脱墨污泥热分解特性及其热解动力学浅析

利用热重分析法和实验室自行设计的静态热解炉对脱墨污泥的热解行为及热裂解特性进行了研究,探讨了不同升温速率对脱墨污泥热解反应特性的影响,并根据微分热重曲线建立了动力学模型,计算热解反应的动力学参数.结果表明,脱墨污泥的热失重过程可分为水分析出、挥发物质析出、固定碳燃尽和碳酸钙热分解4个阶段,其热解反应动力学为3个三级反应.从利用电子探针显微技术、气相色谱和傅里叶红外分析方法对热裂解产物进行表征的结果来看,造纸脱墨污泥具有很好的资源化综合利用前景.     

脱墨污泥催化热解特性及动力学研究

利用热重分析法,对不同升温速率和催化剂条件下脱墨污泥的热解特性进行了研究,采用Coats-Redfern法对得到的热失重曲线进行模拟并建立动力学模型,计算了脱墨污泥热解的动力学参数。结果表明,脱墨污泥的热解反应为一级三段反应;在脱墨污泥催化热解的低温段(220～370℃),催化剂的催化作用由大到小的次序为：MgCl2＞CaCl2＞ZnCl2＞NaCl,MgCl2、CaCl2和ZnCl2的添加降低了低温段的活化能和最大失重速率;在高温段(600～750℃),4种催化剂的催化效果差别不大,均可使脱墨污泥热解曲线向低温区域移动,且最大失重速率明显降低。与未加催化剂的脱墨污泥相比,添加催化剂后脱墨污泥的低温段和高温段热解的活化能均有所降低,其中高温段的活化能降低50%以上。     

脱墨污泥热解气化特性研究

采用XRD、SEM、FTIR等测试手段对脱墨污泥的物相、形态及结构进行了表征。在CO2气氛下,利用TG-FTIR联用技术研究了脱墨污泥的热解气化特性。研究结果表明:脱墨污泥含有碳酸钙、高岭土、油墨及短纤维素纤维;脱墨污泥的热解气化过程可以分为3个阶段,即水分析出阶段、有机物分解和高岭土失水阶段以及矿物质分解和残炭气化阶段;温度在345℃左右产生CO和羟基物质,483℃左右产生C6H6和甲氧基化合物,800℃左右产生大量CO;热解气化产物还有酮、羧酸、烯烃、芳香族化合物、烷烃、酯、醇、苯及苯的衍生物等。     

脱墨污泥资源化利用新技术

对脱墨污泥的化学组成、物理化学特性及热解特性进行了详细的评述;介绍了国内外关于脱墨污泥资源化利用的新技术,主要包括:脱墨污泥生产造纸用填料和涂布颜料、制造高质量板材、改良土壤、焚烧回收能量、作填充剂和复合改性剂等。     

脱墨污泥的化学组成与热解特性分析

借助于元素分析仪、等离子体发射光谱、热失重分析及其他物理化学分析方法对广州造纸厂废纸制浆车间脱墨污泥的化学元素组成、热分解特性等物理化学特性进行了初步分析研究，旨在为脱墨污泥的资源化利用提供研究基础。     

生物质/污泥混合热解特性的研究

为了研究纤维素类原料与污泥的混合热解特性,将树叶和市政污泥进行混合,使用小型固定床反应器进行热解-催化2段实验。通过改变物料的混合比例,研究固体产量、液体产量、燃气产量、产气动力学以及气体产物中不同成分(H2、CO、CH4、CO2)的体积百分数随混合比例变化的规律,并且通过与产物理论产量的对比,得到了物料混合对热解产气的影响情况,同时对物料不同混合比例下的产气情况进行了评价。     

脱墨污泥配抄纸板的性能

本文将脱墨污泥与CTMP、OCC浆、混合办公废纸屑浆三类浆料,按不同比例进行配抄,考察了手抄纸板物理强度等特性的变化规律.结果表明在对脱墨污泥和3种纤维不做任何处理的情况下,从撕裂指数、耐破指数和抗张指数3种强度指标来看,脱墨污泥与OCC浆配抄优于与CTMP和混合办公废纸屑浆配抄.OCC浆和混合办公废纸屑浆的效果在紧度方面比较相近,可通过提高OCC浆的打浆度来改善紧度,而在挺度方面,以CTMP最佳.透气度和吸水性都反映了纸板的多孔性,均以CTMP的透气度和吸水性最大.但通过添加适量的防水剂可以使纸板的吸水值在要求的范围内.     

