油页岩干馏固体废弃物无害化处理技术研究与应用

油页岩干馏后的固态副产品为油泥和废渣,油泥是危险废物,废渣产生量大,两者的后期处理均存在较大的难度。为保证油页岩产业的绿色发展,开展了干馏固体废弃物无害化处理技术研究。结果表明:通过快速固化成型及干馏提油技术、油-水-砂高效分离油泥处理技术,可实现油泥全部利用;通过多层防护的页岩干馏渣场零渗漏技术可保证废渣零污染储存,从而实现油页岩加工利用全过程高效清洁可控。

油页岩废渣对植物生长的影响及石灰改良效应

油页岩废渣因酸度高,养分含量低,并存在一定程度的铝毒和重金属污染等,使得植物很难在其中正常生长发育。通过盆栽实验方法,对红胶木、红荷木、香根草和百喜草等4种植物在油页岩废渣及石灰改良后的废渣中的生长状况进行了观测。结果表明,4种供试植物直接种植在废渣中均受严重胁迫,它们的生物量均急剧下降。与对照土壤相比,种植8个月后,红胶木的生物量下降了43·5%,红荷木下降了55·0%;草本植物降低的更多,百喜草为68·4%,香根草为88·6%。而在经过石灰改良的废渣中,4种植物的生物量较对照土壤相比,红胶木的生物总量不但没有降低,反而较对照增加了3·1%,显示该植物不再受酸性废渣的胁迫,而红荷木、百喜草和香根草的生物量分别下降了32·0%、31·1%和60·4%,表明,这3种植物均遭受一定程度的胁迫。总的来看,酸性胁迫与铝毒害有协同作用,石灰对油页岩废渣的改良效果较明显,但对不同的植物而言,改良效果又存较大差异。

油页岩CFB渣对水泥胶砂性能的影响

以燃烧油页岩发电过程中产生的油页岩CFB渣为水泥掺合料,在了解油页岩CFB渣特性的基础上,探讨了掺量、细度对水泥胶砂试样需水量、力学性能的影响。结果表明:油页岩CFB渣具有较大的比表面积,颗粒形态呈不规则状。油页岩CFB渣作为掺合料替代水泥制备的胶砂试样需水量增大,强度降低。当其平均粒径达到1.29μm时,可充分发挥其填充效应,替代20%水泥可超过纯水泥胶砂试样强度。

茂名地区油页岩、矿渣及水中有机成分分析

本文提出用毛细色谱法测定茂名地区油页岩、矿渣、废水以及周围井水中多环芳烃(PAH)的含量。实验结果表明油页岩、矿渣以及废水中PAH的含量较高,矿渣和废水中的PAH已经影响了附近的井水。

油页岩渣-矿渣碱胶凝材料的研究

研究了利用油页岩渣-矿渣制备碱胶凝材料的方法,讨论了油页岩渣-矿渣碱胶凝材料的强度、强度增进率和凝结时间及其主要影响因素,同时测试了油页岩渣的组成结构和活性指标,并对油页岩渣-矿渣碱胶凝材料的硬化产物与作用机理进行了分析.结果表明:油页岩渣-矿渣碱胶凝材料的硬化产物主要为无定形硅铝酸盐物质形成的网络结构,成分以Si,O为主,Ca,Al,Na次之;利用油页岩渣与矿渣复合可合理调整碱胶凝材料组成中Ca与(Si+Al)的比值(摩尔比),使之具有优良的抗压强度且减少碱激发剂用量.

系列富硅铝矿石水热晶化法合成纳米莫来石复相粉体的研究

分别以粉煤灰、煤矸石、红柱石千枚岩、油页岩渣等富硅铝矿石为原料,经过除杂、煅烧活化后,利用水热晶化法制备出纳米莫来石复相粉体。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线荧光光谱分析(EDX)和选区电子衍射(SAED)等手段研究了复相粉体的物相组成与显微结构,并用魔角旋转核磁(MAS^NMR)分析水热晶化反应机理。结果表明:经过一定温度煅烧活化后,当NaOH溶液浓度为2~3 mol/L、搅拌温度80~90℃、恒温3 h、液固比为10 mL/g时,上述四种原料均可制得以莫来石为主晶相的纳米复相粉体,其中以煤矸石、红柱石千枚岩、油页岩渣为原料制备的晶体均为结晶良好的柱状晶,平均长度分别为50、300和150 nm,平均长径比分别为4、3.5和3.75;以粉煤灰为原料制备的晶体主要呈现棒状、针状和纤维状,其棒状晶长度约30~80 nm、直径约4.5~30 nm。

