油田含油污泥熱解技術(shù)及其應(yīng)用
本書以含油污泥為研究對(duì)象，系統(tǒng)地介紹了含油污泥熱解處理的技術(shù)原理及工藝，并歸納總結(jié)了其在環(huán)境污染治理與新能源回收開(kāi)發(fā)等方面的應(yīng)用。全書共8章，主要內(nèi)容包括緒論、含油污泥熱解技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及分析方法、國(guó)外油田熱解技術(shù)介紹、微波熱解技術(shù)及應(yīng)用、大慶油田含油固體廢棄物熱解工藝、長(zhǎng)慶油田含油污泥熱解試驗(yàn)、遼河油田含油污泥熱解試驗(yàn)、熱解脫附技術(shù)在油田中的應(yīng)用。
本書具有較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用性和針對(duì)性，可供從事油田含油污泥處理及資源化等的工程技術(shù)人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程、市政工程、生物工程及相關(guān)專業(yè)師生參閱。
馮英明，在大慶油田從事油田含油污泥、含油污水等處理的技術(shù)咨詢、工程設(shè)計(jì)、科研等方面的工作；2018年以“北京市人才引進(jìn)”方式調(diào)入中國(guó)昆侖工程有限公司；現(xiàn)任中國(guó)昆侖工程有限公司環(huán)境工程高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理。先后主持完成科研、設(shè)計(jì)項(xiàng)目30余項(xiàng)，技術(shù)方案30余項(xiàng)。獲省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)7項(xiàng)，局級(jí)科技獎(jiǎng)6項(xiàng)；擁有國(guó)家專利11項(xiàng)，其中發(fā)明專利5項(xiàng)；發(fā)表科技論文11篇（SCI文章1篇，EI文章1篇）。 其中《化學(xué)驅(qū)污泥處理與資源化利用技術(shù)》獲“中國(guó)石油工程建設(shè)協(xié)會(huì)”，科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)；《井下作業(yè)防護(hù)物及包裹油泥熱解析處理技術(shù)》獲“中國(guó)石油工程建設(shè)協(xié)會(huì)”，科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；《高難處理油泥分質(zhì)分類處理及資源化利用技術(shù)研究》獲“中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)”科技進(jìn)步獎(jiǎng)，三等獎(jiǎng)。
第1章緒論1
1.1含油污泥概述及其處理的必要性1
1.1.1含油污泥的定義、組成及性質(zhì)1
1.1.2含油污泥對(duì)油田生產(chǎn)的影響2
1.1.3含油污泥對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境和人體健康的影響2
1.1.4含油污泥處理的必要性和意義2
1.2含油污泥熱解處理研究的發(fā)展歷程3
1.2.1含油污泥熱處理技術(shù)的分類、定義及優(yōu)缺點(diǎn)3
1.2.2含油污泥的熱解技術(shù)5
1.2.3含油污泥熱解處理技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9
1.3熱解技術(shù)的國(guó)外研究進(jìn)展17
1.3.1含油污泥熱解實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展17
1.3.2含油污泥熱解技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)展17
1.4熱解的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展21
1.4.1含油污泥熱解實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展21
1.4.2含油污泥熱解技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)展24
1.5含油污泥熱解產(chǎn)生氣體的處置26
1.5.1含油污泥熱解的氣體產(chǎn)物26
1.5.2熱解以氣態(tài)產(chǎn)物為目標(biāo)的研究?jī)?yōu)化26
1.5.3含油污泥熱解氣體收集裝置28
1.5.4含油污泥熱解不凝氣凈化處理裝置29
1.6含油污泥熱解的固體的資源化32
1.6.1吸附劑的制備32
1.6.2催化劑的制備38
1.6.3絮凝劑的制備39
1.6.4制取富氫燃?xì)?9
1.6.5熱解殘?zhí)恐迫∪剂?0
1.6.6微波吸收劑的制備40
1.6.7橡膠填料劑41
