含油污泥热解析油异味物质解析及控制技术概述

随着我国经济及工业现代化高速发展,资源化综合利用已成为生产和发展的重要条件之一,对油泥的无害化处理的需求变得尤为迫切。油泥热解产生热解油中的挥发性物质的扩散不仅造成资源浪费,也会在空气中散发出难闻气味,所以油泥热解过程的异味控制技术显得尤为重要。该文综述了当下异味的检测手段以及异味处理技术的现状,梳理了其他一些新型的异味物质控制技术,并展望了异味物质控制技术的发展方向,为异味物质控制实现油泥绿色资源化利用提供理论依据。

电子制冷预浓缩-热解析-气相色谱质谱法测定废气中乙酸甲酯

建立了气袋采样、电子制冷预浓缩-热解析-气相色谱质谱法测定废气中乙酸甲酯的方法。本方法用具有高度化学惰性的氟聚合物薄膜气袋采集固定源废气中的样品,样品经预浓缩系统冷冻浓缩、热解析后,进入气相色谱进行分离,根据保留时间、质谱特征离子定性,用质谱检测器检测,内标法定量测定废气中乙酸甲酯。实验进样体积为200 mL时,检出限为0.1 nmol/mol,实验标准曲线相关系数在0.99以上;精密度范围在7%以内,加标回收率范围在85.4%—105%。

海上油基钻屑锤磨式热解析处理装置的工业化应用

锤磨式机械加热方式在处理效果、能耗、处理量方面具有综合优势,选定锤磨式热解析技术作为海上油基钻屑的处理技术。制定锤磨式热解析处理装置的技术路线,提出了装置工业化应用要求,介绍装置在加工制造过程中满足工业化应用的保障措施。装置陆续开展厂内、出海前陆地、海上平台3个阶段的试验,成功实现工业化应用。

热解析-气相色谱检测室内空气中TVOC方法的优化

本研究优化了室内空气中TVOC检测时制作标准物质管方式和气相色谱条件,实验采取液体进样器斜插入接触Tenax-TA管填料、通入流量为100 mL·min-1氮气、保持5 min方式制作标准物质管;色谱条件:升温程序为始温度50 ℃,保持5 min,以6 ℃·min-1升温到120 ℃,保持2 min,以20 ℃·min-1升温到300 ℃,保持8 min;检测器温度为320 ℃;柱流量为1.5 mL·min-1;载气为氮气;分流比为1:1。通过验证实验表明,方法优化后,程序升温时间为35.7分钟,各VOCs分离度均大于1.5,线性范围在50~2000 ng之间,相关系数(R2)在0.9990~0.9999之间,检出限(LOD)在0.008~0.313 ug/m3之间,定量限(LOQ)在0.032~1.252ug/m3之间,添加水平为50ng时加标回收率均在91.2%~115.7%之间。通过对比实验,与标准方法检测比较相对标准偏差(RSD)在3.6%以内,满足室内空气中TVOC检测要求,具有精准、高效、节约成本等优点。

固体吸附-热解析-气相色谱法测定室内空气中苯、甲苯、二甲苯浓度

参照GB/T 18883-2022《室内空气质量标准》附录C.1中的固体吸附-热解析-气相色谱法对室内空气中苯、甲苯、二甲苯进行研究测定,从标准曲线、检出限、精密度、回收率、准确度等五个方面进行分析。经实验验证,标准曲线线性相关性均能达到0.9999以上,当采样体积为5 L时,方法检出限在0.0002 mg/m^(3)内,定量限在0.0008 mg/m^(3)内,方法精密度和重复性好,回收率在91.8%~97.4%,准确度相对偏差控制在6.5%以内。可认为在特定浓度范围内,采用该方法测定苯、甲苯、二甲苯具有适用性和可操作性,检验结果准确可靠。

海上含油钻屑的热解析除油处理

采用间接加热的热解析技术对海上油田含油钻屑进行处理,考察了热解析处理的效果和影响因素。实验结果表明:在热解析主温度为410.0℃下对含油率为14.00%~23.60%(w)的钻屑进行热解析处理,处理后钻屑的石油烃含量低至0.07%;为达到处理后钻屑含油率低于1%的要求,处理速率最高可达2.47 t/h;回收油的主要烃类化合物组成与岩屑油一致,可用于泥浆复配;冷凝回收水的COD及石油类物质超标,处理后可作为循环冷却水的补充水;外排气体的污染物指标达到国家排放标准;该套实验装置处理含油率为14.00%~23.60%的钻屑,柴油消耗量小于15 L/t、电能消耗量小于9 k W·h/t。