利用油母页岩渣作水泥混合材的试验分析

本文通过试验，分析了油母页岩渣的性能，并研究了油母页岩渣作水泥混合材的掺量对水泥性能的影响．

中温处理铁尾矿、钢渣及油页岩渣胶凝性能实验

从抗压强度和安定性两方面测试了中温处理铁尾矿、钢渣及油页岩渣后物料的胶凝性能,利用XRD对中温处理后物料的物相组成进行了分析.实验结果表明,温度对强度的影响最大,其次是时间,添加油页岩渣的物料中温处理后的强度要较未添加油页岩渣的物料强度高;对于安定性来说,条件的改变影响不大;随着温度的升高,时间的延长,物料中游离的SiO2越来越少,C2S增多,同时铁铝酸盐及铝酸盐的峰增多增高;在添加油页岩渣的条件下,更多游离的SiO2参加反应而生成硅铝酸盐或硅酸盐,提高早期抗压强度的物相增多;在本实验条件下物料中生成的物相对安定性影响不大.

油页岩废渣陶粒的生产应用研究

我国油页岩远景储量巨大,随着石油和燃料价格的不断上涨,利用油页岩提取页岩油和发电效益可观。但在这一利用过程中会产生大量废渣,废渣不仅占用大量土地,同时也污染周边环境,这制约了油页岩的开发和利用。本项目利用油页岩发电及提取页岩油废渣生产新型建筑材料,所研制的轻质和超轻人造轻骨料——陶粒,质量达到国家标准要求,既利废又环保,同时为油页岩的开发和循环利用提供了有利条件,且具有填充、承重功能。利用油页岩废渣陶粒生产的新型建筑材料节能保温效果良好,对当前我国大力推进的节能减排意义重大。

油页岩渣综合利用研究进展

本文阐述了油页岩渣的产生及危害,在油页岩渣作为原材料制备水泥制品、烧制陶粒,以及吸附性沸石、分子筛和用作农业肥料等方面,对油页岩渣综合利用的研究进展进行了概述,并探讨了油页岩渣综合利用的未来发展方向。

燃用约旦油页岩循环流化床锅炉结渣沾污分析

约旦Attarat电站277 MW机组是世界上容量最大的纯燃油页岩循环流化床机组,为探究其运行过程中床层结渣、受热面积灰原因,通过试验明确床层结渣原因,并通过Factsage计算进一步验证;根据现场实际情况,分析了受热面积灰原因。结果表明:油页岩入炉粒度偏大或布风板流化不良,导致局部温度过高引起床层结渣,局部最高温度可达1150℃,此时液相质量占整个体系质量22%。此外,油页岩灰分高,锅炉飞灰在流经尾部对流受热面时,在热泳和惯性碰撞的共同作用导致受热面积灰严重。通过改善油页岩入炉粒径、更换合理结构的布风板、及时调整一次风量等措施可有效缓减结渣问题。通过更换效率更高的吹灰器、使用除灰剂等手段可有效解决锅炉受热面沾污问题。

改性油页岩灰渣处理近岸高盐度重金属废水的性能研究

高盐废水中若含有重金属元素,含盐重金属废水中成分复杂,重金属离子会与其发生反应,生成各种复杂的化合物,使废水中毒性成倍增加。作为一种重要的补充资源,油页岩的储量巨大且其开采量也巨大,产生的油页岩灰渣作为一种工业危险固体废物,因其疏松多孔和孔隙率高的特性,使其具有重要的利用价值。本文以吉林桦甸油页岩发电厂产生的油页岩灰渣作为主要原料,对其进行酸碱改性,得到酸或碱改性油页岩灰渣吸附剂,并研究了其吸附高盐度废水中Pb^(2+)重金属离子的性能。

多固废胶凝材料力学性能及水化机理研究

以油页岩渣、矿渣和锂渣为主要原料,制备多固废胶凝材料。研究锂渣掺量对胶砂试块力学性能的影响,并利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等分析油页岩渣-矿渣-锂渣碱胶凝材料的水化反应机理。结果表明,保持矿渣掺量不变,随着锂渣掺量的增加,胶砂试块各龄期抗压、抗折强度大致呈逐渐降低趋势,胶凝材料中较适宜的锂渣掺量为7%,此时胶砂试块28 d抗压强度可达到54.26MPa。油页岩渣-矿渣-锂渣碱胶凝材料的水化产物主要是水化硅铝酸钙(C-A-S-H)、水化硅酸钙(C-S-H)和水化硅铝酸钠(N-A-S-H)凝胶,多种水化产物相互交织,促进试块强度增长。

