油田含油污泥解脱附技术研究及其工程应用

1.本书针对含油污泥处理难度大的问题，梳理了国外的研究的先进技术，创新性地开发了国有的自主研发的含油污泥的试验，对于解决我国油田污泥的实际问题具有很强的意义，其在我国有较好的应用前景和推广价值。2.本书主要介绍了含油污泥解脱附机制、含油污泥热解以及含油污泥减量化等处理的实际的工程应用以及设计，反映了作者团队在油田多年工作积累的丰富含油污泥处理技术经验，具有一定的出版必要性。3.本书以应用为主，加深理论研究，内容丰富详实，多反映了现场的实际工艺，无论对油田污泥处理的科学研究，还是实际的含油污泥工艺设计以及现场应用都具有较强的参考价值。

油田含油污泥是被纳入《国家危险废物名录》的危险固体废物，其无害化、减量化、资源化处理是油田践行“绿色低碳”的发展理念、切实履行“绿色企业行动计划”的重要组成部分。本书是详细介绍含油污泥解脱附机制、含油污泥热解动力学以及热解技术和应用的著作，共分9章，主要介绍了含油污泥处理的重要性、处理技术的现状及发展趋势，含油污泥组成分析及其特性表征方法，含油污泥理化性质，含油污泥热洗技术，含油污泥超声处理技术，含油污泥热解脱附动力学及热解产物研究，含油污泥热解处理工艺参数数值仿真技术，热解脱附技术在国内外油田中的应用案例，含油污泥的“出路”和“归宿”初探。本书内容新颖、信息量大、理论体系脉络完整，写作严谨，具有较强的实用性，全面反映了我国含油污泥处理的现状与技术水平，可以作为从事油田含油污泥处理、固体废物处置等相关研究和工作人员的参考用书，也可作为环境科学与工程及相关专业的研究生以及高校教师的教学用书。

陈忠喜，大庆油田设计院有限公司，副总工程师，教授级高工，1985年7月毕业于长春地质学院水文地质专业；1996年1月获哈尔滨建筑大学环境工程专业工学硕士学位 ；2006年4月获哈尔滨工业大学环境工程专业工学博士学位。现任大庆油田设计院副总工程师。完成各类科研、设计项目达60多项。主编了国家标准《油田采出水处理设计规范》GB50428-2007。发表论文50余篇，主要集中在油田污水、污泥处理方面，具有多年的污水处理经验。

第1章绪论0011.1含油污泥处理的必要性0011.1.1含油污泥的定义、组成及性质0011.1.2含油污泥对油田生产的影响0021.1.3含油污泥对周边生态环境和人类的影响0021.1.4含油污泥处理的必要性和意义0031.2含油污泥的来源、性质以及行业现状0031.3国内外含油污泥污染控制标准现状0041.3.1国外的控制标准0041.3.2国内的控制标准0061.3.3国内标准差异性分析0071.4含油污泥处理方法及其特点0091.4.1溶剂萃取技术0091.4.2固化处理技术0101.4.3生物处理法0101.4.4调剖处理技术0111.4.5焚烧处理技术0111.4.6化学热洗技术0121.4.7热解处理技术0121.4.8不同处理方法的对比0121.5“双碳”下含油污泥未来技术和工程应用展望0131.5.1未来含油污泥处理技术和工程应用展望0131.5.2含油污泥资源化工程应用展望014第2章含油污泥组成分析及其特性表征方法0152.1含油污泥的组成及其特性表征0152.1.1含油污泥的含油量、含水率、含固率分析0152.1.2有机质0192.1.3重金属离子含量0202.1.4含油污泥pH值的测定0222.1.5油泥粒径分布特性0232.1.6污泥样品中油品的测定分析0232.1.7含油污泥中的挥发性物质0302.1.8含油污泥的有机与矿物组分分析0302.1.9含油污泥的生物毒性和毒理学分析0312.2含油污泥包裹脱附检测方法0362.2.1表观形态分析0362.2.2油泥微观形态分析0362.2.3油/水/泥界面特性分析（自由能、黏附力和