剩余污泥的热解反应动力学研究

采用差热天平对南昌市青山湖污水厂的2种剩余污泥(消化前和消化后)进行TG-DTG-DSC实验。实验结果表明:未经消化的干基污泥的热解过程中有2个失重峰值。利用实验结果对2种干基污泥的热解表象及其动力学规律进行了研究。求解了2种污泥的化学反应动力学参数———频率因子A、活化能E及反应级数n,得到热解动力学方程。     

干燥污泥与含水污泥的热解动力学研究

为初步探寻含水污泥的热解动力学机理,在不同升温速率下利用热重-差热(TG-DTA)分析仪对干燥污泥和含水污泥进行了热分析对比实验.根据Coats-Redfern法,采用11种常见机理函数对不同升温速率下干、湿污泥的热解主体阶段进行线性模拟,并结合Malek法筛选出最为合理的机理方程,求解其动力学参数.结果表明:干燥污泥的TG曲线有1个明显失重段,而含水污泥的TG曲线则出现2个失重区间;高升温速率可在一定程度上促进反应的进行,有利于提高污泥有机质的转化率.     

生物物理预处理污泥热解特性及动力学分析

利用污泥生物物理预处理,获得新型干化颗粒化产物.在不同升温速率条件下,采用热重-差式(TGA-DSC)型热分析仪研究从30 ℃升温至900 ℃时,生物物理预处理污泥的热解规律;同步连接质谱,在线监测热解气释放,研究各物质组成的热分解特性,并通过动力学方程表征生物物理预处理污泥的热解反应机理.结果表明:表观活化能分别为25.46,14.48,48.15,85.22和 60.16 kJ·mol^-1;氢气释放主要在450,700 ℃附近,分别由热挥发作用和成焦作用所致,其中,成焦过程为主要因素;甲烷在450 ℃附近呈现单峰分解的规律;CO₂在350,450,700 ℃附近分3阶段释放.     

香港城市污泥热解特性实验

为了解香港城市污水污泥的热解特性,利用热重分析仪(TGA)对2个污水处理厂的干污泥进行了研究,探索了样品量、样品粒径和升温速率对热解的影响,建立了热解动力学模型.实验结果表明:干污泥的热解失重过程可分为2～3个阶段,在中低温段挥发分析出较多,热解反应剧烈;样品粒径在63～800μm内,颗粒粒径对污泥的热解影响不明显.随着升温速率的增加,热解特征温度呈升高的趋势;污泥热解的反应级数在1～2之间,整体平均活化能约60～72 kJ·mol-1.模拟计算表明线性叠加模型能够较准确描述香港城市污泥的热解过程.     

城市污水污泥的热解特性

为了解城市污水污泥的燃烧特性 ,利用差式扫描量热器 (TGA)和热解重量分析法 (DSC)等热分析方法对北京高碑店污水处理厂的干燥污泥进行了研究。实验结果表明 :干燥污泥的失重过程中有 3个失重速率比较高的区域 ,前 2个以挥发份的析出为主 ,第 3个为固定碳的的燃尽区。采用积分法求解了 3个区域的化学反应动力学参数 ,对其反应机理进行了分析。论文的结果对污泥流化床焚烧炉的设计有参考价值     

天津市政污泥热解及燃烧动力学特性的分析

利用热重分析仪,在氮气和空气气氛下分别对天津市政污泥进行热分析实验,并采用热重、微分热重、差示扫描量热等方法分析了市政污泥的热解特性及燃烧特性.实验结果表明城市污泥燃烧热反应可分为4个阶段:水分蒸发析出、污泥有机挥发成分析出燃烧、污泥有机质及固定碳燃烧、燃烧残余物及难分解物的分解.在实验条件下,污泥样品着火温度为277.5,℃,燃尽温度为540,℃.建立了天津市政污泥燃烧动力学模型,采用连续两方程拟合的方式,得到了上述主要阶段的表观活化能Ea和指前因子A.     

城市污水污泥热解实验及产物特性

采用外热式固定床热解装置，在250～700℃温度范围内对污水污泥进行了常压热解实验．研究了不同热解终温时固、液、气产物的燃料特性．结果表明，随着热解温度的提高，固体产物挥发分减少，固定碳和灰分增加，在250～450℃挥发分随热解温度变化较快，450～700℃时变化趋缓；固体产物热值在低温段较高，350℃时达到32475．6lkJ／kg，而后随热解温度的升高而降低．通过对热解油状产物性能评价，除N、S含量超标外，其他性能都可满足燃料油的要求（SH0536-95）．根据气相色谱的分析结果，温度在250～450℃时，热解气主要为CO2；在450～700℃时，气体中H2、CH4和CO等可燃气体含量逐渐增加，600℃时气体的热值最高，达到15530kJ／m^3．实际应用中在450～600℃下热解为宜．     

含油污泥热解动力学研究

采用热重分析仪对含油污泥在氮气气氛下的热解特性进行实验研究,考察了不同操作参数下污泥的热重曲线和微分热重曲线.采用微分法对实验数据进行回归拟合,确定污泥热解机理方程,并求出反应动力学活化能和频率因子.实验结果表明,污泥的有机物热解阶段分为200～450 ℃和450～900 ℃;升温速率对污泥热解影响不明显,升温速率不同时,每个阶段活化能变化不大,热解第二阶段的活化能小于第一阶段的活化能;污泥的干燥程度对热解动力学参数影响较小.     

