污泥的热解特性实验研究

采用热重分析仪对城市污水处理厂及造纸厂废弃污泥的热解特性进行了实验性研究,考察热解温度、升温速率和混煤比例等不同操作参数下的污泥失重特性.实验结果发现,污泥热解过程经历了三个阶段:水分挥发阶段,挥发分挥发阶段和固定碳燃尽阶段;污泥与煤混合物的热解速率在固定碳燃尽阶段与单独污泥热解相比较得到了较大的提高;混煤后污泥的活化能与频率因子都有显著的下降.     

印染污泥热解和燃烧特性的对比实验研究

为了研究印染污泥热解和燃烧的特性,利用差热－热重分析实验,对印染污泥的热解与燃烧 特性进行了热重研究,并考察了升温速率对热解和燃烧过程的影响,获得如下结果：印染污泥热解 和燃烧的失重过程,都可分成四个阶段,但它们在２５０℃以后的失重特点有所不同：燃烧过程第三 阶段存在较明显的固定碳燃烧,且由于前一阶段挥发分燃烧放热的作用,使部分失重提前;升温速 率越高,会导致污泥的内外温差增大,从而使热解与燃烧过程中失重峰滞后．因此,印染污泥热解和 燃烧过程的热重特性是彼此关联和有所不同的,对印染污泥的处置有重要影响．     

聚氯乙烯的热解特性和热解动力学的研究

为了研究聚氯乙烯废弃物的热解特性,利用热重分析仪（TGA）,在氮气气氛下进行热重实验。在不同流量、不同升温速率下对PVC进行热解,通过热重曲线和热重微分曲线分析其稳定性,建立反应动力学方程,揭示了PVC的热稳定性、热解反应级数和热解活化能。研究结果表明：热解过程可分为3个阶段,250~350℃为第一失重阶段,350-450℃为稳定阶段,450～600℃为第二失重阶段。PVC的热解为一级反应过程,两个失重阶段的热解活化能受氮气流量、升温速率影响稍有差异。     

甘蔗渣在N2及CO2气氛下的热解特性研究

利用德国耐驰STA 409 PC Luxx同步热分析仪,对甘蔗渣在N2及CO2气氛下,不同升温速率时的热解特性进行了研究.结果显示:随着升温速率的增大,残余质量增大,热解峰值增大,失重峰对应温度也增大.     

变压器油劣化动力学分析

采用热重分析法对变压器油样品的热解行为进行研究,分析变压器油在不同升温速率时的热解特性,根据Coats-Redfern法描述热解过程,计算变压器油在不同升温速率下的热解动力学参数。结果表明：变压器油的热解过程可以分为3个阶段,热解的主要区域的反应级数为1,活化能和频率因子随加热速率的提高而轻微上升.采用DSC法在150℃恒温得到变压器油的氧化诱导期是25 min.     

城市污泥燃烧特性及动力学研究

为研究污水厂污泥的燃烧特性及动力学规律,采用热重-差式扫描(TG-DSC)同步热分析仪对空气干燥污泥在空气流中进行燃烧实验,通过TG和DTG曲线对污泥的燃烧行为进行分析,针对观察到的新的现象,对热失重过程作了新的划分.实验结果表明,污泥的失重过程可分为水分析出阶段、污泥热解阶段、半焦热解到半焦起始燃烧的过渡阶段、半焦快速燃烧阶段以及矿物质分解阶段.升温速率较高时,半焦起始燃烧反应在时间上有所滞后,着火时温度较高,导致燃烧速度较快,失重率也较高.采用积分法进行动力学分析,求解出了燃烧过程主要阶段的化学反应动力学参数.     

