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。     

干化造纸污泥与生物质共热解特性及成炭机制研究

制浆造纸废水处理环节,造纸污泥(PS)是主要副产物,通过对热解技术的合理使用,可以让造纸污泥的产量减少,实现无害化、稳定化运用。但造纸污泥中的灰分含量高、生物油产率偏低,如果作为燃料直接利用,难度较大。若将生物质合理添加其中,可以让造纸污泥单独热解不足的问题得到解决,有助于热解效率的提高,更能让产物的品质得到优化。     

OCC造纸污泥特性的分析

对OCC造纸污泥中纤维素、半纤维素、木素、蛋白质等有机化学组分的含量进行了分析,并对OCC造纸污泥空气干燥基、灰分、挥发分、固定碳含量进行工业分析;同时对污泥的微观形态、元素组成、结构组成、热解特性、污泥热值等性能进行了研究。结果表明,OCC造纸污泥化学组分中灰分含量为58.84%,纤维素含量为12.9%,半纤维素含量为5.39%,木素含量为3.20%。湿污泥颗粒中位径为35.31μm左右,热值达14.31 MJ/kg,未检出有毒重金属元素,各种金属离子含量未超标。扫描电子显微镜观察结果表明,OCC造纸污泥结构密实,有机纤维与矿物填料紧密结合。红外光谱分析可知,OCC造纸污泥含有木素、纤维素、半纤维素、蛋白质等固有的醇及酚类的羰基、胺类及亚胺类中的—NH,脂肪族以及羧酸化合物的C—H、CC,苯环中主要的—C—C等有机物骨架。热重分析结果表明,OCC造纸污泥中的有机物组分在200~450℃分解;无机矿物填料在450~800℃分解,且分别在351.9℃和655℃出现急剧热分解峰,热解特性较明显。     

掺混催化剂对干化污泥热解可燃气的影响

采用等体积浸渍与固相反应法制备单金属氧化物催化剂。使用实验室自制的固定床反应器,考察干化污泥催化热解行为,着重研究5种金属氧化物(MgO/γ-Al₂O₃、NiO/γ-Al₂O₃、Fe_xO_y/γ-Al₂O₃、Cr₂O₃/γ-Al₂O₃和CuO/γ-Al₂O₃)对干化污泥催化热解可燃气的催化效果。结果表明,温度从500℃升高到900℃时,Fe_xO_y/γ-Al₂O₃的催化效果相对最好,干化污泥热解析出可燃气(H2+CO+CH4)产率分别从1.01%、33.32%提高到21.04%、56.95%;与不使用催化剂相比,900℃时热解可燃气产率提高71%,实验推荐催化剂用量为5%。     

造纸污泥热化学处理的研究进展

介绍了造纸污泥以热解、气化和燃烧为主的热化学处理研究现状,概述了造纸污泥热解与燃烧特性及反应动力学,探讨了催化剂对造纸污泥热解的影响和反应气氛对造纸污泥气化特性的影响,分析了造纸污泥与其他燃料共热解与共燃烧的研究方法。最后对造纸污泥的高效清洁利用进行了展望。     

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。     

造纸污泥的流变特性测试

以造纸污泥为研究对象,采用NXS-11型旋转黏度计在室温(23·5℃)条件下对质量浓度为55%、60%和65%的污泥进行剪切应力测试,获得不同剪切速率下对应的剪切应力和黏度值,得出造纸污泥的流变曲线,并回归出流变方程和黏度表达式。可以看出浓度为55%和65%污泥的流体类型为假塑性流体,60%污泥的流体类型为宾汉流体。     

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.     

脱墨污泥热解及化学特性初步研究

借助同步热分析仪(TG-DSC)分别对湿的、热干燥和冷冻干燥造纸脱壁污泥的热解特性进行初步研究.借助傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对污泥化学特性进行初步研究.结果表明,脱墨污泥的热解町以分为水分析出、有机物质析出、矿物质分解和残留灰分4个阶段,脱墨污泥中可能含有高岭土、苯类等物质.     

