城市污泥掺混水煤浆燃烧特性的热重分析

通过热重实验,分析了污泥、水煤浆的单一燃烧特性以及水煤浆中掺混不同质量比的城市污泥后混合浆的燃烧特性.结果表明,混合浆着火温度因污泥的掺入比水煤浆高约50 ℃,但随掺混比例的升高,最大燃烧速率、可燃性指数及综合燃烧特性指数均增加,且提高了污泥的燃尽率.混合浆热分析曲线出现两个挥发分析出燃烧峰(分别对应250～380、380～570 ℃)与1个固定碳燃烧峰(570～680 ℃),燃烧特性总体表现为污泥与水煤浆的共同作用,在某些方面优于污泥或水煤浆的单一燃烧.总之,利用湿污泥直接掺混水煤浆从燃烧性能来说是可行的.     

生活垃圾与煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析仪对生活垃圾与煤混合试样的燃烧特性及热反应动力学进行了实验研究,考察了不同配比混合试样的着火温度、燃尽温度、最大燃烧速率及最大燃烧速率温度等燃烧特征参数,并用Coats-Redfern积分法对其进行了燃烧动力学分析,确定了燃烧动力学方程,求出了反应活化能Ea及指前因子A。实验结果表明:生活垃圾与煤混合燃烧时均保持各自的燃烧特性;混合燃料中随着生活垃圾掺量的增加,热重曲线向低温区转移,燃尽点逐渐降低,综合燃烧特性指数明显增大,生活垃圾能改善煤的燃烧性能;生活垃圾及其与煤混合燃烧出现两个燃烧阶段,分别遵循二级和一级反应机理,煤燃烧只出现一个燃烧阶段,遵循一级反应机理;混合燃料燃烧反应活化能Ea与指前因子A存在动力学补偿效应。     

O_2/CO_2气氛下市政污泥混煤燃烧及动力学特性

采用差示扫描量热法对市政污泥、神华烟煤和淮北烟煤单独及不同比例混合物在O2/CO2气氛下进行燃烧特性的实验研究,结果表明,市政污泥综合燃烧特性最好,神华烟煤次之,淮北烟煤最差;随着污泥掺混比例的增加,混合试样着火温度和燃尽温度提前,综合燃烧特性得到改善,但燃烧放热量减少。利用Freeman-Carroll法对淮北烟煤、市政污泥及两者混合物的燃烧动力学参数进行计算,得到市政污泥、淮北烟煤和神华烟煤的平均反应活化能E分别为48.34、68.32和51.47 k J/mol。     

市政污泥热解产油影响因素及产物应用特性

利用外热式固定床反应器,研究终温、反应时间、升温速率等因素对市政污泥热解产油率的影响,并对产物特性进行了讨论。结果表明,热解终温及反应时间显著影响焦油产率,500℃是适宜的污泥热解温度,焦油产率达24.74%,温度继续升高则半焦缩聚反应强烈,热解气产率大幅增加,焦油产率基本恒定;在10℃·min~(-1)的升温速率条件下,热解终温500℃,维持20 min,焦油产率可达到平衡;升温速率对焦油产率的影响不显著,热解反应达到平衡时,不同升温速率条件下,焦油产率相似;污泥焦油组分与中低温煤焦油相近,具备提酚、制燃料油和特种油品的潜力;污泥半焦灰分高,固定碳含量低,具有一定热值,比表面积较发达,掺混燃烧、制备吸附剂是其重要的潜在利用方向。     

造纸工业污泥燃烧特性及动力学实验研究

在不同升温速率及与其他污泥不同混合比例条件下,利用热重法对造纸污泥和含工业污水污泥进行了实验研究。结果表明,造纸污泥与含工业污水污泥表现出不同的DTG曲线形式,其中造纸污泥固定碳燃烧峰失重较为明显。随着升温速率的提高,造纸污泥的燃烧速率加大,燃尽时间缩短,提高了其综合燃烧特性;加入含工业污水污泥后,造纸着火性能及燃尽性能均得到改善。采用积分法（Coats-Redfern方程）计算得到各阶段燃烧反应的机理方程及相应的活化能参数,表明活化能的大小与试样的燃烧阶段是相对应的。     

