Файл: Журнал управления окружающей средой 305 (2022) 114428 Списки содержания доступны на сайте ScienceDirect.pdf

Журнал управления окружающей средой 305 (2022) 114428
Списки содержания доступны на сайте ScienceDirect
Журнал экологического менеджмента домашняя страница журнала: www.elsevier.com/locate/jenvman
ОбзорРекуперация материалов и энергии из нефтешламов,
удаленных из сырой нефтиРезервуары(днища):Обзор технологий
Сабрина Яэль Хохберг а
, б
, Беррин Тансел а
, б
,
*
, Шонали Лаха а
, б
aDepartment ofCivilandEnvironmentalEngineering, Международный университет Флориды, Майами, Флорида, США
bFloridaInternationalUniversity,CivilandEnvironmentalEngineeringDepartment,10555WestFlaglerStreet,EngineeringCenter,Miami,FL,33174,USA
СТАТЬЯИНФО
АННОТАЦИЯ
Ключевые слова:
Шлам и твердые частицы, накапливающиеся в резервуарах для хранения сырой нефти (упомянутые на дне резервуара), уменьшают объем резервуара и
Нефтехранилище требует периодического удаления и утилизации.
Нефтешлам токсичность отходов и снижение потенциального воздействия на окружающую среду. В обзоре сравниваются альтернативные технологии днища для экономичного и экологически выгодного обращения с нефтешламами для извлечения углеводородовпеска
Солнечный пиролиз энергия с рекуперацией нефти и без нее. Варианты управления с рекуперацией нефти включают экстракцию растворителем,
добыча нефти центрифугирование, извлечение ПАВ из масла и пиролиз.сбраживания и анаэробного совместного сбраживания.
Выбор подходящей технологии зависит от характеристикнефтешлама, мощность очистки, а также затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание. Эффективная очистка может включатьинтеграция различных технологий для извлечения различных фракций нефти и снижения энергозатрат.Технологии, использующие возобновляемую энергию (например, солнечный пиролиз), могут компенсировать высокие энергетические потребности пиролиза.процесс при восстановлении товарной продукции.
1.
Введение
или промывочные жидкости, маслянистый шлам образует нестабильную нефтяную эмульсию углеводороды (PHC или нефть), вода, металлы и твердые частицы (
Кур-
А
средний размер
Очистительный завод
(обработка между
12 000 м3 / сутки а также anchieetal., 2017
), поэтому сложно обрабатывать промывные воды
15 000 м3/день сырой нефти) производит около 30 000 тонн фольгированного шлама в год традиционные процессы водоподготовки.
год. Нефтешламы, образующиеся на НПЗ, включают резервуар для хранения нефти стала вызывать растущую озабоченность не только потенциальной шлам, шлам от процессов биологической очистки и растворенный воздух ментальное воздействие, но и в связи с расходами, которые промышленность несет за утилизацию флотация(DAF)scumasshownin Table1
( daSilvaetal
.,2012
;
Motevali,
остатка. Осадок, образующийся в результате процессов промывки, может быть
2020
; Лю и др., 2019).
цессируется в установке термического крекинга. Однако шлам может содержать
Масло промышленность использует резервуары для хранения другой этапы сырой масло уровни металлов, которые могут ухудшить качество кокса (
MinEMPeru,
обращение и обработка.Остатки, собранные в резервуарах для хранения
2010
).Обычные варианты утилизации нефтешлама (например, земледелие и упоминается днище резервуара, или резервуары шлама ( рис.1
).
захоронение), имеют высокие затраты и представляют значительный экологический риск.
отложения накапливаются в резервуарах и содержат тяжелые фракции нефти и
Остаточные углеводороды могут быть восстановлены после промывки резервуара.
другие загрязняющие вещества, такие как полициклические ароматические углеводороды и тяжелые днища. Однако после промывки маслянистого шлама все еще остается металлы (
Huetal., 2013
) . Дно масляного бака уменьшает доступный объем
(содержит мелкодисперсные частицы отложений и углеводороды), которые необходимо для хранения, поэтому их периодически удаляют (водой и управляемый.
моющие средства). Удаленные отложения могут быть утилизированы для
Процессы извлечения углеводородов или энергии из нефтяных восстанавливать углеводороды. Промывочная вода, образующаяся во время ил обеспечивает преимущества из добавление ценность к
а материал что является
Очистка содержит воду, отложения, песок, жиры, масла, масла, органические соединения.
считаются ненужными и уменьшают количество материала, которое требуется фунтов и неорганических веществ, таких как металлы (
Puccietal., 2015
).
