期43卷 554-560页

作者：陈春香程正卢子广龙军刘海力广西大学电气工程学院广西南宁530004 广西电力系统最优化与节能技术重点实验室广西南宁530004 湖南人文科技学院能源与机电工程学院湖南长沙410000

为了探索不同微波功率以及不同添加剂(活性炭和热解残渣)对微藻(小球藻)微波热解过程的影响,利用微波反应器对微波热解小球藻进行实验研究。结果表明,微波功率越大,物料升温越快,热解终温也越大,物料热解越完全,活性炭的催化效果优于热... 详细信息

为了探索不同微波功率以及不同添加剂(活性炭和热解残渣)对微藻(小球藻)微波热解过程的影响,利用微波反应器对微波热解小球藻进行实验研究。结果表明,微波功率越大,物料升温越快,热解终温也越大,物料热解越完全,活性炭的催化效果优于热解残渣的。为了探索热解残渣对小球藻微波热解具有催化作用的原因,比较分析了热解残渣和活性炭的比表面积及孔结构参数,并利用等离子体发射光谱仪(Accuris ICPES)测量了热解残渣的金属元素含量,结果表明,热解残渣的孔结构参数值比活性炭的小很多,热解残渣对小球藻微波热解具有催化作用的主要原因不是因为热解残渣具有较大的比表面积和较好的微观孔隙结构,而金属元素(主要是钾、镁和钙,还含有少量的钠、铁和锌)含量较高可能是热解残渣具有良好催化性的主要原因。

关键词：微波热解微藻活性炭热解残渣升温速率催化作用

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含油污泥热解残渣特性及其资源化利用

化工环保 2023年第3期43卷 353-358页

作者：曹蕊韩冬云朱涛石薇薇乔海燕曹祖斌辽宁石油化工大学石油化工学院辽宁抚顺113001

以含油污泥热解残渣为原料,在充分考察其组成特性的基础上,通过添加复合固化剂(水泥和粉煤灰的混合物)及液态黏结剂,制备路基材料,考察了影响路基材料性能的主要因素。分析结果表明:热解残渣的主要组分为SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、CaO和SO_... 详细信息

以含油污泥热解残渣为原料,在充分考察其组成特性的基础上,通过添加复合固化剂(水泥和粉煤灰的混合物)及液态黏结剂,制备路基材料,考察了影响路基材料性能的主要因素。分析结果表明:热解残渣的主要组分为SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、CaO和SO_(3),与传统路基材料较为相似;热解残渣的pH、矿物油含量和铜、镉、铅等重金属含量均满足《农用污泥污染物控制标准》(GB 4284—2018)的要求。实验结果表明,在复合固化剂配比(水泥与粉煤灰质量比)为3∶2、复合固化剂与热解残渣质量比为3∶2、液态黏结剂加入量(m(液态黏结剂)∶m(复合固化剂和热解残渣))为0.15~0.20、养护龄期为7 d的条件下,所制得的路基材料抗压强度达到最佳,为2.77 MPa。

关键词：含油污泥热解残渣路基材料水泥粉煤灰

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含油污泥热解残渣的生态安全评价方法研究

应用化工 2022年第4期51卷 1151-1155页

作者：孙瑄杨鹏辉鱼涛黄毅种法国屈撑囤李金灵郭志强王超西安石油大学化学化工学院陕西西安710065 陕西省油气田环境污染控制技术与储层保护重点实验室陕西西安710065 西安工业大学陕西西安710065 西安长庆科技工程有限责任公司陕西西安710021

分析了油泥残渣评估现状以及残渣中主要污染物的含量;基于主要污染物含量,从理化指标和生物毒性两方面综述了现阶段国内外油泥残渣常用的生态安全评价方法,并将两者进行对比,总结了评价方法的优缺点及适用范围;指出:残渣的单一评价具有... 详细信息

分析了油泥残渣评估现状以及残渣中主要污染物的含量;基于主要污染物含量,从理化指标和生物毒性两方面综述了现阶段国内外油泥残渣常用的生态安全评价方法,并将两者进行对比,总结了评价方法的优缺点及适用范围;指出:残渣的单一评价具有一定局限性,充分利用处理后残渣的基本理化性质,结合成组生物毒性测试法,可为含油泥热解残渣的安全性评价提供思路。

关键词：含油污泥热解残渣理化指标生物毒性指标生态安全评价

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含油污泥热解残渣中热解炭的回收及应用研究

石油与天然气化工 2021年第1期50卷 124-128,134页

作者：汤超熊小伟蔡文良李薇重庆水利电力职业技术学院 “石油石化污染物控制与处理”国家重点实验室中国石油长庆油田分公司第三采油厂

通过物理浮选与化学分离相结合的方式对含油污泥热解残渣进行资源化处理,回收热解残渣中的热解炭,并将其应用于采油污水的处理与工业油品的吸附。结果表明:回收的热解炭纯度达到95.93%,其表面分布着诸多形状不规则的孔隙,孔隙结构以中... 详细信息