含油污泥热解动力学研究

采用热重分析仪对含油污泥在氮气气氛下的热解特性进行实验研究,考察了不同操作参数下污泥的热重曲线和微分热重曲线。采用微分法对实验数据进行回归拟合,确定污泥热解机理方程,并求出反应动力学活化能和频率因子。实验结果表明,污泥的有机物热解阶段分为200-450℃和450-900℃;升温速率对污泥热解影响不明显,升温速率不同时,每个阶段活化能变化不大,热解第二阶段的活化能小于第一阶段的活化能;污泥的干燥程度对热解动力学参数影响较小。     

福城煤的热解动力学研究

通过热重分析法对福城煤的热失重行为进行研究,并用Coats-Redfern法计算和比较不同升温速率下煤的热解反应活化能、指前因子.结果表明,升温速率对样品最终失重量没有明显影响;最大失重速率峰随升温速率升高向高温偏移;较低升温速率下热解反应受煤的结焦影响较大.福城煤热解可由3个独立的一级反应来表示;随着升温速率的增加,中间阶段活化能降低而第三阶段活化能增加,活化能与指前因子间存在动力学补偿效应.     

不同粒径城市污泥热解和燃烧动力学研究

采用德国耐驰公司STA 409pc热重分析仪,对3个不同粒径的污泥颗粒(d≤0.25mm,0.25mm0.83mm)以升温速率20℃/min在纯氮和空气气氛中进行实验,并对污泥进行了元素分析和工业分析,对金属的含量进行测定.采用MATLAB 7.11.0(R2010b)中的surface fitting tool进行平面拟合的方法计算了相关的动力学参数.结果表明,污泥的热解可以分为3个阶段:水析出阶段(100～180℃)、挥发份热解阶段(205～550℃)和部分难挥发有机物与无机物的降解阶段(550～900℃).而污泥的燃烧可以分为4个阶段:水析出阶段(100～180℃)、挥发份的燃烧阶段(180～475℃)、碳燃烧阶段(475～595℃)和无机盐分解阶段(595～900℃).不同粒径下污泥热解第2阶段活化能约为48kJ/mol,反应级数为1.5～1.8.燃烧第2阶段的活化能约为33kJ/mol,反应级数为1.1～1.8.燃烧第3阶段活化能约为176kJ/mol,反应级数为1.1～1.2.     

城市污水污泥热解和燃烧的实验研究

利用热重分析仪对城市污水污泥分别在氮气和空气气氛下进行热解和燃烧特性实验研究,分析了污泥在不同气氛条件下热解及燃烧的反应机理,并采用微分法确定了燃烧反应的机理方程,求出污水污泥反应动力学参数活化能和频率因子.实验研究的结果为污泥流化床焚烧炉的设计计算提供理论依据.     

城市污水厂污泥土地利用可靠性探讨

讨论了污泥土地利用的可行性以及近年来的研究进展 .选取了上海市曲阳污水厂污泥和潮滩沙土的混合土壤做土地种植试验 ,结果表明绝大部分的植物在污泥和潮滩沙土混合土壤上能够存活 ,并生长良好 .初步论证了污泥用于改良潮滩沙土及应用于园林绿化种植土的可行性 ,认为将污泥进行土地资源化利用将成为我国污泥处置利用的一种有效途径 .     

城市污水处理厂污泥的有效利用和相关的环境问题研究

在污泥传统的处置方式的基础上有重点的探讨了将污泥经过堆肥化后制成肥料的有效利用方式，并且对相关的环境问题提出建议。     

城市污泥燃烧特性的实验研究

在热重分析仪上进行了城市污泥的燃烧实验,研究了在不同的加热速率（10℃/min、20℃/min、30℃/min）和不同的粒径（60-80目、80-100目和>120目）的条件下的污泥燃烧特性,并求取了反应动力学参数。发现污泥的燃烧过程可以当成由三部分组成：水分的蒸发、挥发分逸出及燃烧、挥发分燃尽及固定碳燃烧,加热速率及粒径大小均会影响反应动力学参数,但前者的影响并不明显,后者的减小会使反应活化能降低。     

污泥微波热解过程中CaO,ZnCl_2和水蒸气对富氢气体生成特性的影响

在单模微波反应炉中进行了污泥高温微波裂解试验,考察了CaO,ZnCl2和水蒸气对H2,CH4,CO2和CO污泥热解气组分的影响规律及影响机理.研究结果表明,在800~950℃高温条件下,引入CaO或者ZnCl2均能促进热解气中H2体积分数的提升.当CaO和DS(干基污泥)质量比从0增至1∶4时,H2的体积分数从34%提升至39.5%,然而,进一步提高CaO和DS的质量比对H2体积分数的影响并不显著.ZnCl2的效果较CaO更为显著,当ZnCl2和DS质量比从0增至1∶2时,H2的体积分数从34%提升至47.5%.高温微波热解过程中引入水蒸气有利于富氢气体的生成,在800~950℃条件下,引入0.69g/min的水蒸气时,H2体积分数达到50%,提高了49.2%.研究还表明,CaO或ZnCl2与水蒸气进行联合催化气化时,在促进富氢气体生成方面优于催化剂或水蒸气单独作用下的效果.     

城市污泥衍生催化剂上NH3选择性催化还原NOx

以污水厂剩余污泥为原料,以氯化锌和硝酸铁为活化药剂,制备了新型碳质催化剂,主要制备步骤包括化学活化、浸渍、热解和洗涤.通过扫描电镜、BET表面积和热重分析对催化剂进行了表征分析.结果显示,催化剂表面具有丰富的孔结构,BET比表面积可达307 m2/g或更大.考察了它们在NH3选择催化还原NOx中的催化活性,同时考察了n(Zn2 )/n(Fe3 )、热解温度、氧气体积分数对催化剂活性的影响.实验结果表明:控制n(Zn2 )/n(Fe3 )为1∶0.5,750℃热解制得的催化剂活性最好,在反应温度400℃时最高NOx转化率可达98.3%;催化反应在氧气体积分数为15%,温度350~450℃条件下进行较好.