утилизация.Стратегии обращения с нефтешламом с положительными результатами
Существует несколько способов очистки днища бака, например:
можно разделить на: 1.технологии с добычей нефти и 2.технологии- стирка моющими средствами и горячей водой. При стирке моющими средствами
Технологии рекуперации энергии без рекуперации нефти. Альтернативы с
* Автор, ответственный за переписку. Департамент гражданской инженерии по охране окружающей среды, Международный университет
Флориды, Майами, Флорида, США.Электронный адрес: tanselb@fiu.edu
(Б.Тансел).
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.114428
Получено 2 апреля 2021 г.; получено в исправленном виде 30 декабря 2021 г.;
принято 1 января 2022 г.Доступно онлайн6 января 2022
г.0301-4797/©2022ElsevierLtd.Все права защищены.


SYHochbergetal.
Журнал управления окружающей средой 305 (2022) 114428
Таблица 1
Таблица4
Виды фольгированных шламов, образующихся в процессах нефтепереработки и первичных
Углеводороды, обнаруженные в отложениях, извлеченных из резервуаров для хранения сырой нефти источники.
(
Puccietal., 2015
).
Типы фольги
Основные источники
Углеводороды (н-
Концентрация
Углеводороды
Концентрация
Маслянистый шлам с моющими средствами или
Оборудованиеочистка
Алканы)
(частей на миллион)
(ПАУ)
(частей на миллион)
моющие средства
С13 21.167 2-
17.351
очистка нефтешлама
Масловодяные сепараторы, флотационные резервуары и метилнафталин операции флокуляторы
С14 192.681
аценафтилен
31.65
Тяжелонефтяные отложения
Днища резервуаров из резервуаров для хранения сырой нефти
Q15 466.232
аценафтилен
19.096
и темные нефтепродукты (горючие масла,
С16 514.107
Фенантрен
179.963
нефть асфальт цемент и смазочные материалы)
С17 1486.56
антрацен
166.027
С18 288.177
Флуорантен
335.107
С19 624.138
Бензоантрацен
233.597
С20 377.095
Хрисен
282.962
С21 327.058
Всего ПАУ
1265.753
С22 513.235
С23 623.938
С24 434.236
С25 404.857
С26 515.291
Всего алканов
6788.772
Всего (н-алканыþПАУ)
8054.525
нефтешлам содержит около 60 % нефти, 25 % влаги и 15 % твердых веществ(
Al-Futaisietal., 2007
) . Твердые вещества могут содержать металлы, которые выделяются изсырой нефти при хранении. Большинство металлов опасны как длячеловека и окружающей среды. Типичные концентрации металлов в нечистотах шлам показан в таблице 2
(
AmericanPetroleumInstitute(API)
Envi-
Рисунок 1. Схема резервуара для хранения сырой нефти.
ronmentalGuidanceDocument , 1989
).
нефтешлам будет варьироваться от одного нефтеперерабатывающего завода к другому в зависимости от типа
Таблица 2
рафинированной нефти, источник сырой нефти, схема переработки и оборудование
Типичные концентрации металлошламов (американский
(
Guoetal., 2011
),металлические шламы, как правило, включают свинец, никель,
Нефтяной институт (АПИ), 1989 г.).
цинк, хром и медь. Обычно маслянистая фаза шлама имеетвысокая концентрация ароматических углеводородов (25–40%), насыщенная гидро-
Металл
Концентрация (мг/кг)
дрокарбоны
(40–60%), смолы
(10–15%), и асфальтены
(10–15%)
Цинк
7–80
Вести
0.001–0.12
(
Спейт, 2014
).
В таблице 3 представлены состав и характеристики tankbottomsofttheoilindustry,GulfofSanJorge,допромывка(
Pucci
Медь
32–120
никель
17–25
и др., 2013
).
Хром
27–80
Ил содержит значительное количество воды, что увеличиваетобъем, подлежащий удалению. Кроме того, остаточная вода в извлеченныхмасло снижает свою теплотворную способность (
Motevali, 2020
).
В таблице 4 представлены начальные
Таблица3
концентрация углеводородов, определенная методом газовой хроматографии (ГХ) в
Состав и характеристики дна бака
Нефтяная промышленностьпосле эти размеры удалены со дна бака (
Puccietal., 2015
).
стирка,GulfofSanJorge(
Puccietal.,2013
).
тяжелые масла можно расщеплять до более легких масел, таких как керосин, бензин и
Параметр
Ценность
Параметр
Ценность дизельное топливо для повышения ценности и уменьшения количества отходов, подлежащих утилизации.
рН
7.96
Задержка воды(%)
39
3.