催化剂对造纸污泥热解特性的影响

研究了Na2CO3、Na2SO4、NaCl、K2CO3、K2SO4、KCl 6种化合物对造纸污泥热解的催化作用,利用热天平分别将其按一定比例与污泥混合后进行热重实验,对加入催化剂的污泥与空白污泥的DTG曲线进行了分析比较,探讨了催化剂的种类、用量等因素对污泥热解特性的影响。研究结果表明：钠化合物的催化作用大小依次为Na2CO3〉Na2SO4〉NaCl,而钾化合物的催化作用依次为K2CO3〉K2SO4〉KCl,两类化合物中碳酸盐的催化作用显著;6种催化剂均使污泥热解反应向低温区移动,其中碳酸盐最显著,且最大失重速率最大;催化剂用量5%（以催化剂中Na或K元素对污泥质量分数计）时为理想用量。     

脱墨污泥资源化应用研究进展

大量的脱墨污泥是目前废纸制浆企业面临的重要环境问题之一。脱墨污泥的合理资源化利用是解决当前困境的有效途径。本文分析了脱墨污泥的基本性质,包括不同废纸制浆脱墨污泥的主要成分、金属离子含量和有机污染物等;基于近几年国内外的相关研究成果,综述了脱墨污泥资源化利用在生物炭、生物油、回收有机物和无机物、堆肥与厌氧消化、营养基和生物复合材料等方面的最新研究进展和应用前景。     

脱墨废水气浮池污泥制造中密度纤维板

对某造纸厂脱墨废水气浮处理后的污泥进行了分析,提出了利用造纸污泥制造中密度纤维板的方案,并通过实验得出了最佳生产工艺参数,生产出的中密度纤维板达国家一级标准.     

打浆对喷墨印刷后纸张脱墨性能和强度性能的影响

研究了实验室打浆对喷墨印刷手抄片脱墨性能的影响。浆料（80%短纤维、20%长纤维）打浆至不同的加拿大标准游离度：650（未打浆）、550、430和340 mL,然后抄造手抄片,并采用喷墨印刷的方式对手抄片进行印刷后再进行脱墨。结果表明,游离度较低时,脱墨浆白度较高,不透明度较低;脱墨前用不同打浆度浆料抄造的手抄片的印刷表面粗糙度较低;打浆有利于印刷手抄片脱墨;脱墨浆成纸的抗张指数和撕裂指数较低;然而,未打浆浆料和打浆至430 mL脱墨浆成纸的抗张指数比未脱墨浆成纸的抗张指数高。     

OCC制浆造纸污泥基础特性的研究

对OCC制浆造纸污泥的基础特性(包括含水率、pH值、污泥颗粒粒径分布)以及污泥中灰分、有机物、粗纤维、木素等化学组分的含量进行了分析;并利用光学显微镜、扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)等分别对污泥的微观形态、元素组成、化学特性、热解特性等理化性能进行了研究,同时探讨了OCC制浆造纸污泥的资源化利用方向。结果表明,OCC制浆造纸污泥属于高灰分污泥,由大量的矿物填料(主要为CaCO3和少量高岭土)和有机物(主要为纤维素和木素)组成,其在造纸填料、热塑性材料复合填充剂、建筑材料(砖材、水泥等)、土地改良、园林绿化、垃圾填埋厂覆盖材料等领域有一定的应用前景。     

超声波技术在废纸脱墨中的应用

介绍了超声波废纸脱墨的工作原理及特点,超声波脱墨的影响因素,总结了前人利用超声波在脱墨领域的研究成果,并对超声波在脱墨技术方面的应用前景进行了展望。     

厌氧消化对造纸污泥的热值及热解残焦的影响研究

以两种不同类型的造纸污泥为底物进行厌氧消化实验,分析了厌氧消化前后污泥的热值、热解残焦以及残焦浸出液中重金属含量。实验结果表明,造纸污泥厌氧消化产生的甲烷可用来干燥污泥或以外部辅助加热的形式给热解炉供热;厌氧消化后混合污泥热值有所下降,热解系统能源自给水平得以提高;热解残焦中重金属含量与接种污泥有关,其浸出率均符合危害成分浓度限值标准。     

香兰素的热解研究

为了研究香兰素在卷烟中的热解情况,采用离线裂解仪在400、500、600、700和800℃下对香兰素进行了裂解试验,并采用毛细管气相色谱/质谱法对裂解产物进行了简单定性定量,共鉴定出42种裂解产物,并根据香兰素的键能对简单酚类的形成机理进行了初步推测。结果表明:①在400℃下香兰素几乎不裂解,而后随着温度的升高,香兰素的裂解率逐渐提高,裂解产物也逐渐增加,尤其是在700℃和800℃下,裂解产物显著增加,但仍有部分未裂解;②在香兰素裂解产物中,既有重要的香味成分,也有分子量比香兰素大的环氧化合物和稠环芳烃。     

TG-FTIR Study on the Pyrolysis Properties of Lignin from Different Kinds of Woody Biomass

Pyrolysis properties of lignin separated from four different kinds of wood(fir, larch, poplar, and eucalyptus) compared with commercial lignin were investigated using a thermogravimetric analyzer coupled to a Fouriertransform infrared spectrometer(TG-FTIR). Kinetic parameters of lignin thermal cracking reaction, such as activation energy and pre-exponential factor, were calculated using a three-dimensional diffusion model. The carbon residue rate and activation energy of softwood lignin were higher than those of hardwood lignin, showing that the decomposition of the former is relatively more difficult than that of the latter during pyrolysis. The distinct characteristic peaks of small-molecule gases and oxygenated chemicals such as ethers, phenols, acids, aldehydes, and alcohols were observed near the maximum weight loss rate by analyzing the 3D IR spectrum of the gas phase products. The formation routes of the main gaseous products were discussed, and the following order of releasing amounts was noted: CO_2CH_4H_2OCO. It is believed that these results will provide valuable information for the thermo-chemical conversion process of lignin from the point of view of feedstock.