微波催化熱解城市污水污泥過(guò)程生物氣釋放影響因素研究.pdf

1、微波熱解城市污水污泥可實(shí)現(xiàn)污泥資源化、減量化目標(biāo)。熱解產(chǎn)物中生物氣具有產(chǎn)量大、熱值高、富含H2與CO等優(yōu)點(diǎn),可作為燃料加以利用。本主要從熱解終溫、添加礦物催化劑以及污泥含水率等影響因素出發(fā),研究了微波熱解城市污水污泥過(guò)程中生物氣的釋放規(guī)律及影響因素。在此基礎(chǔ)上利用SEM、EDS、TG-DTG、GC-MS等分析方法對(duì)微波熱解污水污泥的固、液、氣三相產(chǎn)物進(jìn)行分析,對(duì)白云石和鎳基催化劑催化機(jī)理進(jìn)行了更深一步的探究。目的是獲得品質(zhì)最好的生物氣和

2、最高的H2、CO產(chǎn)率,對(duì)實(shí)現(xiàn)微波熱解污水污泥制生物氣技術(shù)的優(yōu)化與工程應(yīng)用具有十分重大的意義。
　　微波熱解污水污泥影響因素試驗(yàn)研究表明:生物氣產(chǎn)量及H2、CO含量均隨熱解終溫升高而增大,800℃具有最佳熱解效果;添加白云石和鎳基催化劑對(duì)微波熱解污水污泥生物氣的釋放有較大促進(jìn)作用;含水率增加能夠使生物氣產(chǎn)量快速增大,含水率為80％時(shí)氣體產(chǎn)率達(dá)到最大。
　　催化劑對(duì)熱解過(guò)程影響的試驗(yàn)研究表明:鎳基催化劑和白云石均對(duì)生物氣的釋放有

3、促進(jìn)作用;熱解終溫為800℃時(shí),5%鎳基催化劑投加量對(duì)污泥微波熱解過(guò)程具有最佳催化效果,生物氣產(chǎn)量由976.7mL/g增加到1203.3mL/g、H2產(chǎn)量由29g/kg增加到35.8g/kgCO產(chǎn)量由302.7g/kg增加到383.3g/kg,生物氣中H2和CO含量為60%;催化劑能夠提高熱能利用效率,降低熱解所需溫度;兩種催化劑都是通過(guò)催化一系列復(fù)雜的氣體重整反應(yīng)來(lái)改善生物氣品質(zhì)的,鎳基催化劑催化重整反應(yīng)結(jié)果為有利于H2和CO的產(chǎn)生而

4、產(chǎn)生較少的CxHy,而白云石催化重整反應(yīng)結(jié)果是有利于CxHy,總體來(lái)說(shuō),鎳基催化劑對(duì)生物氣釋放的催化效果優(yōu)于白云石。
　　對(duì)催化劑主要催化機(jī)理的試驗(yàn)研究表明:鎳基催化劑主要在500~600℃時(shí)發(fā)揮催化作用,催化了CxHy進(jìn)一步裂解和重整,加快了H2和CO的釋放;白云石主要在500~800℃時(shí)發(fā)揮催化作用,加快了CO2和CxHy的釋放。鎳基催化劑主要催化了生物油中的環(huán)戊烷、正戊醇、環(huán)己烷、鄰苯二甲酸二丁酯等物質(zhì)的裂解,白云石主要催化