Технологии обработки нефтешламов
Кл
(частей на миллион)
1210.8
Реальная плотность (г/см3)
1.76
Са+2(ч/млн)
384.4
Насыпная плотность (г/см3)
0.9
Мг+2(ч/млн)
155.1
Пористость
0.48
Нефтешлам – это твердые отходы, требующие
CO2 (частей на миллион)
0
Органическая материя(%)
34 3
метод старения (
Motevali, 2020
).
ХСО
(частей на миллион)
0.1
Неорганическое вещество (%)
66 3
мент метод а также утилизация стратегия зависит от на в
физический а также
НЕТ
(частей на миллион)
0.6
Проводимость (мкСм/см)
1558 2
НЕТ
(частей на миллион)
5.9
Влажность(%)
7.04
химические свойства осадка, нормативные требования и производительность
3
NH+(ч/млн)
<0,1
HCSoxhlet(%)
5.05 4
недоступных средств (
Huetal., 2013
) . Используемый метод лечения
PO3 (частей на миллион)
<1,5
Песок(%)
72.4 4
должны быть эффективными в снижении объема шлама,
SO2 (частей на миллион)
2099
Суглинок (%)
4.7 4
(в качестве топлива), отделение воды и безопасная утилизация невосстановимых
Fe+2 (ч/млн)
0.78
Глина(%)
22.9
материалов и остатков(
Kwonetal., 2015
).Нефтешламы , накапливающиеся вРезервуарами можно управлять для извлечения нефтяных фракций или энергии.
масло восстановление включают растворитель добыча,
центрифугирование,
поверхностно-активное вещество повышенная нефтеотдача и пиролиз.
3.1.
Технологии с добычей нефти покрытие, но с рекуперацией энергии, включая сжигание и анаэробныепищеварение.
Масло восстановление fromtankbottomscan быть как экономически а также экологически благоприятный вариант управления в виде некоторых масляных фракций
2.
Характеристики шлама на днище резервуара
восстановленное можно использовать как добавку к топливу (
Huetal., 2013
).В настоящее время сепарированная вода может быть очищена (через обычные сточные воды)
Сырая нефть оседает в резервуарах для хранения и разделяется на более тяжелые и процессы водоподготовки или установки по очистке сточных вод) или повторно используются.
более легкие нефтяные углеводороды. Более тяжелые углеводороды оседают вместе с
Извлеченные твердые частицы могут быть использованы в качестве строительных материалов для дорог.
вода и твердые частицы песка и смеси, которые остаются в хранилище рудных насыпей, что значительно снижает общее количество отходов до дно резервуара называется нефтешламом (
Huetal., 2013
).
Технологии нефтеотдачи с разделением нефтяных фракций
2

SYHochbergetal.
Журнал управления окружающей средой 305 (2022) 114428
Таблица5
частицы нефтешлама (
Motevali, 2020
;
Linetal., 2017
). Центростремительный силы заставляют вещества с более высокой плотностью разделяться в радиальном направлении.
Сравнение свойств дизельного топлива путем перегонки восстановленной нефти (об- задержан по
4:1MEKэкстракция) с коммерческим дизельное топливо(
Зубайдан и
С другой стороны, нефть и вода будут иметь тенденцию всплывать (
Тайво и Отолорин,
Абуэльнаср, 2010
).
2016 г.).Три отдельные фазы будут формировать твердые тела, воду и нефтяные газы.
Имущество
Дизель из восстановленной нефти
Коммерческийdieselfuel на рис.2 в(
Женгетал.,2017
).
Центрифуги могут нуждаться в нагревателях или химикатах для улучшения разделения.
Specificgravityat15◦C
0.832 0.848
эффективности (MinEMPeru, 2010.)
Hassanzadehetal. (2018) сообщил, что
Углеродный остаток (вес.%)
0.093 0.042
разделение было улучшено при добавлении таких добавок, как хлорид железа, железосодержащие
Зольность (вес.%)
0.048 0.043
Содержание воды ноль ноль сульфат и поверхностно-активное вещество использовались в дополнение к применению тепла.
Содержание серы (вес.%)
1.454 0.151
согласуется с наблюдениями Мотевали
(2020) , который сообщил, что
Точка воспламенения (◦C)
62 81.2
предварительный нагрев и использование химикатов повысили теплотворную способность
Вязкость (сСт) при 37,8 ◦ C
3.45 5.02
Теплота сгорания (кДж/кг)
44,900 44,900
восстановленное топливо на 23% по сравнению с сырым шламом, и что
Дизельный индекс
64 57.9
количество материалов, отправленных на утилизацию, уменьшилось на 70%.
Huangetal. (2014) сообщил о 82% извлечении нефти и воды и 51% твердых частиц.
извлечение шлама из нижних резервуаров центрифугированием с подогревом либо в жидкой, либо в газообразной форме. К ним относятся экстракция растворителем,
и никакое химическое использование. Тем не менее, три потока, полученные из центрифугирование, поверхностно-активное вещество, повышающее извлечение нефти, и пиролиз.