包装垃圾添加脱氯半焦制备SRF的燃烧特性及动力学分析

利用热重分析仪对添加了不同比例混合含氯塑料经微波低温脱氯后的脱氯半焦制备而成的固体衍生燃料(SRF)的燃烧特性及热反应动力学进行了实验研究,考察了脱氯半焦不同添加比例制备的SRF的着火点、燃尽温度、最大燃烧速率、燃尽特征指数和综合燃烧指数等燃烧特征参数。并用Coats-Redfern积分法对其进行了燃烧动力学分析,确定了燃烧动力学方程,求出了反应活化能和指前因子。结果表明:随着脱氯半焦的添加比例从5%增加至20%,TG曲线向低温区移动,着火点降低,燃尽温度降低,燃尽性能提升,综合燃烧特性指数S均高于不添加脱氯半焦的燃料,综合燃烧性能更好;当脱氯半焦添加比例为10%,综合燃烧特征参数最佳;在第三燃烧阶段,添加了脱氯半焦的燃料的活化能显著低于未添加脱氯半焦的燃料,指前因子降低了4~5个数量级。混合含氯废塑料,经过微波低温脱氯处理形成半焦作为添加剂制备SRF,不仅降低了SRF燃烧过程中氯化氢的产生量,同时提高了燃料的燃烧性能,是含氯塑料废弃物利用的一种新的方向和途径。     

石灰调质污泥的燃烧特性及动力学分析

采用热重-差示扫描量热同步分析仪,在空气气氛下对石灰调制污泥进行燃烧失重实验.通过分析获得的曲线,可以将调质污泥的热反应过程分为4个阶段:自由水和化学结合水析出阶段;易挥发有机质析出和燃烧阶段;难挥发有机质析出分解和燃烧阶段;无机质的分解阶段.添加石灰后,污泥的着火温度小幅上升,综合燃烧特性指数随添加量增加而减小.采用Coats-Redfern积分法对挥发分析出和燃烧阶段进行了热反应动力学求解,发现添加量小于30％时,石灰可以减少污泥燃烧的活化能,促进污泥挥发分的析出和燃烧.     

基于半焦的污泥调质与深度浓缩脱水

半焦具有孔隙发达、比表面积大、疏水性能强、热值高等特点,采用污泥重力浓缩脱水实验法考察了半焦投加量、粒度对污泥调质与浓缩脱水效果的影响.通过扫描电镜、红外光谱等现代分析手段探讨了基于半焦的污泥调质与深度浓缩脱水的机理.结果表明,当半焦粒度≤425 μm、半焦投加量为2.5 g/100 g污泥时,浓缩污泥上清液的浊度、COD、SS分别从污泥调质前的836 NTU、258.2 mg/L、630.1 mg/L降至调质后的14.8 NTU、38.2 mg/L、18.6 mg/L,达到国家污水综合排放二级标准;浓缩污泥的含水率由调质前的91.74％降至调质后83.71％;污泥静置重力浓缩过程中,经半焦调质后的污泥沉降速率明显增加,污泥在前20 min的平均沉降速率由调质前的2.49 mL/min提高至3.48 mL/min;半焦对污泥调质与深度脱水机理主要表现在半焦对污泥的吸附作用及半焦对污泥疏水性能的增强作用.可见,基于半焦的污泥调质不仅能显著地改善污泥的浓缩脱水性能,还能提高污泥的热值,为污泥的能源化利用创造了条件.     

污水污泥在富氧环境下燃烧特性的实验研究

采用综合热分析仪研究了空气气氛和富氧气氛下污水污泥和煤的燃烧曲线,分析比较氧浓度对污泥燃烧特性参数的影响,并计算得到各工况下的动力学参数。结果表明：随着氧浓度增加,污泥燃烧DTG曲线向低温区移动,着火温度和燃尽温度均降低,综合燃烧指数大大提高,污泥燃烧特性得到改善。可用两段一级反应动力学模型来较好的描述污泥的主要燃烧过...     

