页岩气开发油基钻屑-酒糟共热解影响因素分析开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

油基钻屑是页岩气开发过程中所产生的一种固体废物,20世纪80年代以前,人们很少考虑钻屑的处理问题。到了20世纪80年代和90年代,随着全球环保意识的加强,油气工业及其监管者开始了解并重视钻屑对生态环境及人类健康潜在的影响。油基钻屑因其含有石油烃类、重金属和有机物等污染物,已被列入国家危险废弃物(编号HW08),若不经处理就直接排放,将会对周边生态环境造成严重危害,如有机物污染地表水和地下水资源,体现在水质COD值升高、色度升高;破坏土壤,对植物生长不利,甚至造成土壤无法返耕;重金属等有毒有害物质滞留土壤,影响植物的生长和微生物的繁殖,通过食物链的作用进入人体,危害人体健康等。油基钻屑已成为制约我国页岩气开发的主要环境问题之一。

目前,国内外页岩气油基钻屑多采用微生物法、固化法、萃取法、焚烧法和热解法等工艺处理。微生物处理法虽然效果较好,但存在处理周期长,占地面积大,且技术不够成熟等问题。焚烧法对原料的干度要求较高,当前干化法难以达到焚烧的干度要求,此外,焚烧法处理成本高且不能回收原油,造成资源浪费。溶剂萃取法回收油较彻底,但剩余污泥大,工艺较复杂,投资成本高。

酒糟是制酒过程中谷物发酵所产生的副产物,目前,我国制酒产业所产生的酒糟量大而集中,如果不及时加以处理,极易污染环境,并且生物质腐烂会使热值大大降低。目前酒糟主要用于家畜饲料和厌氧消化制取沼气,但是作为饲料利用可能使家畜出现中毒,制取沼气又存在成本高、二次污染等问题。酒糟富含丰富蛋白质和脂肪成分,是潜在的热解原料。因此,酒糟的高效利用对于资源开发和环境保护具有十分重要的意义。

针对以上现状,本次实验目的为探究油基钻屑和酒糟共热解能否产生协同作用,以达到油基钻屑无害化和酒糟资源化利用的效果。


目前,迫切需要针对油基钻屑特性的无害化和资源化处理技术,通过减小油基钻屑体积、降低毒性和阻止毒性扩散的处理处置技术思路实现油基钻屑无害化、资源化。目前国内外主要应用的 “末端处理处置”油基钻屑的技术包括: 热处理工艺、化学强化固液分离、生物修复、溶剂萃取等。其中,热处理工艺中的热解技术目前国外广泛用于油基钻屑、含油污泥处理处置,具有处置彻底、能完全实现无机化、减量减容效果好、能源回收率高等优点。

目前国内外对油基钻屑与酒糟共热解的报道较少,可以参考的是油基钻屑、油页岩或煤与生物质共热解的研究。黄思雨等对油基钻屑与生物质共热解特性进行了研究,得出了以下结论:①油基钻屑与单组分生物质热解效果随热解终温和终温时间的增加而增强、随升温速率的加快而减弱,氮气流量对热解过程影响不大;最佳热解工艺参数为热解温度 350 ℃、终温时间 60 min、升温速率 10 ℃/min、氮气流量 0.15 L/min. ②共热解可产生协同作用,当生物质与油基钻屑质量比分别为 3:7、7:3 时,热解灰渣含油量较理论值下降较为明显。

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