传统热源及微波热源热解污泥热重分析的对比

为了解不同热源作用下污泥的热解特性,对比分析了传统热源及微波热源热解污泥过程的热失重特性.研究表明,传统热源热解污泥过程可以分为水份析出、挥发份析出、热解炭深度热解3个失重阶段;微波热源热解污泥过程水份析出、挥发分析出及热解炭深度热解三个阶段存在时间上交互.微波热源热解污泥热解阶段的交互是影响其产物性能的重要因素.     

几种典型工业污泥及混合物热解特性影响因素

利用热重法,研究了3种典型工业污泥(制药,造纸、啤酒)及其混合物在不同影响因素下:热解温度、样品粒度、升温速率、热解压力、添加含金属元素化合物时的热解特性,研究得到热解机理方程式和反应动力学参数。结果表明,热解温度与压力、升温速率、样品粒度和升温速率污泥热解特性有重要影响,特别是添加了含金属元素化合物后,促进污泥热解有明显作用;3种典型工业污泥在低、中、高温段热解反应级数n分别为1,1.5,2.0,其热解特性参数并没有因为工业污泥试样的混合而显著改变;工业污泥热解特性表现出与煤矸石料相同特性,热解初期活化能和频率因子较低,随着热解温度升高,活化能和频率因子均增大,特别是在热解后期,活化能和频率因子都较高。     

超声处理对污泥热解特性及反应动力学影响

采用热重分析法研究超声处理对城市污泥热解过程的影响,依据Coats-Redfern积分法和截距相对误差筛选原则对其热解动力学进行分析,确定超声处理污泥热解最概然机制函数和动力学参数,考察超声处理对污泥热解特性及动力学参数的影响.结果表明:经超声处理后,污泥热解机制在热解温度300～440℃内由三维扩散发展成为随机成核和...     

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.     

含油污泥与煤共热解特性的研究

采用热重分析方法分别对含油污泥、煤及其混合试样在氩气气氛下的热解特性进行了实验研究.分析了含油污泥、煤及其混合燃料的热解机理,通过对实验数据进行处理计算,确定了其表观活化能、频率因子和质量平均活化能等反应动力学参数.实验结果表明:含油污泥与煤的热解过程分为4个阶段,各阶段的热解反应十分复杂;在混合试样的热解过程中,含油污泥与煤在200～700℃基本保持各自的热解特性,在700℃以上发生热解的协同作用,含油污泥-煤混合燃料热解温度范围增大;各试样热解反应表观活化能计算结果与上述结论吻合;混合试样的质量平均活化能比含油污泥和煤单一组分的都低,含油污泥与煤的混合热解在一定程度上形成了2种组分的互补和促进,获得了一种热解性能更好的燃料.     

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.     

微波破解污泥的固定床热解实验研究

为了解微波破解对热解过程的催化作用,通过污泥固定床热解实验,利用称重法获得热解产物的产率,通过傅里叶红外光谱仪（FTIR）、微型气相色谱（micro GC）和气态色谱-质谱仪器（GC-MS）联用等分析手段,分析固态、气态、液态产物成分.对污泥热解与微波破解污泥的热解进行了对比实验,不同终温下的三态产物产率的变化表明：普通污泥热解难度降低,深度得到加强.GC-MS分析发现：污泥热解生物油中多以单环芳香化合物和含氮芳香化合物为主;而热解生物油成分发生了较大改变,含氮芳香化合物含量增加,400℃下,胺和酮的质量分数分别提高了152%和118%.Micro GC分析发现：相对普通污泥,微波破解污泥在较低终温下气体产率更高,而最大产率没有提高.FTIR光谱对比分析显示：微波破解处理的污泥热解残渣中烷烃、烯烃、醇、酮有机物含量均比普通污泥低.     

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。     

含油污泥真空热裂解的研究

采用真空热裂解的方法处理含油污泥,研究热解终温、体系压力、保温时间和冷凝温度对热解产物产率的影响。实验结果表明:在热解终温为500℃,体系压力为10 kPa,保温时间为30 min,冷凝温度为-20℃的条件下,可得到热解固体渣、热解液和热解气的产率分别为9.4%,85.8%和4.8%;分离热解液的水分后得到油产率为原含油污泥的31.25%;采用真空热裂解的方法,能实现含油污泥全组分清洁循环利用。     

污泥及其与煤混合物的热解特性和灰熔融特性

采用热重分析法对造纸污泥、市政污泥及其与煤的混合物的热解特性进行了系统研究.揭示了污泥、煤及其两者混合物热解特性的异同,研究了升温速率、掺混比等因素对混合试样热解特性的影响,提出了挥发分综合释放特性指数.研究表明:造纸污泥的挥发分析出特性与烟煤相当,而市政污泥的挥发分析出特性远优于造纸污泥和烟煤;在污泥与煤混合物的热解过程中,2种组分之间的相互作用可以忽略不计.随着升温速率的增加,污泥与煤混合物的挥发分初析温度提高,挥发分最高析出速率和平均析出速率升高.但升温速率对挥发分析出总量没有明显影响.测定了煤灰和污泥灰在不同混合比例下的熔融特征温度,测试结果表明,随着污泥灰比例的增大,混合试样的灰熔点逐渐下降,但由于存在低温共熔现象,不按线性规律变化.     

