市政污泥与烟煤的混合热解特性实验研究

采用热重分析法对市政污泥(污泥SZ)与大同烟煤(煤样DT)及其混合物进行了热解实验研究,揭示了污泥SZ和煤样DT及其混合物热解特性的异同,研究了污泥SZ和煤样DT及污泥SZ的掺比量对两者热解特性的影响,结果表明,市政污泥的挥发分析出特性远好于烟煤;市政污泥和烟煤的热解特性存在显著差异,主要表现在总失重率、失重速率及挥发分析出温度区间等;污泥SZ与煤样DT的掺混对两者的热解过程都有催化作用,而且各自最大催化作用时的掺比量也不相同;市政污泥与烟煤混合物的热解特性与两者的混合比例有关。     

污泥-煤粉协同燃烧工艺中热解过程的特性研究

将干燥后的上海市生活污水处理厂污泥和蒙西烟煤煤粉分别按照5%∶95%,10%∶90%,30∶70%的质量比掺混，取(6.5±0.5) mg共混物利用热天平进行热重实验，升温速率为30℃/min,终温为800℃。选取干基污泥和干基煤粉质量比为30%∶70%的共混物在热裂解-气相色谱质谱联用仪(Py-GC/MS)上进行快速热解实验，研究了两者协同燃烧中污泥掺混对煤粉热解挥发分释放的影响。结果表明：污泥单独热解挥发分的主要释放峰集中在320℃,440℃与730℃,有别于煤粉单独热解挥发分的主要释放峰位置480℃和635℃。煤粉掺烧10%和30%比例的污泥后，600℃以下热解活化能明显降低；污泥掺烧比例越大，热解活化能降低越多。600℃以上热解活化能变化不大。700℃时掺烧污泥会生成更多的碳数为1～8的小分子气态有机物，这区别于煤粉或污泥单独热解的情况。污泥热解产物富含醇、酸、酯和酮，煤粉热解产物以碳氢化合物为主。掺混热解后，酯类产率降低，酸增多，酚类和烃类平均相对分子质量降低。这与污泥中灰的催化作用以及污泥为反应提供了H·和OH·有关，是600℃下活化能降低的主要原因。     

不同来源污泥热解油中多环芳烃分布特征

分析了4种不同来源污泥的热解油中16种EPA-PAHs生成分布,并探讨了污泥原样中自由赋存PAHs和污泥泥质特性（碳含量、H/C摩尔比、O/C摩尔比及挥发分含量等）的影响。结果表明,4种来源污泥热解油中均不同程度包含16种EPA-PAHs,∑EPA-PAHs含量分布次序为：工业印染污泥热解油（21.72 mg·kg^-1）>生活污泥热解油（14.10 mg·kg^-1）>造纸污泥热解油（13.72 mg·kg^-1）>食品污泥热解油（5.48 mg·kg^-1）,且以低环（2R）和中环（3R和4R）PAHs为主,其总量占∑EPA-PAHs的95%以上。热解油中PAHs含量高低与污泥自身赋存的自由PAHs含量具有一定关联;泥质特性对热解油中EPA-PAHs含量分布也呈现了不同程度影响,随着污泥泥质特性变化,3R和4R-PAHs含量变化规律较相似,均在碳含量为30.96%、H/C摩尔比为1.1、O/C摩尔比为0.33和挥发分为35.5%时达到最高水平;2R-PAHs含量在碳含量为20.75%、H/C摩尔比为1.44、O/C摩尔比为0.6和挥发分为46.3%时达到最高水平。     

