摘要：含油污泥是石油化工行业产生的有机固体废弃物，产量大，来源广。含油污泥中不但含有油类物质，还含有苯、萘、重金属等有毒有害物质，对环境有严重的危害。为了处理含油污泥，实现资源化利用，本文提出了一种基于钙循环吸收CO₂强化含油污泥制氢工艺。在基于钙循环吸收CO₂强化含油污泥制氢工艺中，依次实现含油污泥的干燥、热解、焦的CO₂气化和钙循环吸收CO₂强化水气变换反应制氢。首先，在水平管式炉上开展了含油污泥热解焦的CO₂气化实验，其次以实验数据为基础利用模拟软件对该工艺进行了热力学模拟，研究了反应温度、CO₂用量、水蒸气用量、氧化钙用量对H₂产量、能量转化效率和㶲效率的影响。结果表明：通过该工艺每千克含油污泥可以产生氢气0.32 Nm³，该工艺的能量转化效率达到了36%，㶲效率达到了32%，CO₂捕集效率为98%。钙循环完成了CO₂捕集，提升了H₂产量。与含油污泥直接气化的工艺相比，该工艺通过降低合成气中的CO₂浓度提升了H₂浓度。基于钙循环吸收CO₂强化含油污泥制氢工艺对实现含油污泥的资源化利用和节能减排有重要的意义。
本文以含油污泥热解焦的CO₂气化实验结果为基础，利用Aspen Plus系统流程模拟软件，建立了基于钙循环吸收CO₂强化含油污泥制氢工艺的系统模型，对含油污泥的干燥、热解、焦的CO₂气化和钙循环吸收CO₂强化水气变换反应制氢过程进行了热力学分析。探究了钙循环在促进含油污泥制氢过程中的作用机理。
如图1所示，CaO加入量的增加在一定程度上有助于吸收CO₂增强水气变换反应。H₂产量，系统能量转化效率和CO₂捕集效率均增加。当氧化钙和含油污泥质量比大于5时，系统的氢气产量，系统能量转化效率和CO₂捕集效率保持稳定。从图2中可以看出，在基于钙循环吸收CO₂强化含油污泥制氢工艺新工艺中，CO₂回用比例在0.4-0.6，水蒸气和含油污泥质量比在0.5-0.8，氧化钙与含油污泥质量比为5时，氢气产量，系统能量转化效率和系统㶲效率分别约为0.32 Nm³/kg-OS，36%和32%。从图3得出，与含油污泥直接气化工艺相比，新工艺的H₂产量，系统能量转化效率和系统㶲效率分别提高了0.28 Nm³/kg-OS、13.62%和17.16%。钙循环实现了CO₂的捕集，同时促进了H₂产生，提高了系统能量转换效率和㶲效率。 关键字：钙循环；含油污泥；制氢；CO₂捕集
致谢：感谢国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点支持项目（U22A20435）对本论文的大力支持和资助。

钙循环；含油污泥；制氢；CO2捕集