含油污泥熱解過程的反應(yīng)途徑

在含油污泥熱解過程中，內(nèi)部石油烴組分熱解的產(chǎn)物并不是直接從固相中脫離散逸，而會(huì)經(jīng)歷受熱、蒸發(fā)的過程，在這一過程中，熱解產(chǎn)物逐漸變?yōu)橛蜌饣旌蠚?，值得注意的是，相?duì)于蒸汽狀態(tài)，液相產(chǎn)物因自身較高的粘滯力會(huì)使得蒸汽逐漸在含油污泥固相顆粒內(nèi)部積聚，成核形成氣泡，氣泡會(huì)隨著溫度的升高而生長、合并，最終破裂開來，內(nèi)部積聚的蒸汽得以釋放。

隨著熱解終溫升高，含油污泥中石油類化合物轉(zhuǎn)化率逐漸升高，總轉(zhuǎn)化率從9.22%升高至65.03%，且轉(zhuǎn)化率上升趨勢(shì)逐漸變得緩慢。含油污泥熱解過程中油品的回收率隨著熱解終溫的升高，呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在500°C下油品回收率達(dá)到最大，為55.69%，而在600°C下油品回收率降低至53.90%，這是由于高溫油氣在高熱解終溫下發(fā)生二次裂解反應(yīng)，產(chǎn)生小分子不凝氣，氣態(tài)石油類化合物轉(zhuǎn)化率隨熱解終溫的升高始終呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)證實(shí)了這一現(xiàn)象的發(fā)生。

含油污泥熱解過程反應(yīng)途徑

可以將含油污泥熱解分為兩階段。首先，在較低溫度下，發(fā)生含油污泥內(nèi)部輕質(zhì)烴發(fā)生脫吸附過程。在此階段，部分輕質(zhì)烴從混合體系中直接解析并釋放出來。隨著溫度升高，石油烴組分開始發(fā)生裂解，此階段反應(yīng)十分復(fù)雜，包括長鏈脂肪族烴斷裂、支鏈裂解、多環(huán)烷烴開環(huán)等反應(yīng)。與此同時(shí)，石油烴裂解組分發(fā)生二次裂解反應(yīng)，生成短鏈烴或小分子氣體。據(jù)此繪制含油污泥熱解反應(yīng)途徑，如圖所示。由圖可知，含油污泥熱解是由大分子逐漸向小分子轉(zhuǎn)變的過程。初期主要以大分子物質(zhì)的破碎和斷裂過程為主，發(fā)生大分子物質(zhì)的脫烷基化反應(yīng)及碎片化反應(yīng)等，產(chǎn)物主要為長鏈碳?xì)浠衔?、多環(huán)烷烴以及少量雜環(huán)化合物。二階段熱解主要為長鏈碳?xì)浠衔锏纳疃攘呀夥磻?yīng)、多環(huán)芳烴的開環(huán)反應(yīng)以及環(huán)烷烴的芳香化反應(yīng)。含油污泥熱解過程具有一定隨機(jī)性，由于石油烴組分結(jié)構(gòu)成分復(fù)雜，在初期熱解過程中，也會(huì)有部分短鏈烴、芳香族化合物等二階段熱解產(chǎn)物直接生成。