濕污泥熱解影響因素與產(chǎn)氫途徑的研究.pdf

1、隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)展的加快,城市污水污泥也是呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì),如何有效處理處置污泥還有待解決。傳統(tǒng)的污泥處置方法已不能滿足社會(huì)需求,熱解以其在產(chǎn)生最小的危害副產(chǎn)物前提下獲取最大的能源回收的優(yōu)勢(shì),越來越得到科研工作者的重視。濕污泥中的水分可以促進(jìn)高品質(zhì)可燃?xì)怏w的生成,本文從經(jīng)濟(jì)性出發(fā),總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn),繼續(xù)探討濕污泥熱解產(chǎn)氫的最優(yōu)條件,濕污泥直接熱解的優(yōu)勢(shì)以及熱解過程H2生成途徑及趨勢(shì),主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　采用管式高溫電熱爐和水蒸

2、氣發(fā)生器及其他附件構(gòu)成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),總結(jié)了單批進(jìn)料量、反應(yīng)停留時(shí)間、升溫方式和熱解方式對(duì)熱解產(chǎn)物及氣態(tài)組分的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)終溫為1000℃條件下,對(duì)于本實(shí)驗(yàn)裝置,單批進(jìn)料量為250g濕污泥時(shí),可以在較短的時(shí)間內(nèi)得到較高品質(zhì)的富氫燃?xì)?反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行到45min時(shí),反應(yīng)已基本完成,大多數(shù)富氫燃?xì)庠诖酥耙呀?jīng)大量生成。采用初次設(shè)定溫度即為終溫的升溫方式,提高了升溫速率,更多的中間產(chǎn)物參與到高溫重整反應(yīng)和二次裂解反應(yīng)中,導(dǎo)致CH4和C

3、O2含量有較小程度的減少,而H2和CO含量得到大幅增長(zhǎng)。同等條件下濕污泥直接熱解實(shí)驗(yàn)可以得到更多的H2和CO高品質(zhì)氣體。
　　分析三相產(chǎn)物成分及元素含量,探討產(chǎn)氫途徑,預(yù)測(cè)產(chǎn)氫趨勢(shì)。干污泥中可能含有的物質(zhì)為:醇、胺、酯、醚、酸、烷、烯烴、脂肪烴和芳香化合物等,經(jīng)過超過600℃的熱解反應(yīng)后,各成分均出現(xiàn)相應(yīng)的減少;收集到的焦油主要有環(huán)芳烴、雜環(huán)化合物和少量的含氮、含氧化合物。隨著溫度的升高,C、H、O、N、S含量均有不同程度的降低,

4、另外,參與反應(yīng)的水分質(zhì)量出現(xiàn)劇烈增長(zhǎng),說明水分的參與在很大程度上促進(jìn)了氣態(tài)產(chǎn)物的生成。隨著熱解的進(jìn)行,可以得到更高的H2和CO含量,是因?yàn)樵跍囟冗_(dá)到1000℃高溫時(shí),熱解反應(yīng)可以獲得最大的能量供應(yīng),有利于中間產(chǎn)物的水蒸氣重整反應(yīng)、二次裂解反應(yīng)及縮聚、環(huán)化反應(yīng)的進(jìn)行。H2的生成途徑主要為大分子的脫氫反應(yīng)、中間產(chǎn)物的裂解、縮合、環(huán)化反應(yīng)及由水蒸氣參加的重整反應(yīng)。采用Excel擬合建立濕污泥熱解過程產(chǎn)物變化的經(jīng)驗(yàn)方程,預(yù)測(cè)繼續(xù)擴(kuò)大溫度范圍,氣