粒径对污水污泥低温热解产物油特性影响研究

采用管式电炉,在惰性条件下对污水污泥进行热解实验,研究温度及污泥粒径对热解产物产率和组成成分的影响.污泥根据颗粒粒径分为1～0.5 mm,0.5～0.2 mm 和≤0.2 mm 3组,热解温度范围为250～700 ℃,油液通过连接的冷凝管收集.结果表明,粒径为0.5～0.2 mm的污泥在450 ℃时,得到最大油产率32%;同时发现污泥粒径越小达到最大产率的温度越低,热解效率越高.根据GC-MS对油液的分析结果,3种热解油所含化合物主要为单环芳烃,脂肪族化合物,含氧有机化合物,含氮化合物,甾族化合物, 卤化物,含氮的杂环化合物,多环芳烃化合物等8类.     

酸和热解耦合法提取剩余污泥蛋白质的研究

从城市污水处理所产生的剩余污泥中提取蛋白质是污泥资源化的方法之一。本文主要利用单一热解、单一酸解及酸和热解偶合法提取蛋白质,并对其提取效果进行探讨。试验表明:单一热解和酸解法可提取部分剩余污泥中的蛋白质,但是效果不理想。而采用酸和热解耦合,在p H=1,温度保持在110℃,处理时间6h条件下,蛋白质提取效率可达61.59%。     

造纸污泥热解试验和化学动力学研究

介绍了在热重天平上对造纸污泥所做的热重分析试验结果.热重分析包括相同温升率下不同终温和不同温升率两部分内容,得到各自的热解规律.根据热重分析结果得到热解反应化学动力学参数和热解残余物的燃烧反应化学动力学参数.研究结果对于掌握造纸污泥的焚烧特性、设计污泥焚烧炉有重要的指导意义.     

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.     

高湿污泥与生物质的共热解实验研究

以生活污泥(含水率79%)与生物质(含水率12. 87%)的混合物为原料,进行共热解气化的研究。采用热分析仪对混合试样热解特性进行表征,同时在移动床反应器中考察温度和掺混比对热解的影响。此外,还采用电感耦合等离子体-原子光谱法(ICP-AES)对热解前后重金属含量的变化进行分析。热分析结果表明:在有机物分解和碳化阶段,松木屑的掺入对污泥热解温度的影响较小,但可提高污泥的热解速率。污泥与生物质的共热解实验结果表明:随着温度的升高,气体产率明显增大,可燃气体中H_2的体积分数增大,从25. 39%增加到49. 06%,说明高温有利于H_2的生成。为了获得较好的产气效果,污泥的掺混比应为40%～60%。ICP-AES分析结果表明:热解过后重金属主要固定在固体产物中,固体产物中重金属含量满足农用标准。     

分级冷凝回收城市污泥热解油

为了便于将污泥热解油中不同用途的组分分离,在一套处理量为10 kg/h的循环流化床污泥热解系统中采用分级冷凝的方法回收污泥热解油.分级冷凝装置包括两级喷淋式直接冷凝器和一级间接冷凝器,直接冷凝器中的储液段装有用于控制冷凝器出口温度的间接冷凝盘管.分析了各级热解油的pH值、高位热值、黏度等理化性质,并通过GC/MS和FTIR仪器分析各级热解油的组分分布.结果表明,第一级冷凝器得到的油相高位热值达到25.7 MJ/kg,可用作替代燃料,而第二级热解油可用于提纯化工原料,其余热解油经过调至可返回污水处理厂,经处理后排放.     

应用TGA-FTIR研究污泥与煤的热解规律

应用ＴＧＡ－ＦＴＩＲ 对比分析了污泥与煤的热解特性,研究发现污泥中挥发分在某一温度时大量而迅速地析出,且需要采用不同的机理来描述它的热解动力学过程     

城市污水污泥热解动力学研究

采用热重分析法对南京市江心洲污水处理厂的污泥进行了热解动力学研究．实验结果表明：干燥污泥的热解在以20℃／min的升温速率从20℃升至800℃的过程中有3个失重速率较高的阶段,以挥发分析出阶段为主．通过Coat s-Redfern指数积分法,求出了这3个阶段的化学反应动力学参数——频率因子A和活化能E,得到污泥的热解动力学方程．     

污泥残炭对城市污泥催化热解制油影响的实验研究

以污泥残炭作为城市污泥热解的催化剂,考察热解温度、残炭添加比例对热解产物产率及有机相成分的影响.结果表明:对非催化热解,有机相产率在500℃时达到最大值6.83%.添加残炭有利于污泥中挥发分的脱除,残炭对有机相加氢脱氧及含氯化合物的脱除效果较好,但不利于多环芳烃的脱除.对污泥残炭进行改性,通过负载Fe,Cu,Al和Ni等金属元素,研究改性后残炭对污泥热解的催化作用.结果表明:负载Al的残炭对污泥中挥发分的脱除效果最佳,残炭改性后热解液有机相的热值升高,黏度降低,含氧化合物和含氮化合物含量均降低.添加负载Fe的残炭对有机相加氢脱氧及黏度降低效果最好,与添加原始残炭相比,负载Fe的残炭催化得到的有机相黏度降低了24.32%,烷烯烃类含量增加了17.62%.添加负载Ni的残炭可有效降低含氮化合物含量,添加负载Cu的残炭有机相中未发现多环芳烃.     

市政污水污泥催化热解特性研究

以CaO、ZnCl2、K2CO33种物质作为催化剂,对比热重法(TG)和差热分析法(DSC)研究干化污泥的催化热解过程及其动力学,同时对热解污泥进行了SEM分析.结果表明,与原始污泥样品相比,添加催化剂的污泥在固定碳燃尽阶段热解速率有较大提高.添加催化剂后污泥样品的活化能E和频率因子A都下降,以CaO的催化效果最好.添...