热解析-固相微萃取-气相色谱法测定空气样品中挥发性有机化合物

建立了热解析-固相微萃取-气相色谱法测定空气样品中挥发性有机化合物的分析方法，并对色谱分离条件、玻璃针筒保存样品的稳定性、固相微萃取萃取纤维、萃取时间、色谱进样时间等条件进行了优化，9种挥发性有机化合物的峰面积与其质量浓度在所测范围内有较好的线性关系，相对标准偏差〈8．8％，检出限为0．05～0．75μg／100mL，满足实际空气样品测定需要。

热解析-气相色谱或气相色谱-质谱法分析大气可吸入颗粒物中的半挥发性有机化合物

研制了一种热解析装置,并与气相色谱或气相色谱-质谱联用,定性定量分析了大气可吸入颗粒物中的半挥发性有机物。装置为直热式加热,升温速率快；直接安装在色谱进样器上方,无需冷阱聚焦。将热解析装置与气相色谱联用,优化了样品承载体材质、热解析条件和进样模式,并用于16种多环芳烃和9种正构烷烃的检测。结果表明,热解析-气相色谱方法对多环芳烃和正构烷烃的检出限分别为0.014~0.093 ng和0.016~0.026 ng,线性相关系数大于0.9975；用于3个城市PM10中的痕量多环芳烃和正构烷烃的定量测定,回收率分别在95%~135%（多环芳烃）和95%~115%（正构烷烃）之间。将热解析装置与气相色谱-质谱联用,比较了3个城市7种粒径分布的PMx（x=10,5,2,1,0.5,0.25,0.1）中的多环芳烃和正构烷烃,结果表明,不同粒径颗粒物均含有正构烷烃和PAHs,但含量相差很大。

在线测量大气挥发性有机物的冷阱浓缩/热解析仪的研制

研制了一种只用-10℃低温的冷阱浓缩/热解析仪,用于大气中C2和C2以上挥发性有机物的在线检测。以碳分子筛TDX-01和石墨化炭黑为吸附剂,将大气挥发性有机物富集在吸附管内,通过对吸附管直接加热快速热解析后,样品随载气直接进入气相色谱仪进行分离分析,不需二级冷阱或者二次浓缩。对10种挥发性有机物的检测显示,测定结果的相对标准偏差均小于5%;线性相关系数均大于0.99;检出限为14×10-12～52×10-12(V/V)。相比与传统的采用液氮或者半导体制冷为冷源的热解析仪,本装置具有结构简单,体积小巧,功耗低等优点,适用于对大气痕量挥发性有机物的准确、快速分析。

锤磨热解析处理油基钻井液钻屑的效果评价

锤磨热解析是解决目前页岩气钻井过程中油基钻井液含油钻屑处理难题的新型环保技术,但国内对该技术的研究起步较晚,对其处理性能尚缺乏有效的评价手段和方法。为此,以处理效果、能耗以及处理量为评价指标,建立了含油钻屑锤磨热解析处理性能的评价体系,并在四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区某钻井平台建成了含油钻屑锤磨热解析处理站,开展含油钻屑锤磨热解析试验、建立系统能量平衡方程评价能耗、利用正交试验方法评价处理量,进而形成了一套评价含油钻屑锤磨热解析处理性能的方法。研究结果表明:(1)含油钻屑锤磨热解析处理性能评价体系准则——处理后固相残渣含油率小于1%、回收油含固率小于0.3%,系统热效率大于节能评价值88%、热利用率大于95%,锤磨热解析机单位功率处理量大于4.23×10-3 t/(h·k W);(2)在工作温度310℃、处理时间10 min的优化工况下,处理后的固相残渣含油率为0.88%,回收油含固率为0.28%,处理效果能满足环保标准;(3)锤磨热解析技术的热效率高达93.39%,热利用率高达98.82%,不仅处理含油钻屑效率高,而且节能降耗优势明显;(4)预处理含油钻屑以降低含水率可以显著提高处理量,而预热含油钻屑对于提高处理量的效果则不明显。结论认为,该研究成果为提高含油钻屑锤磨热解析处理性能提供了参考,并且利用回收油重配的油基钻井液能够满足现场钻井的要求,实现了油资源的有效再利用。

