城市污水處理廠污泥超臨界氣化反應(yīng)研究.pdf

1、超臨界水氣化技術(shù)是近三十年來(lái)興起的一種高效潔凈能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，它是利用水在超臨界狀態(tài)下所表現(xiàn)出的獨(dú)特化學(xué)性質(zhì)，將反應(yīng)物中的有機(jī)物分解成可燃?xì)怏w，以供回收利用。利用這一技術(shù)，不僅可直接處理含水量高的有機(jī)廢物，無(wú)需高能耗的干燥過(guò)程，而且氣化的效率高，過(guò)程封閉，清潔無(wú)污染，顯現(xiàn)出巨大的開(kāi)發(fā)潛力。目前，城市污水污泥產(chǎn)量呈逐年上升的趨勢(shì)，這就給污泥的處置帶來(lái)了巨大壓力。城市污水污泥作為一種含水率較高且含有大量有機(jī)物的廢棄物，其實(shí)潛在著巨大的可回收利

2、用價(jià)值。用超臨界水氣化技術(shù)來(lái)處理城市污水污泥，不僅可以從中獲得二次可燃燒的清潔能源，緩解能源危機(jī)，同時(shí)對(duì)大量難以處置的污泥進(jìn)行了無(wú)害化處理，大大緩解了城市污水污泥處置的壓力。在實(shí)驗(yàn)中，我們利用間歇式反應(yīng)器，主要研究了城市污水處理廠中消化污泥的超臨界氣化反應(yīng)。通過(guò)學(xué)習(xí)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，我們得知影響超臨界氣化反應(yīng)的因素主要有:溫度、壓強(qiáng)、反應(yīng)時(shí)間、污泥濃度等。實(shí)驗(yàn)后，將所收集到的氣體樣品通過(guò)氣相色譜進(jìn)行定性定量分析。
　　 本次研究

3、主要在以下反應(yīng)條件下進(jìn)行:溫度(350℃-425℃)、壓強(qiáng)(25MPa-35MPa)、反應(yīng)時(shí)間(10min-50min)、污泥濃度(5wt％-25wt％)。在研究中，我們對(duì)上述影響因素做了調(diào)查研究，以期獲得污泥超臨界氣化反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件。研究發(fā)現(xiàn)，污泥氣化的氣體產(chǎn)物主要有CH4，CO，CO2，還有少量的C2H4等。研究結(jié)果表明，當(dāng)消化污泥的濃度在10wt％，反應(yīng)溫度在425℃，反應(yīng)的停留時(shí)間在50min，反應(yīng)壓強(qiáng)在25MPa的時(shí)候，此

4、時(shí)的條件是最有利于提高污水污泥的氣化率和碳?xì)饣实摹?br>　　 此外，為了研究比較添加催化劑時(shí)的超臨界氣化反應(yīng)與沒(méi)有添加催化劑時(shí)超臨界氣化反應(yīng)的區(qū)別，我們對(duì)添加K2CO3這一反應(yīng)的催化劑也進(jìn)行了研究。當(dāng)2.6g的K2CO3加入到反應(yīng)物中時(shí)，我們得到了高達(dá)25.26％的氣化率以及高達(dá)20.02％的碳?xì)饣?，這一氣化效率幾乎是沒(méi)添加催化劑時(shí)所獲得的氣化效率的四倍。因此K2CO3已經(jīng)被證明是一種在污泥的超臨界氣化反應(yīng)中具有非常有效的催化劑