铺展系数）0362.3含油污泥热解过程模拟和热解动力学分析0382.3.1含油污泥热解的热重分析方法0382.3.2Py-GC/MS分析0392.3.3Fluent软件传热模拟0392.3.4含油污泥热解动力学模型0412.3.5含油污泥热解过程能量平衡分析0442.4含油污泥热解产物的测定分析和材料学表征0452.4.1含油污泥热解油、气、残渣的分析0452.4.2总石油类化合物转化率、油品回收率、热解气转化率的分析0492.4.3热解产物的飞灰分析0492.4.4焙烧物的微观形貌特征和组成元素分析050第3章含油污泥理化性质研究0513.1含油污泥理化性质测试研究0523.1.1含油量、含油率、含水率和含固率0523.1.2pH值0523.1.3油品分析0533.1.4腐蚀性分析0533.2含油污泥毒理学分析0543.3含油污泥微生物多样性分析0553.3.1含油污泥样品微生物种群多样性和丰富度分析0563.3.2含油污泥样品微生物物种均匀度分析0563.3.3含油污泥样品微生物种群差异性分析0563.3.4含油污泥样品微生物群落组成分析0573.4油/水/泥界面研究0633.4.1油/水/泥界面接触角分析0633.4.2油/水/泥界面自由能分析0643.4.3油/水/泥界面黏附功分析0643.4.4油/水/泥界面铺展系数分析0653.5含油污泥包裹特性0663.5.1含油污泥包裹体粒径分析0663.5.2含油污泥包裹体元素分析0663.5.3含油污泥包裹体有机物组成分析0673.5.4含油污泥包裹体官能团分析0683.5.5含油污泥包裹体无机化合物分析068第4章含油污泥热洗技术研究0714.1热洗参数对含油污泥脱除的影响0714.1.1热洗温度对脱除的影响0714.1.2热洗时间对脱除的影响0774.1.3热洗搅拌速率对脱除的影响0824.1.4清洗剂对脱除的影响0874.2含油污泥热洗机理及热洗影响因素分析0914.2.1含油污泥热洗机理分析0914.2.2含油污泥热洗影响因素分析092第5章含油污泥超声处理技术研究0945.1超声频率对含油污泥脱除效能的研究0945.1.1超声频率对稠油型含油污泥脱除效能的研究0945.1.2超声频率对化学驱含油污泥脱除效能的研究0965.2超声功率对含油污泥脱除效能的研究0985.2.1超声功率对稠油型含油污泥脱除效能的研究0985.2.2超声功率对化学驱含油污泥脱除效能的研究1015.3超声温度对含油污泥脱除效能的研究1035.3.1超声温度对稠油型含油污泥脱除效能的研究1035.3.2超声温度对化学驱含油污泥脱除效能的研究1055.4超声时间对含油污泥脱除效能的研究1075.4.1超声时间对稠油型含油污泥脱除效能的研究1085.4.2超声时间对化学驱含油污泥脱除效能的研究1095.5清洗剂对含油污泥脱除效能的研究1125.5.1清洗剂对稠油型含油污泥脱除效能的研究1125.5.2清洗剂对化学驱含油污泥脱除效能的研究1145.6超声强化臭氧技术对含油污泥脱除效能的研究1165.6.1臭氧对稠油型含油污泥超声效能的研究1175.6.2臭氧对化学驱含油污泥超声效能的研究1195.7超声强化热洗除油效能的研究1215.7.1超声强化热洗处理稠油型含油污泥除油效能的研究1225.7.2超声强化热洗处理化学驱含油污泥除油效能的研究1225.8超声协同生物菌剂对含油污泥脱除效能的研究1235.8.1生物菌剂作用时间对超声协同生物菌剂处理稠油型含油污泥脱除效能的研究1245.8.2生物菌剂作用时间对超声协同生物菌剂处理化学驱含油污泥脱除效能的研究1265.9超声脱除机理及影响因素分析1295.9.1脱除机理分析1295.9.2影响因素分析130第6章含油污泥热解脱附动力学及热解产物研究1316.1热解