脫水污泥-生物質(zhì)共熱解特性研究.pdf

1、污泥是城市污水處理不可避免的副產(chǎn)物。近些年來(lái),隨著污水處理量不斷增加,污泥產(chǎn)量大幅提高,而環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格,使得污泥的處置成為一個(gè)亟待解決的環(huán)境問(wèn)題。傳統(tǒng)的污泥處理方式主要包括衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥以及污泥農(nóng)用等,但這些方式均會(huì)導(dǎo)致不同程度的二次污染。因此,必須尋找新的污泥處理方式。污泥熱解因具有經(jīng)濟(jì)性好、二次污染小、以及能量回收率高等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為人們研究的焦點(diǎn)。
　　本文以城市污水處理廠機(jī)械脫水后的污泥(含水率80％)和生

2、物質(zhì)的混合物為原料,進(jìn)行了共熱解研究。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)采用工業(yè)分析和元素分析對(duì)兩種原料進(jìn)行分析。結(jié)果表明:相比污泥,生物質(zhì)的揮發(fā)分和固定碳含量較高,灰分和水分含量則較低。將生物質(zhì)添加到污泥中,可以有效調(diào)節(jié)混合樣品的揮發(fā)分和水分含量。在熱解過(guò)程中,污泥中的水分在高溫條件下形成蒸氣氣氛,促進(jìn)了熱解產(chǎn)物和水蒸氣反應(yīng),從而提高氣體產(chǎn)率。
　　(2)采用熱重分析儀(TG)、熱重-質(zhì)譜聯(lián)用儀(TG-MS)對(duì)污泥/生物

3、質(zhì)的熱解特性進(jìn)行研究。比較了污泥和生物質(zhì)單獨(dú)熱解的基本特性差異,分析了不同生物質(zhì)摻混比對(duì)共熱解特性的影響?；旌蠘悠返臒峤馓匦栽谀承┓矫鎯?yōu)于單獨(dú)污泥或生物質(zhì),且隨著生物質(zhì)摻混比增加,混合樣品的揮發(fā)分析出特性指數(shù)(D)逐漸增大。樣品熱解氣體中主要輕質(zhì)組分的釋放溫度范圍和樣品主要失重的溫度范圍一致。在污泥中添加生物質(zhì),有效提高了主要?dú)怏w組分的逸出強(qiáng)度。
　　(3)在自制的固定床反應(yīng)裝置上,對(duì)污泥/生物質(zhì)的共熱解進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)考察了生物質(zhì)

4、摻混比、溫度、固相停留時(shí)間以及原料含水率對(duì)熱解產(chǎn)物分布和氣體產(chǎn)物特性的影響。結(jié)果表明:對(duì)于制備高品質(zhì)燃料而言,生物質(zhì)最佳摻混比為40%~60%。隨著溫度升高,氣體產(chǎn)量和H2含量增加;延長(zhǎng)停留時(shí)間有利于氣體產(chǎn)物產(chǎn)生、H2含量提高以及碳轉(zhuǎn)化率增大;物料中含水率的提高促進(jìn)了熱解初產(chǎn)物的蒸氣重整反應(yīng)和半焦的氣化反應(yīng),有利于氫氣組分和其他可燃?xì)怏w的產(chǎn)生。
　　(4)借助BET和SEM對(duì)殘余半焦的比表面積及表面形貌特性進(jìn)行分析,并研究了混合半