准东煤掺烧油页岩后矿物质的转化迁移

研究准东煤和油页岩混合燃料在100 MW锅炉燃烧过程中的矿物质演变规律,解决火力发电厂大比例和大规模掺烧准东煤引起的沾污和结渣问题。对现场试验收集的入炉煤、飞灰和炉渣样品进行化学分步萃取、XRD、灰成分等分析。结果表明,在100 MW机组锅炉燃用准东煤掺混15%油页岩的混合燃料,油页岩灰分中镶嵌或者包裹的可燃物燃烧后,炉渣将形成多孔和酥松形态,从炉渣的结构方面缓解准东煤引起的炉膛结渣问题。掺混15%油页岩后,燃烧过程中碱金属和碱土金属基本不挥发,炉渣中Na_2O、MgO、CaO和SO_3的含量较准东煤分别降低了2.07%、3.42%、15.08%和10.5%;飞灰中Na_2O、MgO、CaO和SO_3的含量也较准东煤明显下降。同时炉渣和飞灰中的钠主要为钠长石,钾在掺烧前后都以KAl_2(Si_3Al)O_(10)(OH)_2存在。在炉膛中碱土金属的碳酸盐和硫酸盐分解后,大部分转化为钙黄长石。油页岩通过降低碱金属和碱土金属含量及改变其存在形态,解决了准东煤引起的炉膛结渣和受热面沾污的问题。

准东煤掺烧油页岩试验研究

准东煤由于其高碱金属含量、高水分、易结焦等特性极大地限制了该煤种在电厂的使用,煤灰成分中高碱金属含量是造成锅炉结渣、沾污的最主要原因。油页岩由于硅、铝含量较高,其熔融特性温度较高。本文通过对准东煤、油页岩及其混煤的煤质特性、灰成分以及灰熔融特性进行试验分析,比较不同掺配比例混合燃料的沾污特性;并采用热重分析方法对其混合燃烧特性TG/DTG曲线对比分析,确定两者的最佳配比。然后结合现场掺烧试验,验证锅炉对掺配煤种的适应性。试验结果表明,利用油页岩中的高硅、铝成分可以提高准东煤的灰熔点,试验证实在准东煤中掺配15%的油页岩可以很好地解决锅炉结焦问题,从而为准东煤作为电厂的动力用煤开辟了新的应用前景。

油页岩提硅渣铝溶出实验研究

针对提取氧化硅后的油页岩灰渣,对改良碱石灰烧结法提取氧化铝过程中的铝溶出进行了实验研究,主要探讨了烧结温度、烧结时间、碱铝比及钙硅比对烧结熟料中的物相特点及铝溶出率的影响。运用X射线粉末衍射(XRD)对烧结熟料进行的物相分析结果显示,主要物相为铝酸钠(NaAlO2)和硅酸钙钠(Na2CaSiO4)。烧结实验结果表明,当烧结温度为1 150℃,保温时间为1.5 h,碱铝比为1.0,钙硅比为1.0时,烧结熟料中氧化铝的标准溶出率可达94%。

人工湿地基质油页岩灰渣对磷的吸附特性

选取广东茂名油页岩煅烧废渣作为人工湿地基质，研究了该基质的磷吸附特性。结果表明，Laagmuir方程和Fmadlich方程都能很好的拟合人工湿地基质对磷的吸附数量，其中Langrnuir等温吸附方程拟合效果更好，相关性达到0．989。通过正交试验可以得出，在低质量浓度（0-50mg／L）条件下，吸附量随着振荡时间的增加而增长，8h后增长趋势变缓；在初始质量浓度为50-100mg／L，温度为30℃条件下，振荡4h磷吸附效果最好；在高质量浓度（100—300mg/L）条件下，振荡频率越高、粒径越小、温度越高，磷吸附量也越多。

干馏渣替代煤矸石在预分解窑上的应用

油页岩低温干馏制取页岩油,其干馏产生的干馏渣和硅铝质原料(煤矸石)的化学成分相近并含有一定发热量。基于此,某新型干法生产线利用干馏渣替代部分硅铝质原料(烧煤矸石、黏土)用于水泥生料配料生产水泥熟料,介绍了其生产操作调整措施。实践证明,干馏渣替代部分硅铝质原料生产水泥是切实可行的,不仅能改善生料易烧性且价格低廉,降低了熟料煤耗和生产成本,具有广阔的市场应用前景。

页岩干馏后固体废物的利用途径

页岩废渣及尾矿是油页岩经低温干馏处理后的固体废弃物 ,不仅占用了大片土地 ,增加了运输负担 ,同时也对周围环境造成了环境污染。因此必须积极研究开发对废渣及尾矿的综合利用 ,以减少对环境造成的污染。随着节能、节地、利废的新型墙体材料的发展 ,粘土空心砖被停止使用 ,这就为页岩废渣及尾矿的利用提供了前提条件。检验结果表明

油基钻屑热解渣含油率测定方法的探讨

通过对国内外石油类测定方法的比较研究,并结合涪陵页岩气田油基钻屑热解渣的特点,筛选出了适宜于油基钻屑热解渣含油率测定的两种方法,分别是蒸馏法和红外分光光度法,为制定页岩气行业油基钻屑热解渣含油率的标准测定方法提供了研究思路。