城市污水污泥熱解特性與熱解氣化實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、城市污水污泥問題是目前困擾城市健康迅速發(fā)展的一個(gè)嚴(yán)重而緊迫的問題，世界各國(guó)都在尋求污泥處理的理想途徑。過去污水污泥被視作廢物，現(xiàn)在人們己經(jīng)發(fā)現(xiàn)污水污泥是一種資源，一旦被合理運(yùn)用，污水污泥處置的前景便更加明確和具有現(xiàn)實(shí)意義。本文通過對(duì)南昌市青山湖污水處理廠污水污泥進(jìn)行的熱解特性及熱解氣化實(shí)驗(yàn)，對(duì)污泥的熱解特性進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，并針對(duì)不同的熱解溫度進(jìn)行了熱解氣化實(shí)驗(yàn)研究。本研究的開展對(duì)實(shí)現(xiàn)南昌污水污泥的穩(wěn)定化、無害化、減量化與資源化具有

2、重要的理論與實(shí)際意義。 1.城市污水污泥熱解特性的實(shí)驗(yàn)研究主要包括四部分：工業(yè)分析、元素分析、熱值的測(cè)定以及熱失重分析。 （1）城市污水污泥的工業(yè)分析主要包括了收到基污水污泥的含水率、干燥基污泥的揮發(fā)分、干燥基污泥的灰分以及固定碳四項(xiàng)。分別為80.772％、31.258％、63.680％和5.062％，由以上數(shù)據(jù)我們可以知道青山湖污水處理廠污泥具有一般污水污泥的典型特點(diǎn)，即：高含水率、高干燥基揮發(fā)分和低干燥基固定碳的

3、特點(diǎn)。 （2）通過城市污水污泥的元素分析可以得到：N 含量為2.429％、C 含量為15.96％、S 含量為0.89％、H 含量為5.47％。 （3）通過自動(dòng)熱量計(jì)測(cè)定得到城市污水污泥的熱值為7107.55 J/g。 （4）從城市污水污泥的熱失重分析可以知道，城市污水污泥在氮?dú)鈿夥障聼峤獯嬖谌齻€(gè)明顯的階段：水分析出階段、揮發(fā)分析出階段和無機(jī)物分解階段，而且前兩個(gè)階段都存在兩個(gè)失重峰，無機(jī)物分解階段失重峰不明

4、顯；加熱速率在10K/min、20K/min 和40K/min 的情況下，最大失重速率分別出現(xiàn)在329.128℃、339.208℃和352.814℃。 2.污水污泥熱解動(dòng)力學(xué)方程以及動(dòng)力學(xué)參數(shù)的求解用Malek 法將實(shí)驗(yàn)曲線與20 種常用的固態(tài)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的標(biāo)準(zhǔn)線進(jìn)行對(duì)比來選擇最可幾的機(jī)理函數(shù)(MLF)，然后用Li Chung-Hsiung 法對(duì)選擇產(chǎn)生的最可幾機(jī)理函數(shù)進(jìn)行擬合。結(jié)果表明可以用模型函數(shù)( ) G a = 1

5、(1 ) 1 a - - -來較好的描述，其反應(yīng)機(jī)理方程為2 ( ) (1 ) f a a = - ，并根據(jù)模擬結(jié)果求出不同升溫速率下的活化能E 和指前因子A。升溫速率為10K/min，E=27.0895 KJ/mol，A=7.0678×104min-1；升溫速率為20K/min，E=30.5332KJ/mol，A=9.2333×104 min-1；升溫速率為40K/min，E=26.1633 KJ/mol，A=45.0278×104