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含油污泥是油田开采和加工过程中的伴生品,是一种危险废弃物,在我国每年有近百万吨的含油污泥产量,到目前为止还没有成熟完善的处理安置方法。随着能源与环境形势的严峻,对含油污泥的资源化无害化处理已经成为一个迫在眉睫的问题,科学、有效地解决含油污泥处理难题对建设环境友好型、资源节约型油田企业及促进可持续发展的国民经济产生重要意义。
本文根据含油污泥处理现状与研究趋势,利用热分析的方法对含油污泥与煤混和热解过程进行了详细的实验和理论研究。对含油污泥混煤的热解特性进行了详细研究,分析了试样的混合比、升温速率等对热解初始温度、最大反应速率、热解综合特性指数等特性参数的影响,发现含油污泥与煤的混合热解相对于单一组分的热解有着更有利于实际应用的性能。文中将热解过程分为四个阶段,除去第一段脱水段后,对热解过程的另外三个阶段的反应进行了简化描述,并分析得到各阶段的反应机理方程,进而建立了含油污泥混煤热解的机理模型。然后通过求解模型得到了各阶段内部的平均活化能和频率因子,分析了混合比例与升温速率对化学动力学参数的影响,发现高温段混合热解的活化能较单一热解更低,发生协同作用。另外文中对含油污泥混煤热解过程建立了分布活化能模型,并运用Weibull分布理论和Miura积分法分别对模型进行求解,计算并分析了热解整体过程中化学动力学参数随转化率的分布曲线。然后对含油污泥混煤热解的动力学补偿效应进行分析。最后对含油污泥混煤热解的机理模型和DAEM模型进行比较后发现机理模型对热解曲线的预测准确率较高,但是只能得到各阶段内部的平均活化能;而DAEM模型可以得到整体反应的活化能分布曲线,但对热解曲线的预测较机理模型误差更大。