流化床污泥热解实验及产物性质研究
摘要:采用流化床反应器对城市污水污泥在400~600℃及800~950℃温度区间内进行了热解实验.结果表明,污泥受热升温过程经过干燥脱气、分解解聚和裂解缩聚3个阶段,在此过程中发生复杂的化学反应,生成热解气、焦油和半焦.热解温度为550℃时液体产率达到最大值,为50.35%,热解气产率在950℃时为51.58%,半焦产率随着热解温度升高而逐渐降低,950℃时为36.92%.污泥低温热解焦油含有较高百分含量的脂肪族碳氢化合物和类固醇类化合物,经加工可作为液体燃料利用,高温热解焦油可提取多种化工原料.热解气可作为合成气或燃烧利用.
关键词:污泥,热解,焦油
据统计,到2011年末我国城市污水处理厂日处理能力可达11255万m3,较2010年增长7.8%,城市污水处理率达到82.6%(中华人民共和国国家统计局,2012),由此带来了巨大的污泥产量.研发先进的污泥处理方法和技术成为当前人们面临的一项重要课题.
城市污水污泥(以下简称污泥)热解处理技术因在废弃物稳定化、减量化处理的同时可获得热解焦油和热解气,实现废弃物的资源化处理与应用,成为研究热点.国内外学者先后采用热分析仪和小型固定床热解实验装置进行污泥热解实验,认为利用热解技术处理污泥是一种可行的方法.流化床污泥热解反应器具有传热速度快、温度均匀、易于操作和控制、可连续操作等特点,是一种具有较高产油率的污泥热解制油工艺.但目前相关研究多关注于低温区域(300~600℃)的热解实验及产物分析,缺少宽温度范围内的流化床污泥热解实验过程研究及产物特性分析数据.
基于此,本文采用流化床反应器对污泥在低温区域(400~600℃)和高温区域(800~950℃)进行热解实验,获得不同热解温度对热解产物分布的影响规律,并对低温和高温热解焦油进行分析,探讨污泥热解产物的应用途径.宽温度范围内污泥热解过程及产物品质的研究对流化床污泥热解技术的理论研究及实际应用具有重要意义.
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