含油污泥基生物炭及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及土壤修复领域，公开了一种含油污泥基生物炭及其制备方法和应用。本发明专利技术制备含油污泥基生物炭的方法包括：(1)在活化剂的存在下，将热化学清洗法和/或溶剂萃取法处理含油污泥得到的固体残渣与生物质原料混合进行共热解，所述活化剂为无机碱和无机盐的混合物；(2)洗涤并干燥共热解的产物。本发明专利技术实现了含油污泥的资源化利用，保证了环境质量；本发明专利技术得到的生物炭比表面积大，可以在此载体上负载金属或金属氧化物，含氧官能团的种类和数量较多，无论是吸附

【技术实现步骤摘要】
含油污泥基生物炭及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及土壤修复领域，具体涉及一种含油污泥基生物炭及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在原油的开采、运输、加工过程中不可避免的产生了含油污泥，含油污泥的成分复杂、危害大。据统计，中国石化行业每年约产生300
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500万吨的含油污泥。相关的法律法规要求必须对含油污泥进行无害化处理。在资源化处理技术中，热化学清洗和溶剂萃取可回收油泥中的原油、操作方法简单、易实现工业化。但是这两种技术处理后的油泥，产生的固体残渣一般都含有一定量的原油，所以不能直接排放，必须进行深度处理，而对于这部分固体残渣资源化利用的研究则非常少。
[0003]另一方面，我国是一个农业大国，每年光作物秸秆就有约8亿吨，农林废弃物资源丰富，充分开发和利用我国丰富的农林废弃物资源具有十分重要的意义。但农林废弃物中的挥发份含量较大，在热解过程中的质量损失较多，造成生物炭的产率低。
[0004]共热解技术是一项新兴技术，可以实现废物的无害化和减量化，目前对热解技术研究的重点是热解过程中产生的气相和液相产物的分布和组成，而对于油泥残渣资源化利用的研究则相对较少。CN110078338A公开了一种含油污泥的处理方法，包括：将含油污泥及玉米秸秆分别烘干至含水量为10
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15％，粉碎、过100目筛；将过筛后的含油污泥及玉米秸秆按质量比1:0.1
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0.5的比例混匀后进行共热解，得热解产物及残渣；将所述残渣与适量煤矸石混匀后置于600
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800℃、惰性气体环境下煅烧1
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3h。该方法仍需要进行煅烧，能耗较高，且虽然煅烧之前进行了共热解，但仍可能产生污染大气的气体。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的含油污泥和农林废弃物资源化利用困难的问题，提供一种含油污泥基生物炭及其制备方法和应用。
[0006]含油污泥的残渣与生物质进行共热解可以发挥两者的优势，同时生物质的添加似乎还对含油污泥的残渣中重金属的钝化具有显著的促进作用。因此，为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种制备含油污泥基生物炭的方法，该方法包括：
[0007](1)在活化剂的存在下，将热化学清洗法和/或溶剂萃取法处理含油污泥得到的固体残渣与生物质原料混合进行共热解，所述活化剂为无机碱和无机盐的混合物；
[0008](2)洗涤并干燥共热解的产物。
[0009]本专利技术第二方面提供了如上所述的方法制得的含油污泥基生物炭。
[0010]本专利技术第三方面提供了如上所述的方法制得的含油污泥基生物炭在修复土壤中的应用。
[0011]本专利技术第四方面提供了一种修复土壤的方法，该方法包括：按照如上所述的方法制备含油污泥基生物炭；将所得含油污泥基生物炭与待修复的土壤进行混合。
[0012]本专利技术的技术方案具有如下优点：
[0013](1)实现了含油污泥的资源化利用，保证了环境质量；
[0014](2)将来源丰富的生物质原料(农林废弃物)和油泥残渣共热解，不仅解决了焚烧、堆存的问题，还增加了生物炭的氧含量；
[0015](3)制备工艺简单、设备成熟，成本低，易于实现批量生产；
[0016](4)含油污泥的很多处理技术都存在处理后的固体残渣含油量不能达标排放的问题，因此也限制了很多技术的工业应用，本专利技术不仅解决了含油污泥残渣的资源化问题，还为含油污泥处理技术的实施提供了可能；
[0017](5)本专利技术得到的生物炭也扩大了土壤修复领域载体材料的选择，用于土壤修复能够有效降低土壤重金属含量并提高土壤有机质含量，相比石墨烯、活性炭这类载体材料，本专利技术得到的生物炭在制备成本和原料来源上具有很大优势；
[0018](6)本专利技术得到的生物炭比表面积大，可以在此载体上负载金属或金属氧化物，含氧官能团的种类和数量较多，也可以进一步氧化处理使载体表面进一步官能团化，无论是吸附
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固化重金属还是作为催化材料氧化有机物，都有很强的实用价值。
