典型矿物质组分对工业污泥热解产物的影响

采用热裂解-气相色谱/质谱联用(Pyrolysis Gas Chromatography-Mass Spectrometer, Py-GC/MS)方法研究酸洗脱灰及特定矿物质添加对工业污泥热解产物的影响。研究表明,随着反应温度的升高和停留时间的延长,聚合反应加强,热解产物中芳香烃与烯烃含量大幅上升,含氧类与脂肪酸类化合物含量显著下降;酸洗对污泥灰分中Fe和Ca的脱除率分别达到89.19%和96.22%;酸洗处理及添加矿物质(CaO,SiO₂,Fe₂O₃)可有效去除热解产物中的含氧化合物,降低酸类化合物含量,增大碳氢化合物比例,提升热解产物品质;CaO对污泥的热解催化效果最佳,可显著促进芳香烃和脂肪烃化合物含量提升,SiO₂效果仅次于CaO,Fe₂O₃则具有较好的脱氧效果。     

CO2气氛下危废污泥与煤、废活性炭的共气化特性

采用热重分析法对CO₂气氛下工业危废污泥与煤和废活性炭在不同比例下混合进行共气化的失重过程、气化反应动力学和协同气化效应进行了研究．随着混合燃料中煤/废活性炭比例的提高，混合燃料的失重率和最大失重速率都相应大幅提高．随气化温度升高，相比污泥单独气化，混合燃料的协同气化反应得以加强．60%污泥混合40%煤/活性炭时表现出更高的协同性指数，焦炭气化阶段的反应活化能为污泥单独气化时的24%～31%．与煤相比，废活性炭与污泥的协同气化效应更为显著．在此基础上利用管式气化实验炉对混合燃料的产气特性进行了初步研究．产气主要有效成分中CO体积占比最大，其次为H₂和CH₄．污泥单独气化时，产气中CO含量随CO₂流量增加逐渐降低；与煤或废活性炭共气化时，CO含量则随CO₂流量增大而逐渐增加．随煤和废活性炭混合比提高，H₂、CH₄含量逐渐上升，CO则相应降低．CO的含量整体受混合比和CO₂流量共同影响．     

金属改性HZSM-5催化热解化工污泥制取轻质芳烃

采用热裂解-气相色谱/质谱联用方法(Pyrolysis-Gas Chromatography/Mass Spectrometry, Py-GC/MS),选择3种金属Zn, Ni和Fe改性HZSM-5沸石分子筛，对化工污泥催化热解制取轻质芳烃进行研究。在金属改性分子筛特性表征分析的基础上，重点讨论分子筛投加比及金属负载种类对催化热解特性，特别是轻质芳烃定向生成的影响。污泥与分子筛的投加比(IS：HZSM-5)为1：2时，污泥催化热解产物中含氧化合物的含量降至最低，轻质芳烃总量升至最高。金属浸渍改性使分子筛的强酸位酸量降低，更易发生择形催化反应。与未改性的HZSM-5相比，3种金属改性处理均能提高芳香烃总量和轻质芳烃的产率。Zn改性使甲苯和二甲苯产率分别提升至33.45%和29.47%,Ni改性使苯产率提升至22.68%,其中Zn改性HZSM-5催化热解轻质芳烃的总产率最高，达到84.96%。