超临界水氧化含油污泥技术研究

论文摘要

超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation,SCWO)是一种能够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术。大多数有机污染物和氧气都能够极好地溶解在超临界水(Supercritical Water,SCW)中,形成一个有机物氧化的良好环境。从而可以很好地将废物中所含的有机物用氧化剂分解成水、CO2等简单无害的小分子化合物。本文以过氧化氢作氧化剂,使用自行设计的实验装置,以实际油田含油污泥和模拟的含油污泥为研究对象,研究超临界水氧化法处理油田含油污泥。实验研究了反应温度、反应压力、反应停留时间、氧化剂量等因素对含油污泥中有机物去除率的影响,并且提出了以HCHO作共氧化剂、NaHCO3在低温时作催化剂来促进含油污泥中有机物去除率。并对超临界水氧化反应机理进行了讨论。实验结果表明:最佳反应温度420℃—440℃;最佳反应压力24MPa—30MPa;反应停留时间10min—15min;氧化剂过氧比,过氧化氢量与化学需求量之比为4—7;含油污泥量,污泥中所含有机物COD为2000mg/L—6000mg/L;最佳pH值为10。HCHO具有很好的共氧化作用,在反应温度440℃、反应压力24MPa、反应时间10min、氧化剂过氧比为4、初始油田含油污泥COD为2000mg/L、15mg/L共氧化剂HCHO条件下,油田含油污泥COD去除率达99.9%,最后出水COD<10mg/L。超临界水氧化含油污泥为自由基反应机理,反应中间产物为醋酸和一氧化碳。含油污泥的超临界水氧化反应经过醋酸、一氧化碳中间步骤,然后再进一步氧化分解为二氧化碳和水。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 含油污泥处理现状
• 1.1.1 含油污泥
• 1.1.2 含油污泥处理方法
• 1.2 超临界流体及其特殊性质
• 1.2.1 超临界流体
• 1.2.2 超临界流体的特性
• 1.3 超临界水氧化技术
• 1.3.1 超临界水的性质
• 1.3.2 超临界水氧化原理及途径
• 1.3.3 超临界水氧化技术的工艺及装置
• 1.3.4 超临界水氧化技术的主要特点
• 1.4 超临界水氧化法的研究进展
• 1.4.1 国内外对超临界水氧化法的研究
• 1.4.2 国内外对催化超临界水氧化技术的研究
• 1.5 影响SCWO 降解性能的主要因素
• 1.6 SCWO 技术的工程应用问题
• 第二章 实验部分
• 2.1 超临界水氧化系统的构建
• 2.1.1 超临界水氧化系统的构建
• 2.1.2 实验装置的安装和使用
• 2.1.3 实验装置的工作原理
• 2.2 实验仪器与试剂
• 2.3 实验方案
• 2.4 实验步骤
• 2.5 分析方法
• 2.5.1 油样、液态产物分析
• 2.5.2 气体产物分析
• 第三章 实验结果与分析
• 3.1 超临界水氧化处理模拟含油污泥
• 3.1.1 反应温度对模拟污泥COD 去除率的影响
• 3.1.2 反应停留时间对模拟污泥COD 去除率的影响
• 3.1.3 反应压力对模拟污泥COD 去除率的影响
• 3.1.4 氧化剂过氧比（n）对模拟污泥COD 去除率的影响
• 3.1.5 原油初始量对模拟污泥COD 去除率的影响
• 3.1.6 pH 值对模拟污泥COD 去除率的影响
• 3.1.7 甲醛对模拟污泥COD 去除率的影响
• 3对模拟污泥COD 去除率的影响'>3.1.8 NaHCO₃对模拟污泥COD 去除率的影响
• 3.2 超临界水氧化处理油田含油污泥
• 3.2.1 反应温度对油田污泥COD 去除率的影响
• 3.2.2 反应停留时间对油田污泥COD 去除率的影响
• 3.2.3 反应压力对油田污泥COD 去除率的影响
• 3.2.4 氧化剂过氧比（n）对油田污泥COD 去除率的影响
• 3.2.5 初始含油污泥量对油田污泥COD 去除率的影响
• 3.2.6 pH 值对油田污泥COD 去除率的影响
• 3.2.7 甲醛对油田污泥COD 去除率的影响
• 3.3 模拟含油污泥与实际油田含油污泥处理结果对比
• 3.4 中间产物分析
• 3.5 反应机理分析
• 3.6 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要