油田含油污泥解脫附技術(shù)研究及其工程應用

第1章緒論001
1.1含油污泥處理的必要性001
1.1.1含油污泥的定義、組成及性質(zhì)001
1.1.2含油污泥對油田生產(chǎn)的影響002
1.1.3含油污泥對周邊生態(tài)環(huán)境和人類的影響002
1.1.4含油污泥處理的必要性和意義003
1.2含油污泥的來源、性質(zhì)以及行業(yè)現(xiàn)狀003
1.3國內(nèi)外含油污泥污染控制標準現(xiàn)狀004
1.3.1國外的控制標準004
1.3.2國內(nèi)的控制標準006
1.3.3國內(nèi)標準差異性分析007
1.4含油污泥處理方法及其特點009
1.4.1溶劑萃取技術(shù)009
1.4.2固化處理技術(shù)010
1.4.3生物處理法010
1.4.4調(diào)剖處理技術(shù)011
1.4.5焚燒處理技術(shù)011
1.4.6化學熱洗技術(shù)012
1.4.7熱解處理技術(shù)012
1.4.8不同處理方法的對比012
1.5“雙碳”下含油污泥未來技術(shù)和工程應用展望013
1.5.1未來含油污泥處理技術(shù)和工程應用展望013
1.5.2含油污泥資源化工程應用展望014
第2章含油污泥組成分析及其特性表征方法015
2.1含油污泥的組成及其特性表征015
2.1.1含油污泥的含油量、含水率、含固率分析015
2.1.2有機質(zhì)019
2.1.3重金屬離子含量020
2.1.4含油污泥pH值的測定022
2.1.5油泥粒徑分布特性023
2.1.6污泥樣品中油品的測定分析023
2.1.7含油污泥中的揮發(fā)性物質(zhì)030
2.1.8含油污泥的有機與礦物組分分析030
2.1.9含油污泥的生物毒性和毒理學分析031
2.2含油污泥包裹脫附檢測方法036
2.2.1表觀形態(tài)分析036
2.2.2油泥微觀形態(tài)分析036
2.2.3油/水/泥界面特性分析（自由能、黏附力和鋪展系數(shù)）036
2.3含油污泥熱解過程模擬和熱解動力學分析038
2.3.1含油污泥熱解的熱重分析方法038
2.3.2Py-GC/MS分析039
2.3.3Fluent軟件傳熱模擬039
2.3.4含油污泥熱解動力學模型041
2.3.5含油污泥熱解過程能量平衡分析044
2.4含油污泥熱解產(chǎn)物的測定分析和材料學表征045
2.4.1含油污泥熱解油、氣、殘渣的分析045
2.4.2總石油類化合物轉(zhuǎn)化率、油品回收率、熱解氣轉(zhuǎn)化率的分析049
2.4.3熱解產(chǎn)物的飛灰分析049
2.4.4焙燒物的微觀形貌特征和組成元素分析050
第3章含油污泥理化性質(zhì)研究051
3.1含油污泥理化性質(zhì)測試研究052
3.1.1含油量、含油率、含水率和含固率052
3.1.2pH值052
3.1.3油品分析053
3.1.4腐蝕性分析053
3.2含油污泥毒理學分析054
3.3含油污泥微生物多樣性分析055
3.3.1含油污泥樣品微生物種群多樣性和豐富度分析056
3.3.2含油污泥樣品微生物物種均勻度分析056
3.3.3含油污泥樣品微生物種群差異性分析056
3.3.4含油污泥樣品微生物群落組成分析057
3.4油/水/泥界面研究063
3.4.1油/水/泥界面接觸角分析063
3.4.2油/水/泥界面自由能分析064
3.4.3油/水/泥界面黏附功分析064
3.4.4油/水/泥界面鋪展系數(shù)分析065
3.5含油污泥包裹特性066
3.5.1含油污泥包裹體粒徑分析066
3.5.2含油污泥包裹體元素分析066
3.5.3含油污泥包裹體有機物組成分析067
