含油污泥,简称油泥,是在石油开采、储运、炼制过程中产生的危险废弃物,具有数量大、难处置、毒性高、回收价值高的特点。油泥污染问题已经成为石油应用领域的突出问题,治理工作势在必行。现阶段的油泥污染治理技术相对比较传统,比如固化/稳定化、生物降解、焚烧、热解等,都不能很好的兼顾无害化和资源化,对新型治理技术的探究迫在眉睫。阴燃作为一种缓慢的、低温的、无火焰的燃烧方式,可以最大程度上将热解的资源化和焚烧的无害化结合。同时,阴燃已被证实是一种处理高含水废物的有效机制,具有治理油泥的可能性。因此,本文开展了阴燃方法治理含油污泥的可行性探究及评价工作。本文首先介绍油泥样品的来源、基本物性参数以及预处理方法(预烘干和掺混);设计搭建了油泥阴燃实验台,并详细介绍每一部分的设计理念和功能作用;针对产物分析所涉及的检测设备(微量水分测定仪、自动量热仪、X射线荧光光谱仪、气相色谱仪、炼厂气分析仪以及紫外吸收烟气监测系统),全面的描述了功能、基本原理以及使用方法。通过正交实验,研究了初始含水率、物料配比(空心陶瓷柱与油泥的质量比)、空气流量、填充厚度4个参数对阴燃特性(点火温度、点火时间、阴燃传播的峰值温度以及传播时间)的影响。具体的研究内容和结论包括:(1)油泥经过预烘干和掺混后,在实验装置内可实现自维持阴燃,说明阴燃方法治理油泥是可行的;(2)初始含水率是影响阴燃是否成功的关键性因素,初始含水率的降低有利于提高油泥阴燃的产生和传播速率;(3)采用空心陶瓷柱与油泥掺混可提高油泥的透气性,有利于阴燃的进行;但过多的空心陶瓷柱配比会降低阴燃传播的稳定性,过少的配比将增加阴燃传播的时间;(4)适量的空气供给是保障油泥阴燃的重要条件,空气流量过低不利于提高阴燃传播速度;但过大的空气流量将使阴燃向有焰燃烧转化或者由于热量被迅速带走而熄火,且需要消耗更多的能量;(5)适当的增加油泥填充厚度有利于阴燃的传播,但传播过程的峰值温度是有上限的。对油泥阴燃产物进行了收集和分析,发现:(1)经过阴燃后反应器中剩余的固体残渣只占处置前油泥总质量的14.6%,就废弃物治理而言,实现了油泥的减量化;通过对尾气的冷凝,回收了油泥中36.1%的油分以及大量的水分,实现了油泥的资源化;(2)油泥处置前呈黑褐色、粘稠状,散发刺激性气味,经过阴燃后的固态残渣为砖红色固体颗粒,无刺激性气味。经XRF检测可知,残渣主要存在的Fe、Ca、A1、Mn、Ti等金属元素和Si非金属元素,多以氧化物形式存在,危害极低;经气相色谱检测可知,油泥中典型的污染成分石油烃(C10-C40)彻底消除;以上分析说明,利用阴燃技术处置油泥可达到无害化程度;(3)对阴燃尾气冷凝回收的油分,经气相色谱检测和热值分析,发现其成分与“黑柴油”类似,比煤油、柴油热值更高,预期经过一定的处理,具有资源化利用的可能;(4)经过紫外吸收烟气在线监测和炼厂气分析,发现阴燃尾气中的S02和NOx浓度较低,但是产生了部分H2、CO,以及大量的H2S,需要对尾气进行相应的净化处理。