油泥被归类为危险废弃物，但其中丰富的石油烃又使其成为能源回收的宝贵资源。催化热解被广泛认为是一项高效的油泥资源化利用技术，但催化剂表面积炭会导致催化剂的失活并增加处理成本，因此对廉价更易获得的替代催化剂有迫切需求。另一方面，同样作为危废的生活垃圾焚烧飞灰也迫切寻求非填埋式的无害化资源化处置途径。本研究探索了将垃圾焚烧飞灰作为催化剂与油泥协同热解进行资源化利用的可行性，以期实现高价值热解油和热解气的回收、二氧化碳减排和重金属固化。本研究加深了飞灰与油泥协同热解对油泥催化分解及重金属固化机理的理解，突显了协同热解作为同时处置多种危险废物的可行性，并为其实际提供了参考。

　　研究发现在400 和500 时，垃圾焚烧飞灰的添加可显著增加热解油产量，并通过GC-MS验证在400 -500 下促进了重质油组分的挥发，但在600 催化了大分子油分进一步裂解为C6-C19的轻质组分。在600 下，垃圾焚烧飞灰的添加增强了水煤气反应和包括长链烃的裂解、环化、聚合和芳构化在内的脱氢反应，显著提高了氢气产量。增加的氢气还诱导了油泥中固有的含铁化合物的还原反应。与此同时，由于垃圾焚烧飞灰重丰富的CaO和Ca(OH)₂，热解产生的二氧化碳被有效地固定在热解炭中，改善了热解气的可燃性。20wt%左右的垃圾焚烧飞灰添加量可显著提高热解油中轻质油的占比。经GC-MS,FTIR和元素分析等方式表征热解残渣和热解油，分析得到该影响归因于烷烃的芳构化和大分子多环芳烃的分解，导致热解油中单环芳烃的比例更高，热解残渣中的焦炭减少。此外，协同热解过程通过络合和包埋等方式有效地将重金属固定在热解残渣中，环境风险显著降低。

　　研究结果以Enhancement of H₂ and light oil production and CO₂ emission mitigation during co-pyrolysis of oily sludge and incineration fly ash为题发表在环境领域期刊Journal of Hazardous Materials。博士生余迪为第一作者，汪印研究员为通讯作者。该研究得到了中国科学院战略重点研究计划（XDA23030301），国际科学组织联盟（ANSO-CR-KP-2021-08），中国科学院福建省STS计划支持项目（2020T3036、2021T3102、2021T3073、2021T3049、2022T3065）和福建省社会发展主导重点项目（2022Y0080、2021Y0069）的支持。

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图1 油泥与垃圾焚烧飞灰协同热解机制及重金属风险评估

图2 在600 下，垃圾焚烧飞灰添加比例对热解油成分组成的影响。