3.5.4含油污泥包裹體官能團分析068
3.5.5含油污泥包裹體無機化合物分析068
第4章含油污泥熱洗技術(shù)研究071
4.1熱洗參數(shù)對含油污泥脫除的影響071
4.1.1熱洗溫度對脫除的影響071
4.1.2熱洗時間對脫除的影響077
4.1.3熱洗攪拌速率對脫除的影響082
4.1.4清洗劑對脫除的影響087
4.2含油污泥熱洗機理及熱洗影響因素分析091
4.2.1含油污泥熱洗機理分析091
4.2.2含油污泥熱洗影響因素分析092
第5章含油污泥超聲處理技術(shù)研究094
5.1超聲頻率對含油污泥脫除效能的研究094
5.1.1超聲頻率對稠油型含油污泥脫除效能的研究094
5.1.2超聲頻率對化學驅(qū)含油污泥脫除效能的研究096
5.2超聲功率對含油污泥脫除效能的研究098
5.2.1超聲功率對稠油型含油污泥脫除效能的研究098
5.2.2超聲功率對化學驅(qū)含油污泥脫除效能的研究101
5.3超聲溫度對含油污泥脫除效能的研究103
5.3.1超聲溫度對稠油型含油污泥脫除效能的研究103
5.3.2超聲溫度對化學驅(qū)含油污泥脫除效能的研究105
5.4超聲時間對含油污泥脫除效能的研究107
5.4.1超聲時間對稠油型含油污泥脫除效能的研究108
5.4.2超聲時間對化學驅(qū)含油污泥脫除效能的研究109
5.5清洗劑對含油污泥脫除效能的研究112
5.5.1清洗劑對稠油型含油污泥脫除效能的研究112
5.5.2清洗劑對化學驅(qū)含油污泥脫除效能的研究114
5.6超聲強化臭氧技術(shù)對含油污泥脫除效能的研究116
5.6.1臭氧對稠油型含油污泥超聲效能的研究117
5.6.2臭氧對化學驅(qū)含油污泥超聲效能的研究119
5.7超聲強化熱洗除油效能的研究121
5.7.1超聲強化熱洗處理稠油型含油污泥除油效能的研究122
5.7.2超聲強化熱洗處理化學驅(qū)含油污泥除油效能的研究122
5.8超聲協(xié)同生物菌劑對含油污泥脫除效能的研究123
5.8.1生物菌劑作用時間對超聲協(xié)同生物菌劑處理稠油型含油污泥脫除效能的研究124
5.8.2生物菌劑作用時間對超聲協(xié)同生物菌劑處理化學驅(qū)含油污泥脫除效能的研究126
5.9超聲脫除機理及影響因素分析129
5.9.1脫除機理分析129
5.9.2影響因素分析130
第6章含油污泥熱解脫附動力學及熱解產(chǎn)物研究131
6.1熱解反應機理131
6.2含油污泥熱重分析（TG）實驗132
6.3熱解動力學模型構(gòu)建134
6.3.1熱解動力學方程134
6.3.2求解方法的選取135
6.3.3熱解TG模型136
6.3.4熱解TG模擬值與實驗值的對比及誤差分析140
6.4含油污泥熱解影響因素分析141
6.4.1熱解終溫對熱解產(chǎn)物產(chǎn)率分布的影響141
6.4.2升溫速率對熱解產(chǎn)物產(chǎn)率分布的影響142
6.4.3含油污泥含水率對熱解產(chǎn)物產(chǎn)率分布的影響143
6.4.4反應時間對熱解產(chǎn)物產(chǎn)率分布的影響143
6.4.5含油污泥熱解處理過程的影響因素144
6.5含油污泥熱重實驗144
6.5.1熱重分析144
6.5.2升溫速率對污泥失重的影響146
6.6熱解過程中小分子產(chǎn)物分析148
6.6.1小質(zhì)荷比（m/z）產(chǎn)物分析148
6.6.2含硫產(chǎn)物分析149
6.6.3與烴類有關(guān)產(chǎn)物的分析150
6.7含油污泥在不同溫度下的熱解情況150
6.7.1實驗條件150
6.7.2稠油型污泥在不同溫度下的熱解產(chǎn)物150
