含油污泥热解残渣特性及其资源化利用

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SiO₂、Al₂O₃、CaO和SO₃，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。     

异戊醇低压热解的同步辐射真空紫外光电离质谱研究

作为新兴生物燃料,大分子醇类燃料在低压下的火灾安全基础迫切需要得到深入研究。热解过程作为火灾过程的初始阶段直接控制着火过程,火灾中碳烟颗粒的产生也依赖于热解反应,因此可燃物的低压热解研究在其低压火灾基础研究中具有重要意义。利用同步辐射真空紫外光电离质谱方法研究了异戊醇在0.2atm下的流动反应器热解,探测到了20余种热解产物,包括烯丙基自由基和C_4H_8O、C_5H_8、C_6H_6等同分异构体,并测量了其摩尔分数。基于实验结果,对燃料分解路径和主要产物的生成及消耗路径进行了探讨。与本组之前正戊醇热解实验的对比表明,由于存在支链结构,异戊醇在热解中比正戊醇更容易产生戊烯、丁烯和丙烯,但更少地产生乙烯。此外,异戊醇在热解中能够生成更多的丙炔和丙二烯等环状化合物前驱体,令其苯和1,3-环戊二烯的生成量更高,表明异戊醇比正戊醇更易于生成多环芳烃和碳烟。     

新制备生物炭的特性表征及其对石油烃污染土壤的吸附效果

生物炭作为一种绿色环保的功能材料因其在污水处理和污染土壤修复方面具有显著效果而受到极大关注.采用红外光谱、元素分析仪及微孔分析对不同温度(200、300、400、500和600℃)条件下制备的木屑和麦秆生物炭进行特性表征,并采用制备的生物炭净化石油污染土壤,分别考察了污染物性质、生物质原料和热解温度对其净化效果的影响.结果表明,随着热解温度的增高,生物炭芳香化程度增加,极性降低,微孔结构逐渐发育,表面积增大.加入生物炭33 d后,污染土壤中总石油烃及其组分烷烃的浓度比对照略有降低,而PAHs浓度下降显著.随着热解温度升高,2种生物炭对PAHs的吸附强度均逐渐增大,芳香度增高、表面积增大是强吸附的主要原因.2种生物炭在400℃及以下温度制备时对PAHs的吸附强度为:木屑生物炭＞麦秆生物炭;而400℃以上温度制备的生物炭吸附强度则相反,即麦秆生物炭＞木屑生物炭,说明生物炭原料对其吸附强度也具有显著影响.     

两种有机锌络合物处理棉花的霉变及热解行为研究

棉花是纺织业的重要原料,是人民群众生活不可或缺的必需品,同时也是我国进出口重要的商品。研究如何安全有效地进行棉花的储备具有十分重要的现实意义。棉纤维本身含有脂肪、蜡质和果胶等适合微生物生长繁殖的营养物质。在棉花储备中,高的回潮率会加速微生物的繁殖,进而产生热量。热量的累积会引起温度升高以及棉花霉变,不利于棉花的安全有效储存。因此,通过静电吸附法将安全无毒的有机锌络合物附着在棉纤维表面,研究表明,相同条件下,处理棉的霉变状况明显得到抑制。加速发霉条件下,未处理棉的相对于白纸的平均色差值为28.10,而双乙酸锌以及苯甲酸锌防霉处理棉的色差值分别为5.16和5.86,下降了81.6%和79.1%。自然发霉条件下,双乙酸锌以及苯甲酸锌防霉处理棉的色差值分别下降了53.8%和50.7%。同时研究了纯棉以及处理棉氮气下的热分解动力学,相比于未处理棉,双乙酸锌防霉处理后活化能下降了15.8%,而苯甲酸锌防霉处理后活化能下降了10.9%。此外,利用实时红外和热重红外联用技术得到了样品在热解过程中固相以及气相的裂解产物的红外谱图,发现防霉处理能一定程度上抑制棉花热解。     

煤热解废水典型工艺流程中芳香化合物的降解特性

选取河南某低阶煤热解废水处理典型工艺流程为研究对象,探讨了各单元对芳香化合物的降解特性。通过降解效能对比发现,SBR工艺对酚类(96.13%)和氮杂环类化合物(78.13%)的降解能力最高,故其为芳香化合物降解的核心单元。通过凝胶色谱、紫外-可见光光谱和三维荧光光谱对全流程废水特性的表征,推测出其分子质量在3 kDa左右,荧光峰在Ex/Em=(300～370) nm/(400～450) nm的腐殖酸物质是煤热解废水关键的难生化物质。各单元的统计分析结果表明,废水处理效果不佳的原因在于酸化、气浮、好氧及强氧化单元。在此基础上,根据最新研究结果和成功案例对现有工艺提出了针对性改进方案。以上结果可为类似的废水处理工程提供参考。     

