含油污泥低溫熱解處理與資源化回收利用分析

戴書劍 廖長君 梁家宇

在對含油污泥進行處理的過程中，可以采用低溫熱解技術。基于此點，文章從含油污泥的危害分析入手，論述了含油污泥低溫熱解處理與資源化回收利用。期望通過本文的研究能夠對含油污泥處理水平的提升有所幫助。

含油污泥;低熱熱解;資源化回收

近年來，國家對工業產業的扶持力度不斷加大，雖然這在一定程度上推動了經濟發展，但各種資源和能源的消耗量卻隨之激增，其中石油用量的增長幅度最為明顯。為滿足各行各業對石油的需求，原油的開采和加工量顯著增大。在原油開發和加工時，會產生大量的油泥，其約占原油產量的0.15-1.0%左右，含油污泥中除了含油類物質外，還含大量的有毒有害物質，如果處理不當，則會對環境和人體健康造成危害。同時，含油污泥中的油類物質可以回收再利用，因此，探尋一種有效的處理方法顯得尤為必要。低溫熱解技術的出現，給含油污泥處理提供了技術支撐。借此，下面就含油污泥低溫熱解處理與資源化回收利用展開分析探討。

含油污泥是一種多組分混合而成的物質，包括水、TPH（石油類碳氫化合物）、固體顆粒物、重金屬元素等，其常以油包水乳化物的形態存在，性質非常穩定。由于含油污泥當中所含的有毒物質濃度較高，若是處置不當，則會對環境造成危害。比如，含油污泥會破壞土壤的理化性質，進而導致土壤中的養分下降。含油污泥TPH中的多環芳烴，對包含人類在內的生物體具有遺傳毒性，并且TPH能夠在土壤當中不斷遷移，當滲入到地下水后，便會隨著地下水的流動，對水環境造成危害。含油污泥中大分子化合物的降解產物會在土壤表面滯留，若是出現降雨，在雨水沖刷的作用下，這些產物會流入附近的水體當中，進而引起水污染，淡水資源會隨之減少。綜上，含油污泥對環境的危害非常之大，因此，必須采取合理可行的方法，對其進行有效處理。

2.1低溫熱解的基本原理

低溫熱解歸屬于熱處理的范疇，是一種回收型技術，可用于含油污泥處理。該技術的基本原理如下：改變含油污泥的形態，使之變為氣固兩種相態的物質，再對其中的氣體進行冷凝分離后，使其轉化成氣液兩種相態，最終含油污泥會被轉化為氣、液、固三種相態，這樣便可對污泥中的水和TPH進行分離，進而達到處理和資源化回收利用的目的。實踐表明，采用低溫熱解技術對含油污泥進行處理，效率非常高，且二次污染小，但該技術前期投入的成本較大，從而限制了推廣應用。

2.2低溫熱解的處理過程

對含油污泥進行低溫熱解處理的具體過程如下：在50℃-180℃的條件下，對含油污泥進行干燥脫氣，然后在180℃-370℃的條件下，對含油污泥中的輕質油進行揮發析出，在370℃-500℃的條件下，對含油污泥中的重質油進行熱解析出，最后在600℃以上的條件下，完成礦物質分解。在低溫熱解反應時，加入適量的催化劑不但能夠降低反應溫度，而且還能提高油品回收率。

2.3資源回收率

在含油污泥低溫熱解處理中，資源回收率主要受反應溫度、反應時間、催化劑加入量等因素的影響。業內人士通過低溫熱解技術對含油污泥進行處理后，對得到的油品進行分析發現，經熱解處理回收的油品以柴油組分為主，熱值相對較高，能夠直接作為燃料油使用，但其品質要低于成品油。

2.4低溫熱解處理實例

為進一步驗證低溫熱解技術在含油污泥處理與資源回收中的效果，以某油田的罐底油泥作為研究對象，通過實驗的方法進行測試。為確保選取的試樣具有代表性，分別從罐底不同的部位對含油污泥樣品進行采集，共計采集三份試樣，按照順序進行編號。通過對三份試樣的含油率、含水率以及固體顆粒物含量進行測定后發現，三者之間差異非常小，為簡化實驗過程，從而三份試樣中選取一份進行低溫熱解實驗。