反应机理1316.2含油污泥热重分析（TG）实验1326.3热解动力学模型构建1346.3.1热解动力学方程1346.3.2求解方法的选取1356.3.3热解TG模型1366.3.4热解TG模拟值与实验值的对比及误差分析1406.4含油污泥热解影响因素分析1416.4.1热解终温对热解产物产率分布的影响1416.4.2升温速率对热解产物产率分布的影响1426.4.3含油污泥含水率对热解产物产率分布的影响1436.4.4反应时间对热解产物产率分布的影响1436.4.5含油污泥热解处理过程的影响因素1446.5含油污泥热重实验1446.5.1热重分析1446.5.2升温速率对污泥失重的影响1466.6热解过程中小分子产物分析1486.6.1小质荷比（m/z）产物分析1486.6.2含硫产物分析1496.6.3与烃类有关产物的分析1506.7含油污泥在不同温度下的热解情况1506.7.1实验条件1506.7.2稠油型污泥在不同温度下的热解产物1506.7.3化学驱污泥在不同温度下的热解产物1636.7.4含油污泥的工业分析和元素分析170第7章含油污泥热解处理工艺参数数值仿真技术研究1727.1热解空间热流场模型构建1727.1.1控制方程1727.1.2湍流模型1757.2热解仿真计算方法研究1987.2.1控制方程的离散化1987.2.2N-S方程组求解的压力修正算法2057.3室内小型含油污泥热解设备流体模拟研究2107.3.1含油污泥热解室内实验2107.3.2实验装置及模型2147.3.3CFD模型的建立2147.3.4炉内温度模拟的结果与讨论2167.4热解空间热流场数值仿真研究2227.4.1热解几何模型构建与网格生成2227.4.2模拟仿真条件的设置2247.4.3几何参数对热解空间热流场分布的数值仿真及其结果分析2267.4.4非几何参数对热解空间热流场分布的数值仿真及其结果分析2297.5热解结焦数值仿真研究2307.5.1结焦黏附模型构建2307.5.2结焦的数值模型2337.5.3计算方法2347.5.4热解结焦数值仿真结果及分析2367.5.5结焦模拟结果与讨论2377.6热解炉最优运行参数仿真分析2397.6.1数值仿真的输入参数及边界条件2397.6.2无UDF热解炉数值仿真结果及分析2457.6.3有UDF热解炉数值仿真结果及分析249第8章热解脱附技术在国内外油田中的应用案例2608.1国外含油污泥热解技术2608.1.1美国2608.1.2法国2648.2大庆油田的热解工艺2658.2.1热解工艺介绍2658.2.2采油九厂含油污泥热解处理站工艺方案2698.3长庆油田热解工艺2878.3.1靖安油田现场工艺流程2878.3.2靖安油田现场试验数据2928.4辽河油田落地油泥热解处置工艺2948.4.1热解工艺介绍2948.4.2室内试验2978.4.3现场试验2978.5塔里木油田的热解工艺2988.6玉门油田的热解工艺2998.7延长油田的热解工艺299第9章含油污泥的“出路”和“归宿”初探3019.1含油污泥调剖剂的基础理论及调剖工艺研究3019.1.1含油污泥调剖剂的基础理论3019.1.2利南油区含油污泥调剖工艺研究3079.1.3辽河油田调剖工艺应用研究3179.1.4大庆油田调剖工艺研究3209.2热洗后的含油污泥制备环保油泥煤3239.2.1环保油泥煤介绍3239.2.2环保油泥煤制作的工艺流程3239.2.3环保油泥煤室内制作3239.2.4油泥煤的应用3259.3含油污泥陶粒的制备3269.3.1处理含油污泥，“变废为宝”形成“环保闭环”3269.3.2室内小试试验3279.3.3中试试验3279.3.4技术路线和方法327参考文献330附录含油污泥热解仿真计算质量损失速率UDF336