6.7.3化學驅(qū)污泥在不同溫度下的熱解產(chǎn)物163
6.7.4含油污泥的工業(yè)分析和元素分析170
第7章含油污泥熱解處理工藝參數(shù)數(shù)值仿真技術(shù)研究172
7.1熱解空間熱流場模型構(gòu)建172
7.1.1控制方程172
7.1.2湍流模型175
7.2熱解仿真計算方法研究198
7.2.1控制方程的離散化198
7.2.2N-S方程組求解的壓力修正算法205
7.3室內(nèi)小型含油污泥熱解設(shè)備流體模擬研究210
7.3.1含油污泥熱解室內(nèi)實驗210
7.3.2實驗裝置及模型214
7.3.3CFD模型的建立214
7.3.4爐內(nèi)溫度模擬的結(jié)果與討論216
7.4熱解空間熱流場數(shù)值仿真研究222
7.4.1熱解幾何模型構(gòu)建與網(wǎng)格生成222
7.4.2模擬仿真條件的設(shè)置224
7.4.3幾何參數(shù)對熱解空間熱流場分布的數(shù)值仿真及其結(jié)果分析226
7.4.4非幾何參數(shù)對熱解空間熱流場分布的數(shù)值仿真及其結(jié)果分析229
7.5熱解結(jié)焦數(shù)值仿真研究230
7.5.1結(jié)焦黏附模型構(gòu)建230
7.5.2結(jié)焦的數(shù)值模型233
7.5.3計算方法234
7.5.4熱解結(jié)焦數(shù)值仿真結(jié)果及分析236
7.5.5結(jié)焦模擬結(jié)果與討論237
7.6熱解爐最優(yōu)運行參數(shù)仿真分析239
7.6.1數(shù)值仿真的輸入?yún)?shù)及邊界條件239
7.6.2無UDF熱解爐數(shù)值仿真結(jié)果及分析245
7.6.3有UDF熱解爐數(shù)值仿真結(jié)果及分析249
第8章熱解脫附技術(shù)在國內(nèi)外油田中的應用案例260
8.1國外含油污泥熱解技術(shù)260
8.1.1美國260
8.1.2法國264
8.2大慶油田的熱解工藝265
8.2.1熱解工藝介紹265
8.2.2采油九廠含油污泥熱解處理站工藝方案269
8.3長慶油田熱解工藝287
8.3.1靖安油田現(xiàn)場工藝流程287
8.3.2靖安油田現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)292
8.4遼河油田落地油泥熱解處置工藝294
8.4.1熱解工藝介紹294
8.4.2室內(nèi)試驗297
8.4.3現(xiàn)場試驗297
8.5塔里木油田的熱解工藝298
8.6玉門油田的熱解工藝299
8.7延長油田的熱解工藝299
第9章含油污泥的“出路”和“歸宿”初探301
9.1含油污泥調(diào)剖劑的基礎(chǔ)理論及調(diào)剖工藝研究301
9.1.1含油污泥調(diào)剖劑的基礎(chǔ)理論301
9.1.2利南油區(qū)含油污泥調(diào)剖工藝研究307
9.1.3遼河油田調(diào)剖工藝應用研究317
9.1.4大慶油田調(diào)剖工藝研究320
9.2熱洗后的含油污泥制備環(huán)保油泥煤323
9.2.1環(huán)保油泥煤介紹323
9.2.2環(huán)保油泥煤制作的工藝流程323
9.2.3環(huán)保油泥煤室內(nèi)制作323
9.2.4油泥煤的應用325
9.3含油污泥陶粒的制備326
9.3.1處理含油污泥，“變廢為寶”形成“環(huán)保閉環(huán)”326
9.3.2室內(nèi)小試試驗327
9.3.3中試試驗327
9.3.4技術(shù)路線和方法327
參考文獻330
附錄含油污泥熱解仿真計算質(zhì)量損失速率UDF336