1.6.8熱解殘?jiān)钠渌猛?1
1.7含油污泥熱解產(chǎn)物油的資源化利用41
1.8含油污泥熱解的不足及展望42
1.8.1熱解處理及設(shè)備相關(guān)理論問(wèn)題42
1.8.2熱解處理成本問(wèn)題42
1.9含油污泥處理新工藝42
1.9.1超聲波和芬頓反應(yīng)43
1.9.2水熱液化技術(shù)43
1.9.3濕式氧化法43
1.9.4燃料化技術(shù)44
1.9.5亞臨界流體萃取技術(shù)44
第2章含油污泥熱解技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及分析方法46
2.1含油污泥的組成及其特性表征46
2.1.1含油污泥的含油量、含水率、含固率分析46
2.1.2有機(jī)質(zhì)49
2.1.3重金屬離子含量50
2.1.4含油污泥pH值的測(cè)定52
2.1.5油泥粒徑分布特性53
2.1.6污泥樣品中油品的測(cè)定分析53
2.1.7含油污泥中的揮發(fā)性物質(zhì)56
2.1.8含油污泥中礦物與有機(jī)組分分析56
2.1.9含油污泥的生物毒性和毒理學(xué)分析57
2.2含油污泥處理標(biāo)準(zhǔn)62
2.2.1國(guó)外含油污泥處理標(biāo)準(zhǔn)62
2.2.2國(guó)內(nèi)含油污泥處理標(biāo)準(zhǔn)63
2.3含油污泥熱解產(chǎn)物的測(cè)定分析和材料學(xué)表征69
2.3.1含油污泥熱解油、氣、殘?jiān)姆治?9
2.3.2總石油類化合物轉(zhuǎn)化率、油品回收率、熱解氣轉(zhuǎn)化率的分析72
2.3.3熱解產(chǎn)物的飛灰分析73
2.3.4焙燒物的微觀形貌特征和組成元素分析73
2.4含油污泥熱解過(guò)程模擬和熱解動(dòng)力學(xué)分析73
2.4.1含油污泥熱解的熱重分析方法73
2.4.2Py-GC/MS分析74
2.4.3Fluent軟件傳熱模擬75
2.4.4含油污泥熱解動(dòng)力學(xué)模型77
2.4.5含油污泥熱解過(guò)程能量平衡分析80
第3章國(guó)內(nèi)外油田熱解技術(shù)介紹81
3.1含油污泥熱解預(yù)處理技術(shù)82
3.1.1荷蘭G-force CE bv公司的調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水技術(shù)82
3.1.2加拿大MG公司的APEX技術(shù)83
3.1.3西班牙的HSPU+離心技術(shù)83
3.2國(guó)外含油污泥熱解技術(shù)84
3.2.1美國(guó)84
3.2.2日本91
3.2.3韓國(guó)94
3.2.4德國(guó)98
3.2.5澳大利亞102
3.2.6西班牙103
3.2.7加拿大105
3.2.8其他歐洲國(guó)家106
3.3國(guó)內(nèi)含油污泥熱解設(shè)備112
3.3.1實(shí)驗(yàn)型裝置112
3.3.2工程應(yīng)用設(shè)備122
第4章微波熱解技術(shù)及應(yīng)用137
4.1污泥微波熱解機(jī)理及其研究現(xiàn)狀137
4.1.1微波技術(shù)基礎(chǔ)137
4.1.2微波加熱原理137
4.1.3物質(zhì)在微波場(chǎng)中的熱效應(yīng)137
4.1.4微波加熱特點(diǎn)138
4.2微波在污泥處理技術(shù)方面的研究進(jìn)展138
4.3實(shí)驗(yàn)材料與方法139
4.3.1實(shí)驗(yàn)方法139
4.3.2試驗(yàn)用的含油污泥特性139
4.4室內(nèi)試驗(yàn)139
4.5現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝條件優(yōu)化140
4.5.1熱解終溫對(duì)熱解處理效果的影響141
4.5.2微波熱解殘?jiān)募尤雽?duì)不同產(chǎn)物的影響141
4.5.3含油污泥微波熱解的液體產(chǎn)物中油類分析142
4.5.4熱解殘?jiān)艹鲋亟饘俳M分分析142
4.5.5微波熱解處理過(guò)程經(jīng)濟(jì)性核算142
4.5.6實(shí)驗(yàn)結(jié)論143
第5章大慶油田含油固體廢物熱解工藝144
5.1背景概述144
5.2熱解技術(shù)介紹145
5.2.1熱解反應(yīng)機(jī)理146
5.2.2熱解工藝及主要設(shè)備147
5.3油田含油廢棄物的組分分析149
5.3.1含油污泥及油基鉆屑的組分分離149
5.3.2含油污泥及油基鉆屑的理化特性分析152
5.3.3不同種類五彩布和藍(lán)旗布的組分分離163
5.3.4五彩布和藍(lán)旗布老化前后成分檢測(cè)166
5.3.5裹有油泥的五彩布和泥沙藍(lán)旗布成分檢測(cè)177
5.3.6結(jié)論182
5.4室內(nèi)試驗(yàn)研究183
5.4.1組成成分分析183
5.4.2真空旋轉(zhuǎn)管式熱解析試驗(yàn)裝置185
5.4.3室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果分析187
