摘要：含油污泥作为石油行业的产物，其产量高，危害大，处理困难，但同时也是一种具有非常重要的油气回收和金属矿物质再生利用价值的资源。目前含油污泥的处理技术存在能耗高、综合利用程度低和二次污染等问题。而垃圾衍生燃料（RDF）处理技术成熟，且具有尾气处理系统，如果利用附近的RDF厂现有的设备就近处理含油污泥，可实现含油污泥和RDF协同处理，回收其中的能源来弥补能源的短缺，同时减少对环境的危害。而如何有效的处理RDF与含油污泥，实现资源化利用。这是我们面临的一个有重大意义的课题。为此，本文利用热重-红外联用分析仪对RDF与含油污泥共燃烧和共热解特性进行研究。主要开展的研究工作和主要结论如下：

（1）研究RDF与含油污泥的燃烧特性。结果表明，在RDF中添加含油污泥，其混合燃烧过程存在抑制作用。其中对400~600 ℃温度段的抑制作用最明显。但随着含有污泥掺混比例的增加，抑制作用逐渐减小；通过FTIR分析发现，燃烧过程产生的气体主要有CO2、H2O和HCl，且混合燃烧中主要的产物析出强度均有所减小。

（2）研究RDF与含油污泥的热解特性。结果表明，RDF掺混含油污泥共热解过程存在促进作用，且随着含油污泥掺混比例的增大，促进效果越明显；通过FTIR分析发现，RDF和含油污泥单独热解的气相产物主要有CO2、CO、CH4和焦油类物质，并伴随污染物HCl、NH3和HCN的产生。而掺混含油污泥共热解，对CO和CO2的析出影响较小，但促进CH4的析出，同时也会促进污染物（HCl、NH3和HCN）的析出，其中NH3最为明显。

（3）采用Coats-Redfern法对燃烧和热解过程进行动力学分析。结果表明，RDF、含油污泥和混样都可以用一级反应模型来描述其燃烧和热解过程。RDF在低温段热解和燃烧所需要的活化能均高于中温段和高温段。对于共燃烧过程， RDF添加含油污泥能降低混样在低温段燃烧所需要的活化能。对于共热解过程，其混样在低温段、中温段和高温煅热解所需要的活化能均低于RDF单独热解。

关键词：热重红外联用 RDF 含油污泥 共燃烧 共热解 动力学分析 气相产物

 

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

1 绪 论-1

1.1选题背景及意义-1

1.2国内外研究综述-2

1.2.1国内外垃圾的研究综述-2

1.2.2国内外含油污泥的研究综述-2

1.2.3国内外垃圾和含油污泥混烧的研究综述-3

1.3本课题的主要研究内容-4

1.4本章小结-4

2 实验方案与装置介绍-5

2.1实验物料及处理-5

2.2实验系统简介-5

2.2.1热重分析仪的简介及基本原理-5

2.2.2傅里叶变换红外光谱仪的简介及基本原理-6

2.3实验条件-6

2.4本章小结-6

3 含油污泥与RDF单独燃烧实验-7

3.1含油污泥和RDF单独燃烧失重特性分析-7

3.2含油污泥和RDF单独燃烧产物FTIR分析-8

3.3含油污泥和RDF主要燃烧产物析出特性对比分析-9

3.4本章小结-10

4 含油污泥与RDF共燃烧实验-11

4.1含油污泥与RDF共燃烧失重特性分析-11

4.2共燃烧产物FTIR分析-13

4.3共燃烧主要燃烧产物析出特性分析-13

4.4本章小结-14

5 含油污泥与RDF共热解实验-15

5.1含油污泥与RDF共热解失重特性分析-15

5.2共热解产物FTIR分析-17

5.3共热解主要热解产物析出特性分析-18

5.3.1主要气相产物的析出特性-18

5.3.2气相污染物的析出特性-19

5.4本章小结-20

6 燃烧和热解反应动力学分析-21

6.1燃烧和热解反应动力学计算方法-21

6.2动力学计算结果-22

6.2.1燃烧动力学计算结果-22

6.2.2热解动力学计算结果-23

6.3燃烧和热解动力学比较-24

6.4本章小结-24

7 总结与展望-25

7.1总结-25

7.2展望-25

参考文献-27

致 谢-32