【摘要】 通过TG-IR技术分析含油污泥与麦草/花生秸秆/椰子壳的共热解特性，揭示添加剂比例对活化能、残渣率及气体产物的调控机制，提供油泥资源化与污染控制解决方案

背景与意义

石油能源产业链产生的含油污泥（OS）造成严重环境污染。本研究采用热重红外联用技术（TG-IR）​，系统性分析含油污泥与农作物（麦草WS/花生秸秆PS/椰子壳CS）的共热解特性。通过生物质协同处理实现双重目标：提升OS资源化利用率，同时消纳农业废弃物。

 

实验方法

在99.99%高纯氮气氛围下（流速50ml/min），使用TG/DTA6300热重仪与FTIR光谱仪联用：

  • 样品制备：OS分别与WS（20%/30%/40%）、PS（20%/30%/40%）、CS（30%/40%/50%）混合
  • 程序升温：30-700℃（20℃/min升温速率）
  • 气体监测：实时采集FTIR光谱数据
  • 重复性：所有实验重复2-3次验证结果可靠性

 

热解特性对比

四组样品独立热解TG/DTG曲线揭示关键差异：

图1四种样品的a-TG和b-DTG曲线

 

1.OS单独热解

  • 主失重段：200-500℃（烷烃分解峰460℃/8.42%/min）
  • 高温段（>500℃）失重率骤降至1.18%/min

2.​添加剂特性

  • WS/PS/CS主失重段集中于200-400℃
  • 最大失重率：CS（12.03%/min）>WS（11.38%/min）>PS（8.77%/min）

 

共热解协同效应

当添加比例优化（WS40%/PS40%/CS50%）时：

✅ ​活化能降低：表观活化能显著下降

✅ ​残渣减量：WS/PS促进充分热解，固相残留减少18-25%

✅ ​气体产物调控：

  • CH₄/CO生成量降低12-30%
  • CO₂释放量增加（生物质含氧官能团贡献）
    ✅ ​污染控制：CS共热解生成活性炭，可吸附NOx/SOx等污染物

 

结论价值

TG-IR数据证实农作物添加通过三阶段协同机制​（挥发性释放→腐殖酸分解→重质烃裂解）改善OS热解效率。该技术为含油污泥资源化与农业废弃物处置提供新路径，符合生物质能源转化与污染控制双重需求。

 

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