процесс потребуется дальнейшее лечение улучшить их качественный за коммерческое использование или для безопасной утилизации. Использование деэмульгаторов в
3.1.1.
Экстракция растворителем предварительная обработка осадка может увеличить стоимость процесса и привести к
Принцип неплатежеспособный добыча включает смешивание жирный неблагоприятное воздействие на окружающую среду (
Huetal., 2013
).
отходов с растворителем для обеспечения полной смешиваемости.отстойный осадок можно получить с помощью различных растворителей.
ДеФилиппиеталь.
3.1.3.
Поверхностно-активное повышенное извлечение масла (SEOR)
(1991) предложили промышленный процесс извлечения легких углеводородов.
Поверхностно-активные вещества (т.е. поверхностно-активные вещества) содержат как гидрофильные из нефтешлама с жидким пропаном при умеренном давлении. Пропан (до и гидрофобные группы, а также снижают поверхностное натяжение между двумя фазами.
до 90%) извлекался в виде пара. Полученную жидкость можно затем ses.Полярность молекул позволяет поверхностно-активному веществу взаимодействовать и про- рафинировочный завод для дальнейшей обработки, а твердые вещества можно утилизировать motePHCdissolutioninwater(
Huetal., 2013
).
неопасная свалка.
Тайво и Отолорин (2009) сообщили о восстановлении химических поверхностно-активных веществ может привести к повышенной токсичности, непокорности и
67,5% ПГС, в основном в диапазоне от С9 до С25, с использованием гексана и затраты на лечение (
Myers, 2005
).
растворители для экстракции ксилолом.
предложила экологически чистый вариант из-за их биоразлагаемости.
Метилэтилкетон (МЭК) и сжиженный нефтяной газовый конденсат способность,
относительно ниже токсичность,
а также выше эмульгирование способность
(LPGC) являются возможными вариантами в качестве растворителей для экстракта растворителя, поскольку они
(
Уруметал., 2004
). От 88% до 98% нефти можно извлечь из легко доступнымаксимум нефтеперерабатывающие заводы (
Абуэльнаср а также нефтешлам путем обработки биосурфактантами с содержанием воды всего 0,3 %
Zubaidy, 2008
).
содержание(
Limaetal., 2011
;
Longetal., 2013
).
Соотношение растворитель-шлам считается оптимальным и составляет 39%
простой, быстрый и способный обрабатывать большие объемы с извлечением масла.
массовое извлечение с МЭК, а 32%-ное извлечение с LPGC было достигнуто за счет
Однако стоимость производства биосурфактантов может поставить под угрозу их использование.
ZubaidyandAbouelnasr(2010)
.Approximately70%(v/v%)ofthe
(
Кальвоэтал., 2009
).
рекуперированное масло находится в диапазоне температур кипения дизельного топлива и регенерируется как дизельное топливо (
Абуэльнаср и Зубайди,
2008
).
Этот продукт требует
3.1.4.
Пиролиз дальнейшая очистка от углеродистых остатков и серы, а также для улучшения других
Конверсия маслянистого ила для восстановления молекулярного веса цветка характеристики до достижения коммерческого качества.
Таблица 5 сравнивает органические соединенияпесокуглекислый остатокчерез пиролизне только свойства дизельного топлива, полученного из восстановленной нефти (от 4:1 МЭК
уменьшает количество отходов, подлежащих утилизации, но также способствует добыча) с товарным дизельным топливом.
использование ресурсов (Liuetal., 2019). Пиролиз включает
Смешивание и нагревание могут улучшить растворение органики в растворе.
разложение органических соединений при высоких температурах, в инертных средах ventused (
Fisheretal., 1997
) ( рис . 2 а).
среда (
Abnisa, 2015
) ( рис . 2 c–g ). Однако процесс является энергетическим углеводороды (ПГУ)
и растворитель путем испарения также увеличивает в
интенсивные и общекапитальные и эксплуатационные затраты могут иметь отрицательные выше температуры. Экстракция растворителем позволяет отделить воду,
влияние на экономический анализ. Кроме того, если требуется обезвоживание,
твердые частицы, углеродсодержащие примеси и смесь растворителя с маслом общая стоимость может быть выше, чем доходы от возмещения разделяется перегонкой (
Huetal., 2013
) ( рис . 2 а и б).
дроби(
Linetal.,2018
).
количество используемого растворителя влияет не только на долю извлекаемой нефти, но
Pyrolysistemperaturecanvaryfrom200◦Cupto1000◦Candthe также качество масла.