造纸废渣污泥基础特性研究——造纸废渣污泥气化处理能量利用技术研究之一

造纸厂废渣污泥的排放对环境造成严重污染。由于这些废渣污泥具有一定的能量价值,所以应该加以利用。为利用生物质气化技术处理废渣污泥,本文对其热解特性等进行了基础实验研究,并根据实验结果得出废渣污泥的热解动力学参数。     

造纸污泥在抄造高强瓦楞原纸中的应用

在纸浆中添加一定比例的造纸污泥,抄造出合乎质量要求的高强瓦楞原纸。中试结果表明：造纸污泥的最优添加比例为2.5%～3.0%;当造纸污泥添加量为25 kg（绝干）每吨纸时,吨纸可以降低物耗成本6.6元;同时,通过污泥的回收再利用,不仅节约了污泥处理费用,而且减少了对周围环境的污染。     

造纸污泥表面改性的研究

采用硬脂酸钠(NaSt)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、NaSt-KH550复配改性剂对造纸污泥(PMS)进行表面改性,考察了不同改性剂、温度、时间以及复配比和复配改性剂的用量对造纸污泥吸油值和悬浮液黏度的影响,利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、光学显微镜(OM)对造纸污泥微观结构进行表征。研究表明,在改性温度80℃,改性时间60 min下,NaSt-KH550复配改性剂用量(对绝干污泥质量)2.0%,m(NaSt)∶m(KH550)为2∶1时,造纸污泥的吸油值和悬浮液黏度最低,分别为54.97 g/100 g和115.8 mPa·s,比未改性污泥分别降低了34.3%和63.9%,提高了造纸污泥的疏水性和亲油性。     

造纸污泥的基础性质及资源化利用

分析造纸污泥的基础性质,包括含水率、有机物含量、pH值、干污泥中纤维含量、干污泥中灰分含量、干湿污泥中细菌、干污泥中碳、氢、硫、氮含量。结果显示,污泥含水率高,有机物含量大,其中大多是纤维,为中性。污泥中有大量细菌等微生物,蛋白质含量与市政污泥相当。进一步分析了其资源化研究的主要方向,有混合燃烧、制造金属氧化物脱硝催化剂及填料、土壤改良、农业利用等,为造纸污泥的资源化利用提供研究基础。     

竹造纸污泥润湿性和结晶度的研究

选取竹造纸污泥纤维为研究对象,采用Sigma700高性能表面张力/接触角仪和X射线衍射仪,测定竹污泥纤维与水的接触角和相对结晶度。结果表明：1）与木质纤维材料相比,竹污泥纤维与水的接触角较小,表明这类材料具有较好的浸润性;2）与原竹纤维相比,竹污泥纤维的相对结晶度较大,说明竹污泥中的纤维仍然具有较高的强度。     

竹造纸污泥润湿性和结晶度的研究

选取竹造纸污泥纤维为研究对象,采用Sigma700高性能表面张力/接触角仪和X射线衍射仪,测定竹污泥纤维与水的接触角和相对结晶度。结果表明:1)与木质纤维材料相比,竹污泥纤维与水的接触角较小,表明这类材料具有较好的浸润性;2)与原竹纤维相比,竹污泥纤维的相对结晶度较大,说明竹污泥中的纤维仍然具有较高的强度。     

造纸污泥流化床焚烧的环境分析

研究了造纸污泥在流化床中焚烧的排放情况。在大型热态流化床上，测定了污泥和煤以不同比例混烧时，烟气中的ＮＯ＿ｘ、ＳＯ＿２、ＣＯ、Ｃｌ＿２、ＨＣｌ的含量，同时还测定了纯污泥灰样中某些重金属的含量。     

冷冻调质对造纸污泥沉降及脱水性能的影响

研究冷冻调质对造纸污泥沉降及脱水性能的影响。试验结果表明,冷冻调质可加快造纸污泥的沉降速度,有效提高造纸污泥的脱水效率。当冷冻调质时间为9h时,造纸污泥在35min内的沉降率达到80%以上,在45～50kPa真空度下抽滤10min后泥饼的含水率约为61%,比没有经过冷冻调质的污泥泥饼含水率低17%。     

造纸废渣污泥气化处理能量利用技术研究——造纸废渣污泥气化处理能量利用技术研究之二

本文提出一套以气化炉装置为主体的集干燥、气化、燃烧于一体的利用生物质气化技术处理造纸废渣污泥的能量回收利用系统。文中详细分析计算了系统的能量平衡,并通过气化处理试验研究了废渣污泥的能量利用效果。气化处理能量利用技术为解决造纸废渣污泥直接排放带来的环境污染问题提供了一种有效的方法。