金属化合物对工业污水污泥燃烧的 催化作用及机制

用热重法研究了不同金属化合物对含工业污水污泥的助燃作用,计算了添加不同金属化合物前后污泥燃烧的特征指数和燃烧反应动力学参数,并以酸洗污泥作为对比,对不同金属化合物的助燃效果和催化机制进行了分析。结果表明,含工业污水污泥中挥发分的析出和燃烧制约着整个燃烧过程,并且污泥在低温段和高温段的燃烧特性不同。污泥添加不同金属化合物K2CO3、NaCl和Al2O3后,其着火点有一定的下降,对污泥的燃烧有促进作用;不同金属元素化合物的加入对污泥燃烧性能有一定的改善,并且在燃烧的不同阶段金属化合物表现出不同的催化能力,其中K2CO3的催化性能强于NaCl和Al2O3。污泥经过酸洗后,燃烧反应速率有明显的提高,活化能降低,综合燃烧性指数提高。不同金属化合物对污泥燃烧的催化机制不同,对污泥着火性能的催化主要表现在金属促进了污泥中挥发性有机物的释放。金属对污泥燃烧催化的机理是金属充当氧的载体,加快氧气扩散速度,促进了氧的转移。     

多种生物质与煤掺混燃烧特性研究

采用热重分析法研究了煤和污泥、秸秆、药渣3种生物质掺烧时的燃烧特性.结果表明:煤在燃烧过程中仅有1个明显的失重峰,为挥发分和焦炭同时燃烧形成;而污泥、秸秆和药渣均有3个明显的失重峰,其中第1个峰是水分析出引起,第2个峰为挥发分的析出与燃烧阶段,第3个峰为固定碳的燃烧阶段;秸秆挥发分和固定碳燃烧对应的失重峰相邻较近,而污...     

煤与污泥混合物燃烧特性与动力学研究

选取煤与污泥的混合物进行热分析,结合TG、DTG、DSC曲线进行数据分析。结果表明污泥燃烧有两个失重峰,并且第一阶段放热滞后失重,其他试样二者具有同步性。煤中掺混污泥,着火燃尽特性得到改善,综合燃烧特性指数降低。混合物的燃烧动力学特性与污泥和煤密切相关,混合物中煤和污泥在燃烧过程中各自保持其相对的独立性。     

不同氧浓度下污水污泥热重燃烧特性研究

利用热重分析仪对污泥在不同氧浓度下进行了热解和燃烧试验,分析了氧浓度对污泥燃烧特性的影响。研究结果表明,随着氧浓度的升高,整个燃烧过程的平均失重速率逐渐上升;低温段的失重速率随氧浓度升高而逐渐提高,失重极大值不断增大且出现时间提前;高温段的平均失重速率不断提高,在氧浓度50%时达到最大值,失重极大值逐渐减小而出现时间提前。污泥着火温度随氧浓度上升而有所降低。     

城市污泥与阳泉煤掺烧及污染物释放特性

利用热重—质谱联用仪研究了阳泉地区煤掺混城市污泥的燃烧及污染物排放特征,并探讨了燃烧过程中动力学特性。实验结果表明,污泥着火温度、燃尽温度均低于阳泉煤,但燃烧温度跨度广,反应速率慢;污泥的掺烧量影响燃烧特性,随着污泥掺烧量增加,混合样品的着火点降低,但综合燃烧特性指数也有所下降;当城市污泥掺混比例不大于20%时,燃烧过程SO_2和NO_x的释放特性与阳泉煤单独燃烧时相似,但掺烧污泥后NO_2的释放强度要低于阳泉煤单独燃烧的释放强度。采用积分法(Coats-Redfern)获得了燃烧反应的机理方程及活化能,发现燃烧反应级数随着污泥掺混比的增加反应活化能降低。     