основные продукты включают твердые вещества (неорганические минералы и остаточный углерод),
Производительность экстракции зависит от температуры, давления, растворителя жидкости (топливо и вода) и газы, такие как CH
и Н
( тангетал.,
к соотношению осадка, интенсивности смешивания и выбранному растворителю.
4 2
2019
).Теплотворность смесей, полученных пиролизом, высока и не обеспечивают восстановления, чем другие методы (
Huetal., 2013
;
Jafarinejad,
продукты, похожие на дизельное топливо (
Tangetal., 2019
).
2016
).Потребность в значительных объемах растворителя может вызвать
Солнечный пиролиз был разработан как экономичный процесс для неблагоприятные экономические и экологические последствия. Однако это не требует обращение с нефтешламом. Температура процесса является важным фактором, поскольку энергии по сравнению с другими процессами, может быть завершено за будет определять качество получаемых продуктов, а также операции короткий период времени и обладает потенциалом для обработки больших объемов стоимость. От 70% до 84% нефти может быть извлечено из нефтешлама шлам разумная стоимость (
Zubaidyand Abouelnasr, 2010
). Дистилляция whentreatedattemperaturesbetween460◦Cand650◦Cinafluidized процесс (для извлечения растворителя) производит отходы, остаточные (от бот- бедреактор (
Schmidtetal., 2001
).
Вангеталь (2007) наблюдал оптимум tomofthecolumn), которые потребуют дальнейшей обработки перед окончательным conditionsbymaintainingtemperatureat400◦Cforabout20min,
утилизация, такая как сжигание, стабилизация/отверждение, окисление и соответственно, получение масла хорошего качества при относительно низком биоразложение (
Ислам, 2015
).
температуры процесса. Это согласуется с наблюдениями
Люet al. (2009a)
,
которые выполнили кинетический анализ и определили, что
3.1.2.
Центрифугирование реакция пиролиза будет эффективна при температуре от 200°C до 500°C.
Центрифугирование способствует разрушению взвеси осадка на в другом исследовании Tangetal (2019) сообщается , что оптимальная температура отдельный фазы по механический разделение масло,
вода,
а также твердый forsludgepyrolysiswouldbeabout500◦Candprovidedtheultimate
3

SYHochbergetal.
Журнал управления окружающей средой 305 (2022) 114428
Таблица6
поскольку его характеристики отличаются от характеристик биомассы.
Вонг (2020) предложил создать актера с использованием прозрачного полого плавленого кварца.
Предельный и экспресс-анализ пиролизной нефти, извлекаемой водоводяной сепарацией.
рацион(
Тангетал.,2019
).
сфера, принимающая солнечный свет, сфокусированный на параболических зеркалах.
В этой системе достижимы высокие температуры и давления.
Предельный анализ пиролизного масла
% мас./мас. (сухая основа)
высокая стоимость материалов и количественные ограничения производителей
С
85.5
которые предоставляют этот материал, может повлиять на окончательную стоимость. Кварц, хотя
ЧАС
11.58
О
1.09
относительно хрупкий, прозрачен для солнечного излучения и допускает санитарно-инертный
Н
0.85
атмосферу для пиролизных масел, предотвращая возникновение каталитических
С
0.98
реакции при контакте продуктов пиролиза с металлами
Экспресс-анализ пиролизного масла
% мас./мас. (влажная основа)
(
Тангетал., 2019
).
Moralesetal.(2014) представлена ​​модель реактора
С7–С19 12.2
из боросиликатного стекла, что позволяло пропускать концентрированное облучение
Q10–Q15 60.1
сквозь его стены, основываясь на подобии в передаче
С16–С18 82.0
C19иливыше
19.4
уровень из боросиликата стекло(92%)к кварц
(94%) на ниже
Стоимость.
Нижнее тепловое значение (кДж/кг)
40,509
В. (2014) предложил реактор с неподвижным слоем из нержавеющей стали спараболический солнечный отражатель, нагреватель биомассы (в данном случае заменен нанагреватель для обеспечения дополнительного теплового или маслянистого шлама),
жидкостного конденсатора и образуется при температуре около 577 ◦ C (
Liuetal., 2009a
) . Получена газовая смесь коллекторы с охлаждаемой льдом жидкостью показаны на рис . 2 ж. Отраженные солнечные лучи посредством процесса пиролиза можно использовать для подачи энергии для fromtheparabolicsolarheaterimpartthermalenergytothereactor.An пиролитический процесс. Однако может потребоваться предварительная обработка для защиты инертная атмосфера поддерживается внутри реактора потоком азота оборудование а также эмиссия контроль так как газмей содержать следы газ над продуктами пара пиролиза. Пары процесса пиролиза количества серы или других агрессивных компонентов. Системы с псевдоожиженным слоем конденсируется и собирается, а оставшиеся газообразные соединения могут для пиролиза органических жидких отходов успешно beventedorburned.
