污泥熱解反應(yīng)機(jī)制及其能源化工藝的全生命周期評(píng)價(jià)研究.pdf

1、城市化飛速發(fā)展，污水污泥產(chǎn)量劇增，如何實(shí)現(xiàn)污泥能源化處理成為行業(yè)難題。本文初步解析熱解過(guò)程污泥熱解反應(yīng)類型、產(chǎn)物釋放規(guī)律、能量平衡分析、污泥有機(jī)基團(tuán)和無(wú)機(jī)組分熱解機(jī)理等，旨在深入理解污水污泥熱解反應(yīng)機(jī)制過(guò)程和工藝特性；并提出采用生命周期評(píng)價(jià)新方法,結(jié)合污泥熱解機(jī)制研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn)熱解數(shù)據(jù)信息,對(duì)熱解工藝開(kāi)展環(huán)境、能量、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，進(jìn)行該工藝機(jī)制全方位分析,為今后污泥處理處置提供基本理論參考依據(jù)。研究表明：污泥熱解化學(xué)反應(yīng)存在自由基生

2、成、含氧官能團(tuán)分解、脂肪側(cè)鏈斷裂、裂解、脫氫等過(guò)程，這主要與污泥表面官能團(tuán)醇、酚、羧酸等的-OH鍵、脂肪族-CH3、-CH2烷鏈結(jié)構(gòu)、C=O鍵、芳香族酯等存在密切相關(guān)；溫度對(duì)殘焦表面多數(shù)有機(jī)官能團(tuán)熱裂解影響較大，對(duì)雜原子團(tuán)影響較小。污泥熱解過(guò)程，提高產(chǎn)物能值、減少?gòu)U棄能量和熱消耗可降低系統(tǒng)反應(yīng)能耗，慢速升溫、熱解停留時(shí)間長(zhǎng)、高溫條件會(huì)加大系統(tǒng)能量輸入和熱損失。就熱處理副產(chǎn)物而言，污泥熱解氣體產(chǎn)率隨溫度線性上升，350℃時(shí)成分主要為CO和

3、CO2，650℃后可燃性氣體組分含量快速上升；固體產(chǎn)率受溫度影響較小，隨溫度升高熱值逐漸降低；液體產(chǎn)率在450℃時(shí)達(dá)到最大值，熱值則先升高后減少。
　　本研究通過(guò)搭建污泥能源化處理評(píng)價(jià)模型和清單分析，并基于Simapro軟件、生態(tài)指數(shù)法、能量守恒定律和LCC成本法，提出生命周期評(píng)價(jià)新方法，分析了不同工況下污泥熱解工藝。結(jié)果顯示：若以環(huán)境影響為首要目標(biāo)，隨著溫度升高，高溫?zé)峤夤に嚟h(huán)境損害相對(duì)負(fù)荷值逐漸增加，而影響類別主要為化石燃料、