【摘 要】
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石油炼制过程中往往伴生大量固体废弃物,这些废弃物通常含有较多的石油类、重金属等有毒有害物质,长期堆存或处置不当会造成严重的环境风险。如何实现其无害化处理和资源化利用,已成为炼化企业可持续发展所必须解决的问题。本研究以废流化催化裂化催化剂(Spent Fluid Catalytic Cracking catalyst,s FCCc)和炼厂剩余活性污泥(Waste Activated Sludge,W
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石油炼制过程中往往伴生大量固体废弃物,这些废弃物通常含有较多的石油类、重金属等有毒有害物质,长期堆存或处置不当会造成严重的环境风险。如何实现其无害化处理和资源化利用,已成为炼化企业可持续发展所必须解决的问题。本研究以废流化催化裂化催化剂(Spent Fluid Catalytic Cracking catalyst,s FCCc)和炼厂剩余活性污泥(Waste Activated Sludge,WAS)为研究对象,通过联合催化热解方式,考察热解终温和s FCCc配比对WAS热解产物分布规律的影响。对WAS和s FCCc理化性质、热解产物组成和品质进行了综合性评价,并结合动力学分析,探索了催化热解过程中可能的反应机理。WAS干基中挥发分(60.75%)和含氧量(17.44%)相对较高,具有较高的能源回收价值。s FCCc中除硅铝骨架外,积聚在s FCCc中的金属氧化物(Al2O3、Fe2O3、Ca O等)为催化热解过程中挥发分的重整改性提供了活性成分。热重(TG)分析表明,WAS热解可分为4个阶段,并且与非催化热解相比,s FCCc表现出催化热解活性,热解低温段和高温段的平均反应活化能分别降低了12.93%和6.63%。WAS催化热解基本遵循碳正离子机理。增加热解终温和s FCCc均能明显提升污泥热解转化率,当温度从650℃升高到850℃时,不凝气收率从21.40%提高到24.82%,固相残渣产率降至最低44.48%。热解液产率在750℃时达到最大31.90%。在s FCCc和高温的协同作用下,随着s FCCc添加比例从1︰0(WAS︰s FCCc)增加到1︰1,作为潜在能源的热解油气总产率提升超过7%,固相残渣产率达到最小40.62%。s FCCc有效提高了热解油气品质。不凝气中H2含量由29.26%提升至38.35%;生物油中氢碳摩尔比增大,饱和烃增加并达到最大45.69%,胶质和沥青质含量显著降低,油品趋于轻质化。而且固相残渣具有催化臭氧氧化的性能,对炼化废水中难降解有机物表现出有效的矿化作用。本研究以“以废治废”策略,为炼化废弃物的资源化利用和减量化处理提供了切实可行的参考。
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