производят жидкие и газообразные продукты с теплотворной способностью (
Фонтсет и др., 2012
).
Wuetal. (2018) испытал воздухонепроницаемый и прозрачный реактор Pyrex для
Ациклон для улавливания твердых частиц и конденсатор для разделения концентрация солнечного излучения в лаборатории.
жидкие и газообразные продукты потребуются после псевдоожиженного слоя состоит из гелиостата, способного отслеживать солнце и отражать реактор показан на рис.2 d.
солнечный лучвертикально, а параболический концентратор обращен к земле
Пиролитический уголь (остаточный твердый материал) содержит менее 0,3% масла.
концентрировать прямое солнечное излучение отраженный.Аргон было использовано к
Таким образом, нет необходимости проводить дальнейшую обработку для извлечения нефти (
Tangetal.,
обеспечить инертную атмосферу.
Саундтрек.(2020) используется аналогичный конфиг-
2019
).Присутствие тяжелых металлов в шарме может повлиять на идентификацию для солнечного пиролиза ивы, пропитанной тяжелыми металлами соответствующую стратегию утилизации. С другой стороны, это высокоуглеродистая для достижения температуры около 1600
К.
Айяла-Кортесеталь. (2019)
содержание, (более 50%), и может использоваться в качестве топлива для энергоснабжения либо для
◦
проверено процесс солнечного пиролиза для сельскохозяйственные отходы, достижение других промышленных процессов или самого процесса пиролиза. Дымовые газы могут температура около 1500
C.
Zeaiteretal.(2018) продемонстрировалa содержат опасные концентрации оксидов азота и оксидов серы
◦
система пиролиза с линзой Френеля, использующая двухосевую систему слежения.
(НЕТ
и SO), для которых могут потребоваться системы контроля выбросов.
Икс
Икс
Отработанный каучук обрабатывали пиролизом при температуре около 550°С.
выбросы ниже, чем выбросы от других традиционных процессов, таких как
Рефлектор Френеля (LFR) был более простой и менее дорогой технологией, чем сжигание или газификация, пиролиз, древесный уголь, адсорбция параболический отражатель (PDR).
материал, активированный соответствующими методами, или внесением поправок в пять хрупких рецепторов, которые двигаются вместе с системой слежения, но LFR
улучшить соотношение C/N с соответствующей обработкой для снижения содержания тяжелых металлов имеет стационарную приемную башню с негибкой и деликатной связью концентрация должна соответствовать стандартам и нормативным требованиям (
Гао компонентов. В отличие от параболических зеркал, в LFR используются недорогие плоские зеркала.
и др., 2020
).
сегменты, которые можно вращать для регулирования температуры в реакторе.Однако для привода каждого зеркала может потребоваться несколько отдельных двигателей.
3.1.4.1.
Солнечный пиролиз. Чтобы обеспечить энергию, необходимую для повторного пиролиза.
усложнение конструкции и увеличение капитальных и эксплуатационных действий, в системах отопления обычно используются ископаемые виды топлива, что снижает затраты. Кроме того, системы LFR улавливают меньше солнечной энергии, чем параболические зеркала.
общая энергоэффективность (
Barbosaetal., 2020
).
из-за их более низкой оптической эффективности (
S´anchezetal., 2018
).
Трава- много исследований в литературе, которые используют альтернативные источники энергии для
Mannetal (2015) использовал простой прототип системы для пиролиза биомассы,
пиролиз, несколько исследований сообщают о солнечной энергии как потенциальном варианте из-за с использованием только солнечной термальной энергия, сосредоточенная линейным отражением его доступность и низкое воздействие на окружающую среду (
S´anchezetal., 2018
).
зеркало, для обработки сельскохозяйственных отходов.
повысить энергоэффективность, а также снизить эксплуатационные расходы,
Ключевой фактор для внедрения энергоэффективных систем объединенная система, включающая термосолнечную энергию, может использоваться для обеспечения снизить потребление энергии для пиролиза, используя отходящее тепло от энергия, необходимая для реакций пиролиза ( рис . 2 e–h).
сжигание газов и угля в процессе пиролиза. Это позволяет
Немного исследователи исследован солнечный пиролиз через а
солнечный все твердое поле должно быть возвращено в систему, чтобы обеспечить дополнительные концентратор для подачи тепла в реактор пиролиза.
Джоарддер тепловложение (
S´anchezetal., 2018
).
и др. (2014) испытали отражение солнечных лучей от параболического солнечного нагревателя.
больше по скорости нагрева, чем по температуре. Продукты пиролиза воздействие непосредственно на реактор ( рис. 2 e–g).