不同来源污泥热解油中多环芳烃分布特征

分析了4种不同来源污泥的热解油中16种EPA-PAHs生成分布,并探讨了污泥原样中自由赋存PAHs和污泥泥质特性(碳含量、H/C摩尔比、O/C摩尔比及挥发分含量等)的影响。结果表明,4种来源污泥热解油中均不同程度包含16种EPA-PAHs,∑EPA-PAHs含量分布次序为:工业印染污泥热解油(21.72 mg·kg-1)生活污泥热解油(14.10 mg·kg-1)造纸污泥热解油(13.72 mg·kg-1)食品污泥热解油(5.48 mg·kg-1),且以低环(2R)和中环(3R和4R)PAHs为主,其总量占∑EPA-PAHs的95%以上。热解油中PAHs含量高低与污泥自身赋存的自由PAHs含量具有一定关联;泥质特性对热解油中EPA-PAHs含量分布也呈现了不同程度影响,随着污泥泥质特性变化,3R和4R-PAHs含量变化规律较相似,均在碳含量为30.96%、H/C摩尔比为1.1、O/C摩尔比为0.33和挥发分为35.5%时达到最高水平;2R-PAHs含量在碳含量为20.75%、H/C摩尔比为1.44、O/C摩尔比为0.6和挥发分为46.3%时达到最高水平。     

污水污泥气化焦油热解特性的研究

利用热重分析方法,对由5种不同性质污泥在气化温度600℃、700℃和800℃下进行外热上吸式固定床空气气化时制得的9种污泥气化焦油的热解特性进行了研究.结果表明:9种气化焦油热解时均分为3个阶段,分别是水和低沸点有机物的挥发、有机物挥发分解以及残余物分解.污泥厌氧消化和污水处理工艺中的厌氧过程均使800℃下制得的气化焦油中低分子有机物含量增加,但对第二阶段挥发的轻质及重质非极性有机物总含量的影响很小,且使气化焦油的热解特性变差.气化温度对未消化污泥气化焦油热解时第一和第二阶段失重率的影响变化规律与消化污泥气化焦油的不同,且气化焦油的热解特性优于污泥热解焦油.热解动力学研究表明,9种气化焦油热解机理函数彼此不完全相同,且热解活化能均较低,具有良好的热解特性.     

陕北地区污泥理化性质及热解特性

采用热重分析法,选用煤和煤灰分别与陕北地区生活污泥和含油污泥进行共混,研究其热解特性。根据不同污泥的热重曲线和微熵热重曲线,计算热解特征参数和热解动力学参数,分析了煤及煤灰分别对生活污泥和含油污泥热解过程的影响。结果表明:添加50%污泥使得煤的热解初析温度Ts降低了159℃,总失重量R增加了38%,挥发分综合释放特性指数D提高了3倍;添加1%煤灰,含油污泥的热解最大失重速率(dw/dt)max增大14%,综合挥发分析出特性指数D增大16%。证明煤及煤灰分别与生活污泥和含油污泥的共混可提高其整体热解性能。     

高挥发分煤与高硫焦煤共热解过程中硫的迁移

用固定床反应器进行高挥发分烟煤和高硫焦煤的热解实验,利用气相色谱、热重、质谱等研究了高挥发烟煤和高硫焦煤混合共热解过程中硫的转化。结果表明,在共热解过程中发生了硫的迁移行为,高挥发分烟煤中的含氢自由基可以与高硫焦煤中的硫结合,生成H₂S,增加了挥发分中的硫含量,降低了焦中的硫含量,增加高硫炼焦煤的使用,可以降低配煤成本。     

神木煤与生活污泥共热解特性及动力学分析

采用热重分析仪,对不同混合比例的煤泥混样进行热解特性及动力学研究。根据各试样的热重曲线(TG)和微熵热重曲线(DTG),计算热解特征参数和动力学参数,重点分析了生活污泥的添加量对神木煤热解过程的影响。结果表明:煤与生活污泥的热解过程有很大差异,主要表现在挥发分初析温度、总失重率及最大失重速率。随着污泥添加量的增加,煤泥混样热解各阶段的最大失重速率、热解总失重率逐渐增加,而热解初析温度及热解活化能逐渐减小,表明污泥的添加对煤的热解具有促进作用。污泥质量分数为90%时,煤泥混样的热解特性最优,挥发分综合释放特性指数D和热解活化能分别是煤单独热解时的2. 86倍和75%。     