污泥-烟煤混合燃料燃烧特性与动力学研究

将污泥与煤以一定的比例掺混燃烧,有望提高混合燃料的燃烧特性,从而促进污泥的无害化处理和资源化利用。本文通过热重实验,研究了3种含水量较高的湿污泥与淮南煤直接掺烧时的燃烧特性,并通过2种典型的多重扫描速率方法计算了直接掺烧时的动力学参数。污泥在混合样品中的比例分别为10%、30%和50%（以质量计）。结果表明:污泥与煤掺烧时的失重主要发生在200 ℃之前和400~1 000 ℃之间;污泥比例越高,掺混样品在400~1 000 ℃之间的失重峰越窄;当污泥比例为10%时,掺混样品的失重行为与煤相似;煤单独燃烧以及煤与污泥等比例掺烧时的表观活化能均随着转化率的增加而减小,在相同的转化率下,后者的数值总是大于前者。     

城市污泥与煤矸石混燃实验研究

为了解在煤矸石中掺烧污泥的燃烧规律,利用热重分析法对污泥、煤矸石及两种试样的混合燃料进行了燃烧特性研究。结果表明,随着污泥掺混比例的增加,混合燃料的着火温度逐渐降低,燃烬温度、可燃性指数和综合燃烧特性指数先减少再增加,当掺混50%污泥时,达到最高点。利用Coats-Redfern积分法,选用恰当的反应机理函数,对燃料主要失重过程进行了动力学分析。结果表明,煤矸石的活化能高于污泥,混合燃料的活化能随着污泥掺混比例的增加而逐渐降低。其研究结果可为掺烧污泥的循环流化床锅炉的运行提供参考。     

混合工业污泥燃烧及动力学特性实验研究

为了更好地利用工业污泥，有必要对它的燃烧特性进行研究，文中利用热重法研究了3种典型工业污泥的单组分试样以及按不同质量比例混合后多组分试样的着火、燃尽、综合燃烧特性、反应放热性能和动力学特性，并计算出燃烧过程的动力学参数。结果表明：由于工业污泥的高挥发分、低固定碳，其着火和燃尽特性比较好，而综合燃烧特性不是很高；工业污泥着火温度与挥发分含量以及成分有关，而含碳量越高，越不易燃尽，燃尽性能越差，但燃烧越剧烈，其综合燃烧性能越好；燃烧放热主要分为挥发分燃烧和固定碳燃烧两个阶段，前者燃烧剧烈，有明显的放热峰且活化能较低，后者放热峰变小，活化能变高；混合工业污泥中的单一组分在燃烧过程中基本保持各自的着火和燃尽特性，在热重分析中的燃烧特性可以用各个单一组分试样的燃烧特性进行叠加来表示。     

污泥燃烧的热重实验研究

为了解某污水处理厂的污泥的热解特性,利用热天平对污泥进行了热重实验研究。从实验曲线可以看出,在20℃/min和40℃/min的升温速率下,干燥污泥存在3个失重峰;对实验数据进行了分析处理,采用微分法确定了热解反应的机理方程,求出了反应的动力学参数活化能E和频率因子A。     

玉米秸秆燃烧特性的实验分析

利用热重分析仪对玉米秸秆在以20℃/min、40℃/min的升温速率下进行了燃烧实验。对玉米秸秆的燃烧失重过程进行了分析并且得到燃烧失重特征参数。根据TG-T和DTG-T曲线,将玉米秸秆开始燃烧后的失重区分为3个部分:挥发分、固定碳剧烈失重区间和这两个区间中的缓慢失重区间。对挥发分、固定碳剧烈失重区间各自建立了相应的燃烧反应动力学方程,得到了不同温度区间的表观活化能、频率因子等燃烧动力学参数,并提出了相应的燃烧机理。     

劣质煤掺混城市生活污泥混烧特性的实验研究

采用热重分析法研究了污泥掺混比、煤粒径大小对劣质煤掺混城市生活污泥燃烧特性的影响,并对混烧动力学参数进行了计算分析。结果表明:当污泥掺混比较小时,混烧性能得到改善,各特征参数提高。煤粒径减小导致挥发分析出提前,最大失重速率增加且对应温度降低。污泥掺混比增加,活化能和频率因子均减小;煤粒径减小,活化能减小,频率因子增大。     