土壤和沉积物中苯系物的热解析气相色谱分析方法

通过热解析与气相色谱联用技术,系统研究了利用内标法测定土壤和沉积物中的苯系物(BTEX)的方法。结果表明,该方法操作简单,分析速度快,重现性好,检测下限低,适用于近地表油气地球化学勘探样品中BTEX的分析测试。确定了以4-溴氟苯为内标化合物的有效性,并测定了其与苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯单组分之间的质量-峰面积线性相关关系,相关系数全部在0.99以上。用实际土壤和海洋沉积物样品和人工合成样品考察了方法的重现性、回收率和检出限,均得到令人满意的结果,各单组分的检出限均不高于10 ng/g。

用于离子迁移率谱仪的快速热解析进样方法

热解析是用于离子迁移率谱仪(IMS)的液体和固体样品进样的重要手段,但在检测高沸点或易分解有机物时,存在易重新凝结或过热分解的问题。本研究建立了一种与IMS半透膜结合的热解析进样方法,设计了可快速加热的微型热解析装置,通过热子通电发热及热电偶测温实现对样品解析区域的升温控制,提高半透膜的进样效率。以低浓度三聚氰胺溶液为例进行了检测实验,分析了解析装置的加热特性及不同温度和升温速度下的IMS产物离子峰变化。结果表明,采用升温速率为76℃/s的脉冲加热至230℃的热解析方法,样品释放集中,通过半透膜时损失和污染少,保证了输出线性和较低的检出限(低于0.05ng)。

二次热解析-气相色谱法测定含氰废气中的氰化物

建立了以Tenax-TA吸附管为吸附剂,采用二次热解析-气相色谱联用技术测定相关含氰废气处理装置试样中丙烯腈、乙腈含量的方法,通过对热解析和色谱条件进行优化,使用标准试样测定了线性范围和工作曲线,考察了方法的精密度和准确度,并采用该方法对含氰废气中的丙烯腈、乙腈进行了测定。实验结果表明,丙烯腈、乙腈的质量浓度在各自配制的质量浓度范围内呈现良好的线性关系,相关系数为0.999 9。标样回收率在99%～104%之间,6次重复测定的相对标准偏差均小于3%,两种物质的热解析效率均高于98%,丙烯腈检出限为3.12×10^(-4) mg/m^3。该方法具有良好的准确性、精密度和灵敏度,能很好地适用于含氰废气检测。

热解析-气相色谱-质谱法测定塑胶跑道中35种挥发性有机化合物(VOCs)释放量的研究

建立了塑胶跑道中35种挥发性有机化合物(VOCs)的热解析-气相色谱-质谱法的检测方法。样品预平衡后,经环境舱释放并采集气体,用热解析-气相色谱-质谱法测定,标准曲线定量。35种挥发性有机化合物(VOCs)在0.01~1.0 mg/m^3浓度范围内线性良好,相关系数>0.99。当采样体积为5 L时,检出限为0.00001~0.0004 mg/m^3。在0.02、0.1和0.6 mg/m^33个浓度下,相对标准偏差(n=6)为1.6%~9.7%。方法可用于塑胶跑道中挥发性有机化合物(VOCs)的定性和定量检测,为研究其对人体可能产生的危害提供重要依据。

热解析低温等离子体电离源用于糯高粱中农药残留的快速筛查

本研究设计并搭建了一套热解析低温等离子体电离源(TD-LTP),与质谱联用实现了糯高粱中农药残留的快速和高灵敏检测。TD-LTP由热解析装置和低温等离子体放电源两部分组成,农药残留样品首先在热解析进样器内汽化,再由载气载带进入等离子体区域被电离。热解析进样器使LTP产生的气相等离子体与样品之间的气-固或气-液相互作用转变为气-气相互作用,大大提高了难挥发样品(如农药)的电离效率;电离源与质谱进样口之间采用同轴连接,提高了离子的利用率和传输效率。与传统的LTP电离源相比,TD-LTP电离源的灵敏度提高了8倍以上,稳定性提高了4倍。本研究对热解析低温等离子体电离源的各参数进行了优化,并与自制的矩形离子阱质谱相结合,研究了12种农药在该电离源下的特征离子。最后,将此电离源与商品化的三重四极杆质谱仪联用,对糯高粱样品中的12种农药残留进行了快速筛查,结果表明,本方法灵敏度高,可以满足食品安全国家标准规定的谷物中农药残留最大限量检测要求。