зависит от метода нагрева, схемы течения, конструкции реакции энергии не хватило для достижения необходимых температур, которые зона и смесь продуктов для обработки.
Красный (1979) использовал солнечный пиролиз достаточно для реакций пиролиза. Следовательно, дополнительная энергия для нефтесодержащих отходов. Теплообмен стал более эффективным, что привело к должно обеспечиваться традиционным топливом.
Джоарддереталь (2014) также теплоперенос внутри частиц, уменьшая образование угля. Жидкость определили, что с солнечной энергией максимальная температура, которая может продукт далее подвергался крекингу в газообразные продукты. Использование солнечной энергии для температура на пляже была около 162 ◦ C, что недостаточно для выполнения предварительная подготовка основного потока снижает потребность в топливе.
реакции пиролиза. Однако эта температура была бы адекватной
Например, в процессе обезвоживания или сушки один шаг с наибольшим сократить выбросы примерно на 32,4% и сократить расходы на отопление.
Потребность в тепле – осушка отходов для удаления воды.
не согласуются с теми, о которых сообщает Wuetal
. (2018)
, который тестировал
Одним из ограничений для солнечного отопления является невозможность солнечно-тепловой пиролиз из малли древесина порошки управляемый по непосредственный обеспечить равномерный нагрев по всей поверхности реактора, что влияет на concentratedsolarradiationandachievedtemperaturesabove1000◦C
качества продукта. Таким образом, препятствием для гибридного подхода является в реакторе с псевдоожиженным слоем ( рис . 2 з).
пробелы в знаниях и данных о кинетических и массовых транспортных процессах для определить возможные пределы солнечного нагрева для пиролиза нефтешлама,
система считается для улучшения реактор дизайн
(
Джорджэтал.,
5

SYHochbergetal.
Журнал управления окружающей средой 305 (2022) 114428 2014
). Поэтому необходимы дальнейшие исследования для повышения энергоэффективности.
Таблица7
эффективность и оптимизация затрат для солнечных пиролизных систем.
Сравнение преимуществ и недостатков процессов с использованием используемых материалов ирекуперация энергии со дна резервуара.
3.2.
Технологии рекуперации энергии без рекуперации нефти
Технологии
Преимущества
Недостатки
Варианты управления с рекуперацией нефти
Альтернативы обращения с нефтешламом без регенерации масла,
1. Экстракция растворителем
Низкое энергопотребление.
Значительный объем но с рекуперацией энергии, включая сжигание, которое дает энергию
Растворитель можно восстановить.
растворительнеобходим.
при сгорании) и анаэробном совместном сбраживании с образованием биогаза.
Легко наносится, быстро и
Восстановление растворителя может иметь эффективный.
экономический и которые можно хранить и использовать для производства энергии.
воздействие на окружающую среду.Твердые вещества необходимо обрабатывать
3.2.1.
сжигание и управляемый.
Инсинерация – это сжигание нефтешлама с избытком воздуха.
2. Центрифугирование
Установленная технология.
Требуется предварительная обработка.
и дополнительное топливо. Нефтесодержащий шлам может быть источником энергии для сжигания
Высокое энергопотребление.
Проблема с шумом.
в мусоросжигательном заводе и его использование уменьшает количество отходов (
Huetal., 2013
;
Asghar,
3. ПАВ
Легко наносится, быстро и
Высокая цена.
2016
). Наиболее распространенными системами сжигания являются вращающиеся печи ( рис . 2 i) и усиленное масло эффективный.
Химические поверхностно-активные веществамогут быть псевдоожиженный мусоросжигатели ( рис . 2 к).
восстановление (МУН)
токсичный.
temperaturevariesfrom980◦Cto1200◦Candtheresidencetimeisof
ПАВ необходимо удалено из извлеченной нефти около 30 мин. Для мусоросжигательных заводов с псевдоожиженным слоем температура горения
4. Пиролиз
Низкое энергопотребление.
Энергоемкий.
диапазон 730 ◦ C–760 ◦ .
Снижение выбросов NOx
Не подходит для шлама с чемминуты (
Scalaetal., 2004
).
и SOx.
с высоким содержанием влаги.
Горение условия,
резиденция время,
температура,
сырье
Короткое время реакции.
Если требуется обезвоживание,
требования к качеству и дополнительному топливу влияют на эффективность сгорания
Recoveryoilcanbe стоимость была бы выше, чем обновлен.
доходы.
(
Huetal., 2013
). Эффективность сгорания может варьироваться от 92,6% при
Большая мощность обработки
Высокие затраты на обслуживание.
вспомогательное топливо (
Liuetal., 2009a,b
), до 98–99 % путем прямого сжигания может быть размещен.
