基于Transformer深度学习的超短序列增强电力系统暂态稳定评估

为解决废油蒸馏残渣(WODR)高毒性、高沥青质含量导致的资源化利用瓶颈问题，研究人员通过热重分析(TGA)、热重-红外联用(TG-FTIR)等技术，系统研究了WODR的热解行为与反应机制。研究发现WODR具有显著结焦倾向(残炭率42%)，热解过程符合Friedman和OFW动力学模型(活化能126.5-512.02 kJ?mol?1)，热力学分析证实其为吸热非自发过程。该研究为废油全组分高值化利用提供了理论支撑。

　　

随着全球每年4500万吨废油产生量的持续增长，废油资源化处理已成为实现"双碳"目标的关键环节。然而在蒸馏工艺中产生的废油蒸馏残渣(WODR)因含有42%的沥青质和重金属成分，被列为危险废弃物，其高值化利用面临巨大挑战。据统计，仅中国工业领域每年就产生250万吨此类残渣，传统处理方式不仅造成资源浪费，更对生态环境构成严重威胁。

重庆拓维环保科技有限公司的研究团队针对这一难题，创新性地采用多尺度分析方法开展系统研究。通过元素分析发现WODR的H/C比(1.81)和CH₂/CH₃比(1.416)显著低于原料废油，预示其更强的结焦倾向。热重-红外联用技术(TG-FTIR)揭示热解过程主要气体产物(CH₄、CO、CO₂)在300-550℃集中释放。研究团队首次将Friedman和Ozawa-Flynn-Wall(OFW)两种动力学模型联用，测得活化能范围分别为126.5-512.02 kJ?mol^?1和121.08-448.22 kJ?mol^?1，并通过皮尔逊相关性分析验证了动力学补偿效应的可靠性。

关键技术方法包括：(1)采用元素分析仪和ICP-OES测定样品元素组成；(2)通过热重分析(TGA)在不同升温速率(10-40℃/min)下研究热解特性；(3)结合TG-FTIR联用技术分析气态产物；(4)应用Friedman和OFW模型计算动力学参数；(5)采用皮尔逊矩阵进行统计学验证。

【元素分析和SARA分析】结果显示WODR中饱和分与芳香分含量(57.44%)显著低于原料废油，而胶质沥青质含量高达42.82%，金属元素(钠、钾、钙等)的存在进一步增加了处理难度。

【热解行为】热重分析表明升温速率显著影响热解阈值温度、峰值温度和最大失重率。在10℃/min条件下，WODR表现出三阶段热解特征：脱水(200℃前)、重质组分裂解(200-550℃)和碳化(550℃后)，最终残炭率达42%。

【动力学分析】Friedman方法计算的活化能随转化率增加呈上升趋势(126.5-512.02 kJ?mol^?1)，而OFW方法显示类似趋势但数值略低(121.08-448.22 kJ?mol^?1)，两种方法差异源于对反应机理假设的不同。

【热力学分析】焓变(ΔH)和吉布斯自由能(ΔG)计算证实WODR热解为吸热非自发过程，熵变(ΔS)正值表明反应过程中分子无序度增加。

该研究通过多维度分析揭示了WODR热解的反应机制，为开发抑制结焦的催化改性和工艺优化技术提供了重要理论基础。Yafei Chen和Mengyi Yan等作者指出，未来研究应聚焦于：(1)开发高效催化剂降低活化能；(2)优化热解温度区间提高气体产物收率；(3)建立金属元素脱除工艺。这些突破将推动废油全组分资源化利用，实现每年数百万吨危险废物的增值转化，对发展循环经济具有重要实践意义。论文发表于《Sustainable Energy Technologies and Assessments》期刊。