不同温度区间内污泥热解气固相产物特征

对城市污水污泥（简称污泥）进行工业分析和热重分析,考察污泥的基本组成和热重特性;采用气相色谱（GC）检测了不同热解温度区间内污泥热解生成的气体产物成分,并利用SEM和BET分别分析了不同热解终温下裂解炭的形貌特征和比表面积。结果表明：污泥热解可以分为水分析出阶段、挥发分析出阶段和焦炭化阶段;不同热解温度区间内污泥热解气体产物的组成有很大差别,热解温度350℃后H₂在热解气中的含量快速增加,CH₄含量在350～450℃时达到最大值,而CO主要在热解温度为350～750℃时生成,CO₂含量随着热解温度的增加迅速下降;随着热解终温的不断升高,裂解炭结构变得越来越疏松,比表面积也随之增大,750℃达到最大值55 m²·g^-1。     

基于组分协同效应的造纸厂固体废弃物热解特性研究

为了明晰真实组分比例下实际造纸固废的热解特性以及组分间协同效应对热解行为的影响,通过人工分拣确定实际造纸固废的真实组分比例,进行了TG-FTIR和Py-GC/MS实验,并结合DG-DAEM动力学分析,系统地研究了组分协同效应对造纸固废热解行为及其主要热解产物分布的影响机制。结果表明,组分协同效应对实际造纸固废热解过程具有显著影响。组分协同效应不仅有利于造纸固废热解过程中挥发分的释放,还可以有效促进CH₄小分子的生成。进一步的动力学分析表明,造纸固废混合样品热解过程中降解反应更占优势。此外,在不同温度下,混合样品主要液态热解产物分布中碳氢化合物相对含量的实验值总是高于其理论值,而总的含氧组分的相对含量的实验值总是低于其理论值,混合样品组分间的协同效应有利于热解产物中含氧组分的脱氧以及向烃类产物的转化。     

利用碱性物质对污泥改性制备污泥水煤浆的实验研究

针对污泥水分高、表面亲水性官能团多、持水性强、难以直接与煤掺混制备水煤浆的特性,进行了添加碱性物质对污泥改性制备污泥水煤浆的研究。结果表明,污泥经NaOH改性后,与煤掺混可以制备出浓度较高、黏度、流动性均好的污泥煤浆。同时发现,选用碱性造纸黑液改性污泥,不仅可以制备出性能好的污泥煤浆,而且可以节约制浆用水、添加剂,减轻了造纸黑液对环境造成的污染。     

基于煤泥循环流化床燃烧技术的脱硫研究与应用

异比重煤泥流化床燃烧技术具有煤泥结团燃烧、大粒度高位给料、不排渣运行等特点,结合循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫技术,针对异比重煤泥循环流化床锅炉进行了两种脱硫技术工艺的探索和应用,确定脱硫剂与煤泥混合添加工艺脱硫效果较好,具有较强的实用性。     

Thermogravimetric study for the co-combustion of coal and dried sewage sludge

The co-combustion of dried sewage sludge with coal is a promising method to dispose of and treat sewage sludge waste. Because sewage sludge has a different elemental composition than coal, the co-combustion of sewage sludge with coal may have different combustion characteristics than the single combustion of coal. In this study, the co-combustion of dried sewage sludge with coal was tested varying heating rates and mixing ratios of the dried sewage sludge. The results were analyzed using thermogravimetric (TG) and derivative thermogravimetric (DTG) curves and modeled using Ozawa-Flynn-Wall and Vyazovkin models. The mixed samples of coal and dried sewage sludge showed similar TG curves to the coal sample. The co-combustion showed activation energies close to that of the single coal combustion. This suggests that the co-combustion of coal and dried sewage sludge has similar combustion behavior to the single combustion of coal for mixing percentages of dried sewage sludge up to 20%.     

