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)出的獨特化學(xué)性質(zhì)，將反應(yīng)物中的有機物分解成可燃氣體，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廢物，無需高能耗的干燥過程，而且氣化的效率高，過程封閉，清潔無污染，顯現(xiàn)出巨大的開發(fā)潛力。目前，城市污水污泥產(chǎn)量呈逐年上升的趨勢，這就給污泥的處置帶來了巨大壓力。城市污水污泥作為一種含水率較高且含有大量有機物的廢棄物，其實潛在著巨大的可回收利

2、用價值。用超臨界水氣化技術(shù)來處理城市污水污泥，不僅可以從中獲得二次可燃燒的清潔能源，緩解能源危機，同時對大量難以處置的污泥進行了無害化處理，大大緩解了城市污水污泥處置的壓力。在實驗中，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)。通過學(xué)習(xí)查閱相關(guān)文獻資料，我們得知影響超臨界氣化反應(yīng)的因素主要有:溫度、壓強、反應(yīng)時間、污泥濃度等。實驗后，將所收集到的氣體樣品通過氣相色譜進行定性定量分析。
　　 本次研究

3、主要在以下反應(yīng)條件下進行:溫度(350℃-425℃)、壓強(25MPa-35MPa)、反應(yīng)時間(10min-50min)、污泥濃度(5wt％-25wt％)。在研究中，我們對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)的停留時間在50min，反應(yīng)壓強在25MPa的時候，此

4、時的條件是最有利于提高污水污泥的氣化率和碳氣化率的。
　　 此外，為了研究比較添加催化劑時的超臨界氣化反應(yīng)與沒有添加催化劑時超臨界氣化反應(yīng)的區(qū)別，我們對添加K2CO3這一反應(yīng)的催化劑也進行了研究。當(dāng)2.6g的K2CO3加入到反應(yīng)物中時，我們得到了高達25.26％的氣化率以及高達20.02％的碳氣化率，這一氣化效率幾乎是沒添加催化劑時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