頁巖氣油基巖屑熱解處置工藝過程
熱解技術(shù)的工作原理是將預(yù)熱之后的油基鉆屑輸送到熱解設(shè)備中,將其加熱至指定溫度,使油基鉆屑中的油份發(fā)生熱解反應(yīng)生成各類易揮發(fā)的小分子烴類物質(zhì),從而降低油基鉆屑中的含油量。并且烴類有機(jī)物熱解之后產(chǎn)生的油氣和剩余泥渣可以回收利用,不僅減少二次污染的形成,也實(shí)現(xiàn)了資源和能量的循環(huán)利用。油基鉆屑的熱解過程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程,雖然不同來源、不同組分的油基鉆屑在熱解過程中得到的熱解產(chǎn)物在特性上有所差別,但是熱解形成的初級產(chǎn)物以及形成最終產(chǎn)物的熱解機(jī)理是相同的。油基鉆屑的主要熱解過程如下表所示。
熱解溫度 | 主要反應(yīng) |
100-120℃ | 物理干燥過程,主要是吸收水分離,尚未出現(xiàn)可觀察的物質(zhì)分解 |
250℃以內(nèi) | 脫結(jié)合水、O2/S,產(chǎn)生CO2、H2S等物質(zhì) |
250-340℃ | 脂肪族化合物開始裂解,甲烷和其他輕質(zhì)碳?xì)浠衔锷?/td> |
380-400℃ | 含碳-氧及碳-氮化合物開始裂解 |
400-420℃ | 瀝青類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為熱解油和熱解焦油 |
600℃以內(nèi) | 瀝青類化合物裂解生成耐熱物質(zhì) |
600℃以上 | 系生成烯烴芳香族物質(zhì) |
油基鉆屑熱解產(chǎn)物中含有大量油氣,例如甲烷、乙烯、二氧化碳等不凝氣體,剩余泥渣主要是無機(jī)礦物質(zhì)和熱解固體殘?jiān)?。油基鉆屑中的重金屬富集在熱解固態(tài)殘?jiān)?,這大大降低了重金屬對環(huán)境的污染程度。區(qū)別于焚燒、氣化之類的其他熱化學(xué)過程,熱解是一個(gè)吸熱反應(yīng),這意味著熱解處理之后的產(chǎn)物擁有比原料更高的熱值,并且熱解過程必須外界提供能量或者消耗自身部分能量才能進(jìn)行。因此,對油基鉆屑進(jìn)行熱解處理不僅為化工等產(chǎn)品的深加工提供了可能,也為能量的利用、儲存和運(yùn)輸?shù)忍峁┝瞬豢商娲谋憷麠l件。
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