сжигатель с псевдоожиженным слоем, без вспомогательного топлива (
Sankaranetal.,
4.Солнечный пиролиз
Повышенная энергоэффективность
Difficulttoreachтребуется
1998
). Предварительный нагрев необходим для снижения вязкости, что позволяет и сокращенная работа температуры для пиролиза.
расходы.
Недостаток знаний о кинетике течь (
Санкаранетал., 1998
).
и данные общественного транспортадля обезвоживание (
Al-Futaisietal., 2007
).
конструкция реактора.
поддерживать температуру. Процесс горения может привести к загрязнению воздуха.
Варианты управления с рекуперацией энергии, без рекуперации масла генерировать опасные отходы, которые потребуют дальнейшей обработки (например,
1.Сжигание
Нефтешлам как источник
Предварительный нагрев для уменьшения зола, вода, остаточный шлам) (
Lietal., 1995
).
энергия для сжигания в вязкость.
мусоросжигатель.
Требуется обезвоживание.
соединения что будут нет быть деградировал эффективно по горение,
Парогенерациядля
Дополнительная потребность в топливе увеличение капитальных и эксплуатационных расходов (
Хабиби, 2004 г.
).
турбины.
поддерживатьтребуется
Объем отходов уменьшен.
температуры.
3.2.2.
Анаэробное пищеварение
Полное удаление ПАУ.
Загрязнение воздуха.
Остаточная зола/шлам
Анаэробное сбраживание можно использовать для снижения воздействия на окружающую среду удалось.
и затраты на очистку нефтешламов ( рис . 2 л). Основные группы
Highcapitalandoperating соединения, присутствующие в нефти, углеводороды
(например, алифатические,
аро- расходы.
матические, полярные) имеют разную скорость биодеградации, а некоторые токсичны для
2. Анаэробно-
Другие отходы могут быть использованы как
Долгосрочное проживание.
некоторые группы бактерий, следовательно, могут ингибировать их рост (
Пуччи пищеварение подача.
Биогаз требует обработки
Может не требовать дополнительных улучшить качество энергии etal., 2013
).
топливо для поддержания реакции поколение.
Протекают реакции разложения. Совместное переваривание с другими субстратами,
условия.
таких как осадок сточных вод или отходы животноводства, может обеспечить адекватные условия за пищеварение такой в качестве добавление модификаторы,
разбавление токсичный загрязняющие вещества,
балансировка питательные вещества
(например,
азот),
усиление микробный разнообразие,
Таблица8
увеличивая коэффициент загрузки органических веществ и приводя к более высокому уровню биогаза
Сравнение эффективности материалов и рекуперации энергии процессов, используемых для выходов. Осадок очистки сточных вод является легкодоступным побочным продуктом.
управление дном бака.
которые можно использовать для балансировки соотношения C:N и микробного разнообразия для маслянистых
Варианты управления с рекуперацией нефти шламы.
Janajrehetal. (2020) испытал анаэробное совместное переваривание маслянистого ила .
Технологии
Восстановление материалов смешанный с твердыми биологическими веществами (шлам) из очистных сооружений.
1. Экстракция растворителем
32–67,5% ПГУ (C9–C25)
максимальное образование биогаза достигалось при содержании 60% нефтешлама.
90% растворитель
Негаз коммерческой ценности совместно сбраживаемый с 40% осадка сточных вод при 35◦C с добавками
Нет твердых веществ коммерческой ценности ионная гидратация в реакторе периодического действия. Дальнейшие анализы показали, что 43%
2. Центрифугирование
Топливо летучие твердые вещества были преобразованы в биогаз.
Ян (2020) тестировал анаэробные
Вода или повторное использование в промышленном процессе процесс путем смешивания маслянистого шлама с кукурузой, чтобы обеспечить органический суб-
82% извлечение воды/нефти стратегии для микроорганизмов, достигая наилучшей производительности с соотношением 4:1 51% извлечение твердых веществ
3. Поверхностно-активное вещество увеличивает нефтеотдачу
88%–99%извлечение нефти соотношение кукурузы и масляного шлама. Акклиматизация микроорганизмов с
4. Пиролиз
70–84% нефти может быть извлечено смесь субстратов может улучшить эффективность конверсии.
Варианты управления с рекуперацией энергии, без рекуперации масла
Технологии
Эффективность преобразования
4.
Выводы
1.Сжигание
Эффективность сгораниядо 99%
2. Анаэробное пищеварение
43% конверсия летучих твердых веществ
Нефтешлам, образующийся во время хранения и обращения с сырой нефтью, требуетсоответствующий процесссохранить его количество и восстановитьматериалы иэнергии. Эффективные варианты управления уменьшат токсичностьoilywastesandreducepotentialenvironmentimpacts.Management
6