2.4.1低溫熱解處理

在本次實驗中，通過低溫熱解的方法，對采集到的含油污泥試樣進行處理，首先，用電子秤準確稱取200g的含油污泥樣品，加入到熱解反應器當中，同時向熱解反應器內加入催化劑，通過攪拌的方式，使樣品與催化劑均勻混合，隨后，在向反應器通入氮氣，時間控制在3min，并對反應器進行密封，經過密封之后的反應器能夠確保整個低溫熱解過程在無氧的環境下完成;對反應器進行加熱，達到預先設定好的溫度之后，反應一定的時間，在反應結束后，對回收油量和剩余殘渣的質量進行測定。

2.4.2影響低溫熱解反應的因素

（1）溫度。采用低溫熱解技術對含油污泥進行處理時，溫度不僅對整個反應過程具有直接影響，而且還與出油回收率有關。在本次實驗中，熱解反應持續時間為3h，當催化劑的投入量為2%時，分別選取三個溫度作為熱解反應的最終溫度，即250℃、300℃和350℃，對這三個溫度下，熱解反應后的油品回收率及殘渣進行觀察，結果如圖1所示。

從圖1中能夠清楚的看到，油品回收率隨溫度升高逐步增大，溫度為250℃時，含油污泥經過熱解反應后的油品回收率約為27.6%，當溫度升高至300℃后，油品的回收率大幅度提升，達到54.0%，當溫度從300℃增加至350℃時，油品的回收率小幅增長，達到58.1%。而殘渣在熱解溫度升高后，顯著減少，300℃時的殘渣量與350℃時的殘渣量所差不多，所以含油污泥低溫熱解處理的最佳反應溫度為300-350℃之間。

（2）時間。在對含油污泥進行低溫熱解的過程中，熱解反應時間對油品回收率具有一定的影響。將熱解溫度設定為350℃，投入2%的催化劑，不同反應時間下油品回收率如圖2所示。

從圖2中可以清楚的看到，反應時間為2h時，油品回收率為43.4%，當反應時間增加到3h后，油品的回收率大幅度提升，達到58.1%，反應時間增加至4h和5h后，油品回收率未發生過于明顯的變化。由此可見，采用低溫熱解技術對含油污泥進行處理時，3h為最佳的熱解反應時間。

（3）催化劑。在低溫熱解處理含油污泥的實驗中，催化劑的用量，對油品回收率具有一定的影響。以350℃作為低溫熱解的反應溫度，整個反應過程持續3h，觀察催化劑投入量對油品回收率的影響。結果表明，當催化劑投入量為1.5%時，油品回收率為39.8%，增加到2%后，油品的回收率為58.1%，增加至2.5%，油品回收率為58.3%，可見2%為最佳的催化劑投入量。

2.4.3低溫熱解產物

含油污泥試樣經過低溫熱解處理之后，得到油水混合物，對混合物進行油水分離后，得到熱解油，與原油相比，熱解油的密度和黏度都有所降低，且熱解油中的膠質和瀝青含量均為0。由此可見，含油污泥經低溫熱解處理后獲得的油品，其質量要明顯高于原油，具有較高的回收利用價值。除此之外，低溫熱解處理后剩余的殘渣熱值較高，介于煙煤和焦炭之間，這說明殘渣也具有一定的回收利用價值，通過對殘渣的回收利用，能夠減少二次污染的產生。

綜上所述，含油污泥如果處理不當，會對環境和人體健康造成一定的危害。為此，必須采取行之有效的方法，對含油污泥進行處理。低溫熱解作為一種回收型的處理技術，其在含油污泥處理中具有良好的應用效果，通過實驗的方法，對低溫熱解在含油污泥處理中的效果進行驗證，結果表明，當熱解反應溫度在300-350℃，反應時間在3h，催化劑投入量在2%時，可以達到理想的回收率。

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