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        冀東油田含油浮渣熱解處理的實(shí)驗(yàn)研究

        2013-06-26 06:11:14王蓉沙張明棟
        河南化工 2013年5期
        關(guān)鍵詞:浮渣灰渣餾分

        湯 超,王蓉沙,張明棟

        (1.長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院,湖北荊州 434023;2.中國石油安全環(huán)保技術(shù)研究院,北京 100083)

        含油污泥屬于固體危險(xiǎn)廢物,其主要來源于油田采出液及煉油油品集輸處理與儲(chǔ)運(yùn)過程產(chǎn)生的罐底污泥;油田煉化污水處理廠沉降污泥、浮渣和活性污泥(統(tǒng)稱“三泥”)。以及油田生產(chǎn)過程中,油水跑、冒、滴、漏及意外事故散落地面而收集的油污土壤(統(tǒng)稱落地原油)等[1]。它含有大量苯系物、酚類、蒽、苯并芘、放射元素等難以降解的有毒有害物質(zhì)。不僅對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞,而且也嚴(yán)重影響了油田、煉廠生產(chǎn)的正常運(yùn)行,制約各油田正在大力推廣的老系統(tǒng)簡化工藝技術(shù)改造的實(shí)施[2]。由于其成分復(fù)雜、性質(zhì)千差萬別,處理難度大,各種處理方法在實(shí)際應(yīng)用中都存在一些問題[3]。筆者通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn),對(duì)冀東油田含油浮渣進(jìn)行了熱解處理,基本實(shí)現(xiàn)了回收資源和“零排放”的目的。

        1 含油浮渣的熱解實(shí)驗(yàn)

        1.1 實(shí)驗(yàn)方法

        含油浮渣熱解是含油浮渣中的有機(jī)成分在隔絕氧氣的條件下加熱分解的過程[4],該實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)裝置為小型熱解爐,每次進(jìn)料約1 kg。根據(jù)樣品高溫作用的揮發(fā)特征,確定熱解控制溫度為650℃,加熱速度為10℃/min。其熱解實(shí)驗(yàn)裝置見圖1(圖中1~7分別為:流量控制器、熱解爐、熱解盒、熱電偶、冷凝器、電腦控制器、尾氣收集)。

        圖1 熱解實(shí)驗(yàn)裝置

        1.2 樣品的來源及特征

        實(shí)驗(yàn)樣品取自冀東油田柳一聯(lián)污水處理站產(chǎn)生的含油浮渣,其組成特征見表1。

        表1 柳一聯(lián)含油浮渣組成及特征

        2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

        2.1 熱解曲線及產(chǎn)物的分析

        熱解曲線圖及產(chǎn)物分析表分別見圖2及表2。由圖2的熱解反應(yīng)操作曲線圖表明:在75 min左右,餾分出口溫度達(dá)到最高,隨后開始降低,這說明75 min以后反應(yīng)趨緩,餾分的流出量降低;在反應(yīng)結(jié)束前,浮渣的反應(yīng)溫度和控制溫度逐漸接近,而餾分出口溫度逐漸降低,到餾分出口溫度降低到100℃以下時(shí),此時(shí)產(chǎn)氣基本結(jié)束,則反應(yīng)完畢;反應(yīng)從加熱到結(jié)束時(shí)間140~150 min。由表2可知,浮渣樣品具有較好的油氣回收率。

        圖2 柳一聯(lián)含油浮渣熱解曲線

        表2 柳一聯(lián)含油浮渣熱解產(chǎn)物基本數(shù)據(jù)

        2.2 熱解殘?jiān)姆治?/h3>

        熱解殘?jiān)屎谏w粒狀,含碳顯著。在600℃下對(duì)該殘?jiān)M(jìn)行灼燒實(shí)驗(yàn),并對(duì)灼燒灰渣進(jìn)行污染物檢測(cè),結(jié)果見表3。熱解殘?jiān)屎谏?,為有一定機(jī)械強(qiáng)度的松散顆粒。600℃下灼燒后的灰渣,呈紅褐色,蓬松酥散,機(jī)械強(qiáng)度小。同時(shí)采用WGR-1熱量計(jì)測(cè)定了殘?jiān)臒嶂?,? 039.7 J/g(煤熱值為:16 774~29 260 J/g,垃圾為2 511.6 ~10 450 J/g)[5]。這表明熱解殘?jiān)剂亢芨?,有較好的利用價(jià)值。由表3可知,600℃下灼燒后的灰渣的污染物指標(biāo)均在《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》之內(nèi),其中石油類和重金屬含量遠(yuǎn)低于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)指標(biāo)要求。而熱解殘?jiān)?00℃灼燒后脫碳的損失量為82.77%,因而產(chǎn)生的灰渣量很少,產(chǎn)生的灰渣中Al2O3含量為67.94%,具有較好的利用價(jià)值。

        表3 熱解殘?jiān)茻蠡以廴疚餃y(cè)定數(shù)據(jù)

        3 結(jié)論

        冀東油田柳一聯(lián)含油浮渣熱解后油氣回收率好。熱解殘?jiān)臒嶂递^高,有一定的能源利用價(jià)值,而灼燒后的灰渣污染物含量低,量少,并且其中的Al2O3的含量高,有較好的回收利用價(jià)值。熱解技術(shù)既能有效的回收資源,又能使含油污泥的基本達(dá)到無害化,值得人們對(duì)其進(jìn)行深入研究。

        [1]姜 勇,趙朝成,趙東風(fēng).含油污泥特點(diǎn)及處理方法[J].油氣田環(huán)境保護(hù),2005,15(4):38-41.

        [2]徐如良,王樂勤,孟慶海.工業(yè)油罐底泥處理現(xiàn)狀與試驗(yàn)探索[J].石油化工安全技術(shù),2003,19(3):36-39.

        [3]程 雁,李必文.含油污泥處理工藝研究進(jìn)展[J].油氣田環(huán)境保護(hù),1997,7(4):46-50.

        [4]王萬福,何銀花,劉 穎,等.含油污泥的熱解處理與利用[J].油氣田環(huán)境保護(hù),2006.16(2):15-16.

        [5]王慶蓮.大慶油田典型含油固廢熱解處理及資源化探討[D].大慶:大慶石油學(xué)院,2009.

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