N2/CO2气氛下工业危废污泥热解气化的TG-FTIR分析

采用热重-红外联用技术（Thermogravimetric analysis-Fourier transform infrared spectroscopy, TG-FTIR）对CO₂和N₂气氛下工业危废污泥的热化学转化特性展开研究,重点考察不同气氛对污泥热解气化过程的影响。主要分析不同气氛下污泥的热转化失重、产物析出规律及不同反应阶段的反应动力学特性。热重分析表明,CO₂对污泥热转化的影响主要在700℃以上温度范围;CO₂参与焦炭的气化反应,失重速率大幅提升,促进了CO,CH₄,NH₃在高温下的析出。红外分析显示,CO₂和N₂气氛下,反应温度在1 000℃左右时均有大量甲基化合物析出,且CO₂气氛下强度更高。各反应阶段活化能随温度升高逐渐增加,污泥与CO₂气化反应速率高于相同反应阶段N₂下的热解反应速率。     

O2/CO2气氛下污泥与烟煤混合燃烧特性

在热重分析仪上开展不同参数条件下污泥和烟煤混合燃烧实验,分析污泥掺混比、升温速率和O2/CO2体积比对燃烧特性的影响,进行燃烧动力学分析.结果表明:O2/CO2气氛下,烟煤掺烧污泥的混合燃烧特性表现为污泥与烟煤燃烧叠加的结果;随着升温速率由10℃/min增加至25℃/min,着火和燃尽温度均升高,着火时间延迟和燃尽时间延长,表观活化能升高;随着O2/CO2体积比的增大,着火温度和燃尽温度均降低,着火时间提前且燃尽时间缩短,表观活化能降低,当O2体积分数超过30%时,燃烧性能改善的幅度越来越小.     

生物质秸秆热解反应及动力学分析

为了对生物质热解设备进行分析和计算,用热重分析仪分别对稻草和玉米秸秆在不同升温速率下进行了热分析研究。结果表明:稻草和玉米秸秆的热解特性基本一致,热解过程可以用同一种模型描述;随升温速率的提高,热解最高速率及其对应温度明显提高。氮气气氛下第一阶段的热解较滞后,空气气氛下DTG失重峰均有提前。并利用Coats-Redfern法计算得到了稻草和玉米秸秆在不同升温速率下的反应动力学参数,为进一步研究生物质的实际热解过程提供了基本的理论依据。     

油页岩与木屑混合热解特性研究

利用热重分析法,研究了茂名油页岩与木屑在不同升温速率与四种混合比下热解特性,探讨油页岩与木屑共热解时的协同作用。实验结果表明:油页岩与木屑混合热解特性并非二者单独热解的简单叠加,升温速率20℃/min、混合比6:4时混合热解相较于单独热解程度更深,协同特性体现得最为明显。在10℃/min升温速率下,混合热解表现为对热解的抑制作用。     

微波高温热解污水污泥制备生物质燃气

为实现污水污泥安全处理处置及能源化的目标,提出一种微波高温热解污水污泥制备生物质燃气的方法.该方法通过在污水污泥中添加不同的微波能吸收物质(活性炭、SiC、石墨及固体残留物),实现污水污泥在微波场内的快速升温及高温热解.采用气相色谱(GC)、气质联用(GC-MS)等方法测定热解气组成、热值、H2S及含氮气体产率,以评价微波高温热解污水污泥制备生物质燃气效能与安全性.结果表明,污泥热解气主要由H2、CO、CO2、O2和CxHy组成,H2S及含氮气体的有效控制是该方法应用的关键.     

页岩油泥催化热解研究

在管式反应器上,考察了页岩油泥在不同催化剂（ Al2 O3、K2 CO3、Fe2 O3）及比例（质量比为13、15、110）下的热解行为,着重研究了催化剂对产油率和热解油馏程的影响。结果表明：油泥催化热解效果良好,碳酸钾在15时,产油率达到44.08%,氧化铝在13时,产油率达到45.42%,与无催化剂相比,分别提高了28.97%和32.89%。对馏程的促进方面,氧化铁表现突出,在15和110时,均使得重、柴油含量下降,汽油含量上涨。催化热解是按碳正离子机理进行的,重质油发生裂化反应,烷烃出现聚合反应,均提高轻质油的产量。     