附图说明
[0019]图1为本专利技术对比例3中获得的生物炭的X
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射线光电子能谱分析检测的C1s谱图；
[0020]图2为本专利技术对比例3中获得的生物炭的X
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射线光电子能谱分析检测的O1s谱图；
[0021]图3为本专利技术实施例1中获得的生物炭的X
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射线光电子能谱分析检测的C1s谱图；
[0022]图4为本专利技术实施例1中获得的生物炭的X
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射线光电子能谱分析检测的O1s谱图。
具体实施方式
[0023]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0024]本专利技术中，未作特殊说明的情况下，所述“室温”是指20
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30℃。
[0025]本专利技术提供的制备含油污泥基生物炭的方法包括：
[0026](1)在活化剂的存在下，将热化学清洗法和/或溶剂萃取法处理含油污泥得到的固体残渣与生物质原料混合进行共热解，所述活化剂为无机碱和无机盐的混合物；
[0027](2)洗涤并干燥共热解的产物。
[0028]本专利技术的优选实施方式中，所述固体残渣与生物质原料的重量比为(1
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5)：1。控制所述固体残渣与生物质原料的重量比在上述优选实施范围内能够进一步提高所得生物炭的比表面积等。
[0029]本专利技术中，所述固体残渣可以为各种常规的经热化学清洗法或溶剂萃取法处理含油污泥得到的固体残渣，为了进一步确保共热解的效果，需要控制固体残渣的含油量和含水量。优选情况下，所述固体残渣的含油量为10
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30重量％，含水量在20重量％以下。
[0030]本专利技术中，所述热化学清洗法和溶剂萃取法为本领域常规使用的方法，本领域技术人员可以根据实际情况选用其中任意一种或将二者结合起来对含油污泥进行处理，并对
具体条件进行调整和选择。出于节约成本和提高对含油污泥处理效果的目的，根据本专利技术的优选实施方式，其中，所述热化学清洗法的步骤可以包括：
[0031]i.将含油污泥与任选的萃取剂混合，获得混合物A；
[0032]ii.将化学清洗剂与混合物A混合，获得混合物B；
[0033]iii.依次对混合物B进行加热搅拌、静置和离心分离，获得固体残渣。
[0034]优选地，步骤i中所述萃取剂选自轻质油，优选选自煤油、芳香油、石脑油和轻柴油中的至少一种。
[0035]更优选地，步骤i中所述含油污泥与萃取剂的重量比为1:1
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10，优选为1:1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备含油污泥基生物炭的方法，其特征在于，该方法包括：(1)在活化剂的存在下，将热化学清洗法和/或溶剂萃取法处理含油污泥得到的固体残渣与生物质原料混合进行共热解，所述活化剂为无机碱和无机盐的混合物；(2)洗涤并干燥共热解的产物。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述固体残渣与生物质原料的重量比为(1
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5)：1。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述固体残渣的含油量为10
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30重量％，含水量在20重量％以下。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含油污泥选自罐底油泥、炼厂油泥和油田落地油泥中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述生物质原料的粒径使其能够通过10
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60目的筛网，所述生物质原料优选选自秸秆、木屑、种子壳和蔗糖渣中的至少一种。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无机碱与无机盐的重量比为(2
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10)：1；优选地，所述无机碱选自碱金属氢氧化物，更优选为NaO...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗杰，陆语，秦冰，桑军强，张峰，王振宇，沈明欢，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：