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含油污泥是石油开采和炼制过程的必然产物,伴随我国日益增长的石油需求,含油污泥的产生总量也在逐年增大,如何对其进行资源化利用是石油环保领域的研究重点。含油污泥热解技术具有热解产物可充分利用,工艺过程抑制二嗯英产生,以化学能方式回收利用热能等优势。是含油污泥资源化利用的主要技术,在目前的科技水平下有较好的推广前景。 本文从含油污泥的基本性质检测开始,通过热分析、室内静态实验、工业模拟装置研制、工业模拟试验等研究,从工艺流程原理、设备安全性、工艺环保性和热解产物资源化途径等方面论证了含油污泥热解的工业生产可行性。 本论文设计并建设了含油污泥热解处理模拟系统,该系统共包括6个模块:含油污泥预处理和进料系统、微波热处理系统、烟气冷凝和馏分分离系统、不凝气净化与利用系统、工艺检测与控制系统和其他配套辅助系统。该系统设计采用了传统电阻丝热源和微波新型热源;采用单缸双向活塞泵技术实现污泥不同形态的进料与计量;采用列管换热器对高温馏分进行冷凝分离;采用快速检测与取样分析相结合的方式,实现不凝气组分的高效分析;采用不凝气氧化焚烧技术,对油泥热解处理产生尾气进行无害化,实现达标排放;采用多点热电偶实现炉内温度的实时检测并建立温度场。 本文对“含油污泥热解处理工艺模拟系统”进行了安全和环保评估,结果表明该系统采用了在工业实际中已经被广泛地应用的、成熟、可靠的电热和微波加热技术,馏分冷凝和尾气热氧化净化技术,并进行了针对性地工艺安全设计;通过HAZOP分析方法,将工艺流程分为4个节点,全面地识别了工艺流程中可能存在的风险因素,提出并落实了19条控制措施;弄清楚了单台设备的风险诱发因素和风险类别,在设计、加工制造、安装、操作规程制定等过程中,采取了科学、可行、可靠的安全防护措施;对“含油污泥热解处理工艺模拟系统”运行过程中可能产生的“三废”的组分构成、排放制度、来源及其危害性进行系统分析,提出了“三废”处置的工艺操作控制方案与落实的具体措施。以上安全和环保措施有效的控制该装置的安全和环保风险。 本文利用含油污泥热解处理模拟系统,分别进行三种油泥的微波热解和直接电加热热解试验,研究结果表明微波热解的产气量略多于直接加热热解,且热解渣中的碳含量高于直接加热热解,微波热解产生热解油品质略好于直接加热热解。