低阶烟煤热解特征指数的解析与应用

为评价低阶烟煤的热解反应活性,基于烟煤热重分析提出了一个简单、定量的参数———热解特征指数P.采用热重分析仪对集贤气煤和东荣长焰煤在升温速度为5,15和30℃/min下进行热解,对比了P与其他煤热重分析结果对煤热解反应活性的表征效果.结果表明:TG,DTG曲线和最大失重Wmax不随变质程度或升温速度呈规律性变化,通过TG,DTG曲线和Wmax的变化规律来判断煤种和升温速度对热解反应活性的影响并不合适;当升温速度为30℃/min时,集贤气煤的最大反应速度(dW/dt)max和热解产物释放特性指数R挥发均大于东荣长焰煤,这与煤化学基本理论相悖,所以利用(dW/dt)max和R挥发比较不同煤种的热解反应活性也缺乏准确性;热解特征指数P随升温速度的提高而明显增大,在5,15和30℃/min下,东荣长焰煤的P均略大于集贤气煤,所以P能准确、定量地反映煤种、升温速度对低阶烟煤热解反应活性的影响规律,可用于评价低阶烟煤在整个热解过程中的反应活性.     

污泥处置过程中主要有机污染物生成及迁移转化规律

多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等有机污染物广泛存在于各种污泥中.污泥主要有填埋、堆肥、焚烧和热解等处置方法,各种处置方法在无害化处理、资源化、能源化利用方面各有侧重,而有机污染物的消除是污泥无害化处理的重要内容,也是污泥资源化、能源化利用的基础.从污泥不同处置技术入手,系统总结了现有的处置技术中各主要有机污染物生成、迁移及转化规律.生物降解作用是填埋和堆肥技术中有机污染物减少的主要因素.焚烧过程中二噁英的产生量与温度、氧含量、氯含量、颗粒物表面的金属离子等因素密切相关,污泥热解过程中PAHs的生成机理为狄尔斯-阿尔德反应机理,加热温度、加热方式和添加剂均会影响热解油中PAHs含量,在此基础上指出了污泥处置技术的研究热点在于优化处置过程的控制参数,达到有效减少和抑制有机污染物的生成的目的,进而实现污泥资源化和能源化利用.     

Pyrolysis and co-pyrolysis of lignite and plastic

The study firstly discusses the pyrolysis characteristics and kinetics by thermogravimetric analysis (TGA), and then investigates the pyrolysis of lignite and co-pyrolysis with plastic (polyethylene or polypropylene) in tube furnace. Meanwhile, the research focuses on the co-pyrolysis products under different mixing ratios as well as pyrolysis products at different testing temperatures and heating rates. The results show that higher final testing temperature and lower heating rate contribute to bond fission in lignite pyrolysis, resulting in less char product. In co-pyrolysis, lignite acts as hydrogen donor, and the yields of char and water rise with increasing amount of plastic in the mixture, while the yields of gas and tar decrease; and a little admixture of plastic will promote the production of gas and tar. Kinetic studies indicate that in temperature range of 530–600 °C, activation energies of lignite are higher than those of lignite/plastic blends, and as plastic mass ratio increases from 0% to 10%, samples need less energy to be decomposed during co-pyrolysis.     

废旧冰箱保温材料热解气体的红外光谱研究

采用热重-红外光谱联用技术分析了废旧冰箱保温材料在加热速率20℃／min条件下、40-850℃范围内的热失重行为、气体产物组成和释放规律。结果表明：物料热解气体释放强度变化与热失重变化趋势基本一致;热解产物含有C02、氟氯烃、CFC．11、H20、醇类、烃类、CO、羰基化合物、胺类化合物及芳香族化合物等物质。其中CO2在260—480℃的主热解阶段大量释放;发泡剂CFC．11集中在135—270℃析出：CH4主要在350—700℃的温度区间析出;CO在520℃附近形成最大吸收峰。热解气体中还检测到少量NH3和HCN,是原料组成聚氨酯结构中的氮元素热解所致。