CH_4/O_2/He混合气体作大气压介质阻挡放电处理后其燃烧特性的改变

低温等离子体助燃技术在提高燃烧效率和拓展燃烧极限方面表现出良好的应用前景。为此,利用大气压介质阻挡放电对CH4/O2/He混合气体进行处理,对低温等离子体增强燃料燃烧的特性开展了研究。建立了介质阻挡放电助燃装置,对预混燃烧火焰图像进行采集并从中提取火焰燃烧锋面,采用本生灯法对等离子体作用下预混火焰传播速度进行测量,并与等离子体关闭时火焰传播速度进行比较分析,以此评价等离子体增强燃烧的效果。结果表明:在不同当量比(Ф)工况下,无论有无等离子体作用,随着Ф增加,火焰传播速度均先增加后减小,Ф=1时达到最大值;对CH4/O2/He混合气体进行等离子体放电处理后,其火焰传播速度在不同当量比作用下都有所增强,在当量比为0.85~1.15的范围内,燃烧速度增加17%~35%,因此可以认为等离子体对预混甲烷燃烧有显著强化作用。     

灰分和黄铁矿对燃煤NO和SO2生成的影响

研究了酸洗对煤粉燃烧过程中NO和SO2生成的影响。分别对黄台煤和阳泉煤进行了HCl+HF酸洗和HNO3酸洗处理,在800℃、950℃和1100℃等3个温度工况测取和分析原煤和酸洗煤燃烧生成的NO和SO2。研究表明:经过HCl+HF酸洗去灰处理后的两种煤,NO生成量明显降低,SO2生成量有所增加;对HCl+HF酸洗去灰处理后的煤再进行HNO3酸洗脱黄铁矿处理,由于HNO3酸洗过程中掺杂了一定量的硝酸基,所以对洗煤又进行了两次去硝酸基处理,最终得出3个温度工况下NO生成量均降低,SO2生成量也明显降低。     

热重法研究富氧条件下煤粉的燃烧特性

采用热重法(TG)研究了富氧条件下不同煤种的燃烧特性。结果表明,富氧气氛可以改善煤粉燃烧特性,使煤粉着火点、失重峰提前,失重峰值增大,燃烧速率加快。不同煤种表现出各异的燃烧规律。在试验基础上对富氧燃烧技术应用于电站锅炉的可行性进行了分析。     

微富氧环境下煤粉/高炉煤气掺烧锅炉燃烧过程数值模拟

提出将钢铁企业的放散氧气回收送入其自备电厂混烧锅炉,使炉内形成微富氧燃烧。通过Fluent数值模拟软件对微富氧工况下混烧锅炉的炉内燃烧过程进行数值模拟和热力计算。结果表明:随着助燃空气中氧气浓度的增加,炉内温度水平明显升高,延长了煤粉在炉内的停留时间,增加了辐射换热量,提高了锅炉热效率;氧气浓度的增加还有助于混烧锅炉掺烧部分低热值高灰分烟煤。     

滇池污泥与劣质褐煤混烧的热重试验研究

利用热重分析法对滇池污泥、劣质褐煤及其按不同比例混合的混合燃料进行了燃烧试验.结果表明,随着污泥掺入比例的增加,褐煤与污泥混合燃料着火温度逐渐降低,但可燃性指数和综合燃烧特性指数降低;污泥的活化能小于褐煤的活化能,并且随着污泥比例的增加,混合燃料的活化能逐渐降低.从混合燃料燃烧的整个过程看,其着火和燃尽特性在某些方面优于褐煤和污泥单独燃烧.     