膜生物反应技术处理造纸废水试验

本文初步研究了膜生物反应器在难降解的造纸废水中的处理效果,并与传统的活性污泥法和生物接触氧化法进行了对比,本文还进行了膜生物反应器曝气池中污泥浓度与CODCr去除率关系的研究。试验结果表明：在同样水质的条件下,膜生物反应器的处理效果明显好于普通的生物法。污泥浓度达6000mg／L以上时,膜生物反应器出水CODCr可降至100mg／L以下。而普通的生物法却无法达到这一数值。     

准东煤与污泥共热解过程中NOx前驱物释放规律

借助热重-质谱联用（TG-MS）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）以及原位漫反射傅里叶变换红外光谱（in situ DRIFT）等实验手段对准东煤与污泥的混合物进行共热解实验,研究了污泥质量百分比为25%、50%、75%时混合物热解主要NO_x前驱物的释放规律,探讨了准东煤中矿物质以及混合物中官能团的变化对NO_x前驱物释放的影响。实验结果表明：混合热解过程中NH₃、HCN的产率不随污泥掺混比的增大而增加,掺混比为50%左右时NO_x前驱物的释放量相对较低。准东煤内在碱金属及碱土金属以及混合热解过程中各官能团的协同效应对NO_x前驱物释放具有抑制效果。     

污泥煤浆气化制氢工艺研究

介绍污水处理厂剩余污泥与煤制成污泥煤浆进行气化制氢的方法和流程,分析其经济性和可靠性。研究发现,污泥煤浆气化出口合成气有效气约为80%,冷煤气效率约为72%,合成气产出率约为86%。污泥煤浆制氢能耗约为20.5GJ/1000m3H2,污泥添加量每增加5%,单位制氢能耗增加1.5%。采用污泥煤浆制氢,主要原料成本约920元/1000m3H2,且随着污泥添加量的增加,制氢成本下降。采用污泥制氢能处理到非常难于处理的废弃物,具有很好的经济效益和环境效益。     

造纸废水污泥处理技术及资源化利用研究

造纸废水污泥是一种富含纤维素、半纤维素、多种有机物的固体物质,其有效处理是解决造纸污泥资源化利用和环境保护的首要问题。本文概述了国内外造纸废水污泥处理技术的发展现状和研发成果。介绍了造纸污泥在多个领域的资源化利用。     

干化污泥型煤抗压强度的实验研究

利用微波干燥脱水污泥制备型煤粘结剂,与粉煤混合压制成型煤。通过正交试验考察成型压力、干化污泥含水率及添加比例对型煤抗压强度的影响。结果表明：微波干化的污泥型煤较粘土型煤的抗压强度大;成型压力、干化污泥含水率及添加比例均为型煤抗压强度的显著因素,各因素优化范围：成型压力为25～30MPa,干化污泥水分为40％左右,干化污泥添加比例为20％～30％。     

Possibility of using paper sludge in co-firing applications

The possibility of co-processing paper sludge with coal in power plants for power production and useful products was investigated as an alternative to the disposal option. The thermal behaviour of the fuels and their blend during pyrolysis and combustion processes was studied, kinetic models were developed and the compatibility of each component in the blend was evaluated. The experiments were conducted in a thermogravimetric analysis system, at non-isothermal heating conditions, over the temperature range 25-850 °C. The effect of the inorganic constituents of the fuels and their mixture on thermal conversion characteristics, reactivity, slagging and fouling propensities and environmental pollution was examined.The thermochemical reactivity of the two fuels was different in both nitrogen and air. Devolatilization of paper sludge occurred earlier and with a higher rate, while its combustion was hindered by the high content of ash. When the two fuels were mixed their pyrolysis or combustion reactivities did not substantially change. A first-order parallel reactions model for pyrolysis and a power low model for combustion fitted the experimental results accurately. The kinetic parameters of the blend could be predicted from the data of the individual components. Co-firing paper sludge with subbituminous coal might somehow improve the slagging/fouling potential of the coal. However, if the mineral matter of paper sludge is partly removed before use, then the combustion behaviour of the mixture could resemble that of coal alone and the overall efficiency of the process would increase.     

壳牌煤气化装置之煤泥综合利用的试验及应用

河南龙宇煤化工有限公司正在运行的1套壳牌煤气化装置和正在安装的2台五环炉煤气化装置共产生煤泥220 t/d（设计排放量）,该公司采用高压、高浓度、长距离、全封闭的管道输送方式,将煤泥输送到公用工程锅炉内进行二次焚烧,以实现大型煤气化装置生产资源的综合利用。简述了煤泥综合利用系统的工艺设备和工艺流程;论述了该系统的创新特...