5.4.4室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)論192
5.5現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究193
5.5.1熱解析現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及工藝技術(shù)194
5.5.2處理標(biāo)準(zhǔn)及分析方法201
5.5.3試驗(yàn)結(jié)果分析204
5.5.4熱解產(chǎn)物性質(zhì)及用途216
5.5.5現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)論222
5.6應(yīng)用情況、效益分析與市場(chǎng)前景223
5.6.1應(yīng)用情況223
5.6.2效益分析223
5.6.3市場(chǎng)前景226
5.7展望和建議226
第6章長(zhǎng)慶油田含油污泥熱解試驗(yàn)228
6.1含油污泥的特性228
6.2熱脫附室內(nèi)試驗(yàn)229
6.2.1含油污泥室內(nèi)熱脫附裝置簡(jiǎn)介229
6.2.2熱脫附室內(nèi)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程229
6.2.3熱脫附室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)230
6.3高含蠟油污泥熱脫附現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)234
6.3.1熱脫附反應(yīng)設(shè)備的工藝流程234
6.3.2現(xiàn)場(chǎng)熱脫附工藝的設(shè)備功能234
6.3.3現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)235
6.3.4現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)236
6.3.5存在的問(wèn)題和改進(jìn)分析241
6.4靖安熱解析含油污泥處理站工程242
6.4.1含油污泥熱解析技術(shù)242
6.4.2含油污泥熱解析工藝流程243
6.4.3現(xiàn)場(chǎng)熱解析工藝的設(shè)備功能244
6.4.4現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)249
第7章遼河油田含油污泥熱解試驗(yàn)252
7.1遼河油田熱解法處理工藝研究252
7.1.1室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究252
7.1.2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)255
7.2遼河油田落地油泥熱解處置工藝266
7.2.1熱解工藝介紹266
7.2.2室內(nèi)實(shí)驗(yàn)268
7.2.3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)268
7.3遼河油田間接熱脫附處置工藝270
7.3.1間接熱脫附技術(shù)270
7.3.2熱脫附處理設(shè)備271
7.3.3工程應(yīng)用272
第8章熱解脫附技術(shù)在油田中的應(yīng)用273
8.1含油廢棄物熱相分離技術(shù)與工程應(yīng)用273
8.1.1熱相分離技術(shù)273
8.1.2工程應(yīng)用275
8.2大慶油田油基鉆屑及泥漿277
8.2.1處理的目標(biāo)含油污泥的特性277
8.2.2熱解處理實(shí)驗(yàn)工藝（室內(nèi)試驗(yàn)）278
8.2.3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)279
8.2.4熱解產(chǎn)物的分析281
8.3中石化西北油田分公司落地油泥處理283
8.3.1處理的目標(biāo)含油污泥的特性283
8.3.2工藝流程284
8.3.3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)285
8.3.4熱解產(chǎn)物的分析286
8.4大港油田含油污泥熱解試驗(yàn)287
8.4.1含油污泥室內(nèi)熱解試驗(yàn)287
8.4.2含油污泥現(xiàn)場(chǎng)小型熱解試驗(yàn)295
8.4.3含油污泥現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)299
8.5新疆油田含油污泥熱解試驗(yàn)305
8.5.1基本組成特征305
8.5.2室內(nèi)熱解處理效果305
8.5.3中試熱解處理實(shí)驗(yàn)306
參考文獻(xiàn)309
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