污泥粉燃烧的成灰行为及颗粒物生成特性EI北大核心CSCD

污泥灰分含量高,燃烧过程中易造成锅炉的积灰结渣及颗粒物排放超标,为使污泥更好的燃烧并实现能源化利用,该文开展A、B两种污泥在沉降炉中900~1300℃的燃烧及热解实验,研究污泥粉燃烧的成灰行为、颗粒物生成特性和温度对两者的影响。结果表明,污泥粉燃烧生成灰颗粒和焦颗粒的尺寸向50~200μm内集中程度增大;1100℃以上时生成大量、熔融的焦和灰颗粒。燃烧时,石英、磷铝矿及铝硅酸盐的转化和产物间的反应生成Fe-Al-Si-P-Ca等物质和铝硅酸盐,在较高温度下更易形成熔融颗粒。污泥粉燃烧生成的PM_(10)(空气动力学直径<10μm颗粒物)呈三模态分布。温度升高,PM_(10)生成增加,PM1则显著增加。相同温度下,B污泥(简称BSS)的PM1生成量比A污泥(简称ASS)低得多,PM_(10)产量也低,前者主要因为其灰量多、Si O2含量高对碱金属捕集作用强;后者则是其成灰时高温熔聚作用强而破碎弱导致超微米颗粒生成少。因此,污泥在1100℃以上燃烧时,锅炉更易结渣;同时污泥种类影响颗粒物生成特性。     

采用绝对反应速率理论研究油页岩半焦与玉米秸秆混烧反应机制

在Pyris-1 TGA热重分析仪上进行了桦甸油页岩半焦和当地玉米秸秆不同掺混比例的燃烧实验,对各样品的混烧反应机制进行了理论研究.基于TG-DTG燃烧失重曲线,整个燃烧过程可分为燃烧低温段、过渡段、高温段3个阶段.不同燃烧段中样品的燃烧释放性指数随着玉米秸秆掺入比例的增加呈现增大趋势,结果表明燃烧低温段的燃烧释放性指数为最大.应用绝对反应速率理论,对各样品不同燃烧段的活化焓和活化熵进行计算.结果表明随着玉米秸秆掺入比例的增加,各样品过渡段和高温段的活化焓值均高于低温段;各样品的熵值在3个燃烧阶段依次降低.综合各燃烧特性参数,发现随着玉米秸秆掺入比例的增加,燃烧反应加剧,燃烧反应段前移,明显改善桦甸油页岩半焦的燃烧特性.     

过氧化钙对煤粉燃烧效率的影响

利用热分析法研究了过氧化钙(CaO2)的分解及其对煤化程度不同的煤粉燃烧效率的影响,分析了CaO2的助燃催化作用机制。结果表明,CaO2分解温度区间与煤粉的挥发分析出温度区间较为吻合,CaO2分解释放的氧气可促进热解气体的氧化反应和固定碳的燃烧反应,催化煤的燃烧释热。动力学计算表明,CaO2可降低燃烧各阶段反应活化能,提高燃烧过程的反应速率。比较分析发现,煤的热分解过程与CaO2的分解过程的协同程度和煤的着火方式对此助燃催化有重要的影响。     

三种印尼油砂燃烧特性研究

采用热重分析方法研究油砂的燃烧特性。在升温速率分别为10,20,50℃/min条件下,得到了油砂燃烧失重(thermogravimetric,TG)、微商失重(differential thermogravimetric,DTG)曲线。基于TG-DTG曲线,求得了油砂燃烧特性参数,考查了加热速率、粒径对燃烧特性的影响。采用单个扫描速率法中常用的CR法和多重扫描速率法中FWO法以及DEAM法求解了油砂的燃烧动力学参数,研究结果表明:油砂具有着火容易、着火温度低、燃烧高温段反应比较强烈等燃烧特性。油砂燃烧分为3个阶段:燃烧低温段、过渡段、高温段。这3种模型的拟合度都很高,C-R法结果表明油砂燃烧不同反应阶段可用不同的反应级数来描述;DEAM和FWO法结果能更好地反映油砂燃烧的瞬时性,活化能在燃烧低温段和高温段逐渐增加,活化能在燃烧过渡段变化较为平缓。