页岩气油基钻屑真空热解工艺优化试验

涪陵页岩气田油基钻屑热解技术具有油回收率高、稳定可靠、安全环保的优点，针对其存在能耗高、易结焦、回收油品质量低等工程实际问题，在充分调研现场热馏炉式连续回收处理设备的基础上，自制了热 解模拟试验装置。通过研究单因素对热解效果的影响，优选了油基钻屑热解参数，试验表明：热解终温、停留时间、升温速率、真空度对油基钻屑热解效果均有影响，其中热解温度是影响油基钻屑热解效果的主要因素；其次 正交试验筛选出了油基钻屑热解最佳运行条件，当热解温度为400℃，停留时间为50min，升温速率为30℃/min， 真空度为0.1MPa，试验未发现结焦现象，处理后的油基钻屑残渣含油率为0.29％，满足GB4284—2018《农用污泥污染物控制标准》农用地标准（含油率小于0.30％）；热解矿物油测试分析表明热解前后矿物油的组分分布 基本一致，以烷烃类（60％以上）和芳烃类（约占10％）为主，属典型油基钻屑中总石油烃类分布，热解试验并未 破坏基础油组分，回收矿物油的品质较高。     

磷酸铵镁碱促(Mg(OH)_2)热解产物氨氮去除性能

磷酸铵镁热解循环技术可以有效降低磷酸铵镁结晶技术的药剂费用。同时,在磷酸铵镁热解过程中添加Mg(OH)2碱促媒介,能阻止磷酸氢镁向焦磷酸镁的转化,并降低热解产物氨氮去除过程中上清液磷酸盐的残留。在Mg(OH)2∶NH+4摩尔比为1∶1,热解温度为110℃条件下,热解产物沉氨效率接近84%,上清液磷酸盐残留量为0.02 mg/L。     

生活垃圾催化热解液体产物特性

为探索生活垃圾催化热解液体产物特性变化规律,选取Na2CO3、CaO、Fe2O33种催化剂,利用固定床实验、红外分析(FT-IR)进行生活垃圾热解液体产物产率和组分特性研究.结果表明,热解终温600℃无催化剂时,生活垃圾热解液产率为39.80 wt％,添加3种催化剂后热解液产率均降低;生活垃圾分别添加1％的Na2CO3和CaO后,热解油氧含量由22.49％分别降低到20.12％和18.53％,低位热值由30.30 MJ/kg分别提高到33.79和32.74 MJ/kg;无催化剂时热解油成分为脂肪类、含氧化合物及少量芳香类混合物,加催化剂后热解油中芳香类物质峰面积比例显著增加,而含氧化合物峰面积比例降低,羟基类及羧酸类含氧化合物峰面积比例明显减少,其他含氧物峰面积比例却增加;CaO催化效果较明显,生活垃圾添加1％的CaO热解油中芳香类物质峰面积比例从4.36％增加到29.46％,含氧化合物峰面积比例由49.42％降低到23.12％,其中羟基类和羧酸类化合物峰面积比例分别由34.03％和10.65％降低到0.00％和3.34％,其他含氧化合物峰面积比例由4.73％增加到19.77％.     

微波辐射对生物质热解过程的影响

自行设计加工了微波热重实验装置,研究了在微波辐射下菜籽粕热解过程特征及其产物产出规律.在此基础上,对比分析了菜籽粕微波热解与电热热解产物产出率之间的差异.结果发现,在菜籽粕微波热解过程中,半纤维素的反应区间为180 ～ 370℃,其转化率可以达到87.0％;纤维素的热解反应区间为370 ～ 550℃,其热解转化率32.8％.表明在微波作用下,纤维素的热稳定性远高于半纤维素.在菜籽粕的微波热解过程中,冷凝液的产生主要集中在100 ～400℃的温度范围内,热解得到的生物质油类主要是菜籽粕的半纤维素热解生成的.不凝气的产生主要集中在300 ～ 600℃的温度范围内,并且主要为纤维素与木质素的热解反应产生的.与电热方式相比,菜籽粕的微波热解升温速率较快,菜籽粕微波热解生物质炭的产出率较高,冷凝液产出率相对较低.