通过物理浮选与化学分离相结合的方式对含油污泥热解残渣进行资源化处理,回收热解残渣中的热解炭,并将其应用于采油污水的处理与工业油品的吸附。结果表明:回收的热解炭纯度达到95.93%,其表面分布着诸多形状不规则的孔隙,孔隙结构以中孔为主,比表面积、孔隙体积与平均孔径分别为454.47 m^2/g,0.61 cm^3/g和6.91 nm。同等条件下,热解炭对采油污水中COD和石油类的处理效果优于活性炭。对于柴油和原油的吸附,热解炭的初始瞬时吸附速率比活性炭分别快3.8倍和1.86倍。当热解炭达到吸附饱和时,活性炭对柴油和原油的累积吸附量远低于热解炭。

关键词：含油污泥热解残渣热解炭资源化吸附性能

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废旧硅橡胶酸性热解残渣热解馏出物组分分析

化工环保 2011年第4期31卷 379-382页

作者：王明贤吕春丽张奉尧江苏大学环境学院江苏镇江212013 中国中材国际工程股份有限公司(南京) 江苏南京211100

在不同温度下对废旧硅橡胶酸性热解残渣进行热解,通过气相色谱-质谱联用技术对馏出油的组分进行分离与鉴定。实验结果表明:当热解温度为180℃时,馏出油组分相对较单一,主要是低沸点硅油类物质,可再次回收利用,实现清洁生产;当热解温度为... 详细信息

在不同温度下对废旧硅橡胶酸性热解残渣进行热解,通过气相色谱-质谱联用技术对馏出油的组分进行分离与鉴定。实验结果表明:当热解温度为180℃时,馏出油组分相对较单一,主要是低沸点硅油类物质,可再次回收利用,实现清洁生产;当热解温度为340℃时,馏出油组分多且复杂,主要为高沸点硅油类物质,还有硅油类物质氧化和高温热解后的产物,再利用困难。

关键词：硅橡胶热解残渣回收硅油气相色谱质谱固体废物综合利用

污泥热解残渣作吸附剂去除水中Cr（VI）和Pb（II）的试验研究

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污泥热解残渣作吸附剂去除水中Cr（VI）和Pb（II）的试验研究

作者：刘任露重庆大学

学位级别：硕士

本课题以城市污水处理厂的好氧生污泥和厌氧消化污泥为研究对象,通过简单热解制备污泥吸附剂,研究了热解温度和热解时间对污泥吸附剂性能的影响;之后将污泥残渣用于处理Cr(VI)和Pb(II)废水,研究了吸附时间、pH、吸附剂投加量对残渣吸附... 详细信息

本课题以城市污水处理厂的好氧生污泥和厌氧消化污泥为研究对象,通过简单热解制备污泥吸附剂,研究了热解温度和热解时间对污泥吸附剂性能的影响;之后将污泥残渣用于处理Cr(VI)和Pb(II)废水,研究了吸附时间、pH、吸附剂投加量对残渣吸附性能的影响;再将吸附饱和后的残渣进行解吸,考察解吸剂种类、解吸时间、解吸剂浓度对污泥残渣再生的影响;最后初步探讨了吸附机理。本论文得出了以下主要的研究结论。1)在污泥热解过程中,提高温度和延长热解时间均会导致污泥残渣产率下降。残渣的碘值和对Cr(VI)和Pb(II)的去除能力与热解温度和时间非正相关,存在最佳温度和时间,其中在700℃下热解1h的污泥残渣对两种重金属的吸附容量最大。经厌氧消化后,污泥吸附剂吸附性能有所降低。2)残渣对Cr(VI)和Pb(II)的去除率都随吸附时间增加而增加;Cr(VI)的去除率随pH增加减小,Pb(II)的去除率随pH增加而升高;增加吸附剂投加量,Cr(VI)和Pb(II)去除率上升,而单位吸附剂吸附容量迅速减小。在Cr(VI)初始浓度为200mg/L时,吸附3.0h,pH为4.0,吸附剂投加量为20g/L,污泥残渣对Cr(VI)的最大吸附容量(qmax)为13.9mg/g。在200mg/L的Pb(II)废水,吸附3.0h,pH为5.0,吸附剂投加量为20g/L,污泥残渣对Pb(II)的最大吸附容量(qmax)为9.63mg/g。3)污泥残渣对Cr(VI)和Pb(II)的吸附都符合准二级反应动力学模型。Langmuir模型比Freundlich模型能更好地拟合重金属离子吸附等温线。4)盐酸相对硝酸对残渣有较高的解吸率。解吸率随解吸时间、解吸酸浓度的增加而增加。用0.05mol/L的HCl解吸3h,残渣对Cr(Ⅵ)和Pb(II)解吸率分别为71%和64%。污泥残渣的解吸符合准二级反应动力学模型。5)污泥简单热解残渣对Cr(Ⅵ)和Pb(II)的去除有三种作用:静电吸附、表面络合、孔径吸附。以上结论表明,污泥活热解残渣可以作为一种廉价、安全、经济的吸附剂应用于重金属废水的处理。

关键词：污泥热解残渣 Cr(VI) Pb(II) 吸附机理