铒、钪膜中离子注入氦的热解析行为

采用热解析法初步研究了铒、钪膜中离子注入氦的热解析行为。研究结果表明:同种元素铒中离子注入氦的热释放峰位相同,但膜的致密性将影响氦的释放量,结构疏松的膜中存在的孔洞是氦的快速释放通道;在相同注入剂量和能量条件下,铒、钪膜中注入氦的热释放峰位不同,这可能与氦在铒、钪膜中的深度分布及膜的致密性有关,利用质子增强背散射法测量出能量为60keV的4 He+在铒、钪膜中的注入深度分别为210,308nm。

ACF-衍生采集-热解析-气相色谱法测定室内空气中甲醛

该文以活性碳纤维(ACF)为吸附载体,负载邻-五氟苄基羟胺(PFBHA)衍生剂,在采集空气样品的同时,使气态甲醛与PFBHA发生衍生反应,用直接热解析-毛细管气相色谱法测量室内空气中甲醛(HCHO)含量。在优化的实验条件下,得到以甲醛标准样品浓度和PFBHA-HCHO肟化合物色谱峰面积平均值绘制的标准曲线,回归系数R2为0.999 9,计算出的甲醛最小检测限为1.8 ng。由6次标准样品平行测量结果计算出PFBHA-HCHO色谱峰面积的相对标准偏差(RSD)为0.70%,甲醛含量的RSD为0.72%。研究表明:该方法准确度优于酚试剂分光光度法,在0.000 368～0.409 mg/m3范围内可准确测量室内空气中甲醛含量。

油基钻屑现场热解析处理技术现状及展望

深部石油勘探和页岩气、致密气等非常规油气开发过程中会产生大量的油基钻屑,热解析技术被认为是最有效的油基钻屑环保处理技术,也是实现油基钻屑废弃物资源化利用的有效途径。本文重点介绍油基钻屑现场热解析处理典型的先进技术、装置与应用情况;针对油基钻屑成分和组分性质复杂多变、热解化学反应过程复杂,热解析设备能耗高、热解温度不确定、进料物性不稳定、不均匀性等问题,建议开展油基钻屑复杂体系在移动床中动态连续热解的动力学及机理分析,建立动力学模型,明确不同组分油基钻屑的最优热解析工艺参数;建立技术经济效益、环境效益及可持续发展等评价体系和准则,为不同体系油基钻屑的高效低耗安全环保热解析现场随钻处理提供科学可靠依据和理论支撑。

Ti-Mo合金的氢化物热解析动力学研究

本文对不同钼含量的钛钼合金Ti(1-x)Mox(x=3,11,20,33,50,at%)氢化物的热解析动力学进行了研究,在高真空金属系统中测试了合金氢化物热解析量随时间的变化关系,应用反应速率分析方法计算了解析速率常数和表观活化能。研究结果发现,氢化物的热解析过程可用一级反应速率方程来描述,而氢原子在合金体相中的扩散是热解析过程的控速步骤。热解析表观活化能随Mo含量的增加而减小,说明氢化物的热稳定性随Mo含量的增加而降低。

热解析–气相色谱–质谱法测定汽车零部件及内饰材料中挥发性有机化合物

将待测材料直接放在热解析管中,用热脱附– 气相色谱– 质谱法对挥发性有机化合物的含量进行检测.经试验优化,热解析时间选择为30 min.在10-500 μg/mL 范围内,7 种苯系物的质量浓度与对应色谱峰面积线性相关,相关系数为0.998 3-0.999 6.方法的加标回收率为80.3%～98.1%,测定结果的相对标准偏差为3.37%～5.42%（n=7）.该方法具有操作简便、提取效率高和全自动化等优点,适用于汽车零部件及内饰材料中挥发性有机化合物的检测.