生活污泥与煤混烧及热解特性

采用热重分析法,对生活污泥与煤以1∶1质量比混合的试样进行燃烧及热解实验研究,重点分析了升温速率对其热解及燃烧特性的影响,为煤泥混烧及热解技术的工业化应用提供理论支持。结果表明:煤泥混合样燃烧失重分为4个阶段,混燃过程中污泥与煤共同影响着混合试样的燃烧特性,随着升温速率从15℃·min~(-1)增加到50℃·min~(-1),其可燃性指数C增幅达60%和综合燃烧特性指数S提高了4倍多,燃烧性能得到明显提高;煤泥混合样的热解失重分为2个阶段,各阶段热解的挥发份最大析出速率(dw/dt)_(max)及挥发分析出特性指数D均随升温速率的升高而大幅增大,且试样总的挥发综合释放指数D从0.081 7×10~(-8)K~(-3)·min~(-2)增大到5.868×10~(-8)K~(-3)·min~(-2),可见升温速率越高,煤泥混合物的热解性能越好。     

广西城镇污泥掺烧利用组分特性的分析

对广西城镇污水处理厂污泥进行元素分析、组分分析、工业分析和热重分析,探讨污泥掺烧应用特性,为广西的污泥资源化利用提供数据。结果表明,污泥的元素组成与煤差别较大,如污泥中的氮元素含量为4.627%,高于煤的1.628%;污泥焚烧灰含有高达15%的Si O2;污泥的挥发分为34.6377%比煤的25.089%略高;污泥的焚烧可分为3个阶段,分别为水分析出阶段(室温~160℃)、挥发分析出燃烧阶段(160~500℃)、固定碳及剩余可燃物燃烧阶段(510~950℃),升温速率升高,挥发分析出阶段提前了约50℃,粒径对析出温度影响不大,但粒径小更利于干污泥燃烧。因此,广西污泥是一种低热值,燃烧剧烈的燃料,可以用于掺烧,焚烧灰分具有较高的建材价值。     

印染污泥与煤在循环流化床上混烧实验

印染污泥热值较低,直接燃烧较为困难,需要添加辅助燃料进行混燃.通过对印染污泥与煤在循环流化床中混烧实验研究,发现印染污泥着火特性较差,启动时需将炉温提升至800℃以上,加入的污泥才能进行燃烧;污泥与煤在循环流化床中可以实现充分燃烧,温度在800～900℃之间均匀稳定,燃烧效率超过95%;混烧工况下烟气SO2含量高,在炉...     

利用同步热分析仪研究碱解污泥的燃烧特性

利用TGA/DSC同步热分析仪对碱解污泥的燃烧特性和热动力学特性进行了分析和研究。结果表明,碱解污泥的失重过程主要有3个阶段;碱的加入使得污泥着火温度降低,燃烬温度升高;随着碱量增加,污泥第2阶段燃烧热增加,第3阶段燃烧热降低,总燃烧热降低;污泥第2失重阶段峰前活化能随着碱量增加而不断增加,峰后活化能不断降低。本研究为...     

不干胶废弃物热解与燃烧动力学特性

采用热重分析方法对不干胶废弃物(PSAs)进行了热解和燃烧失重分析,并采用Doyle法拟合计算了PSAs热解和燃烧动力学参数。结果表明:当温度低于200℃或高于600℃,PSAs的热解和燃烧失重过程具有性;300~600℃时,PSAs热解过程具有3个失重峰,而其燃烧过程具有2个失重峰。动力学分析结果表明:PSAs的热解是由多阶段复杂的热裂解反应组成,其热解过程可用4个一级反应来描述,随着升温速率的提高热解阶段第1峰区表观活化能降低;而第2、3峰区以及半焦深度裂解阶段的第4峰区活化能逐渐升高;PSAs燃烧过程可用3个一级反应来描述,随着升温速率的提高,PSAs燃烧过程的表观活化能均逐渐降低,并且燃烧表观活化能均低于热解表观活化能。     

添加餐厨油脂对高含固污泥热水解及厌氧消化的影响

针对高含固污泥热水解传热差的问题,通过向剩余污泥中添加餐厨油脂协同污泥热水解以达到加速热水解过程的目的,探究了热水解时间和油脂添加量对污泥有机物水解及中温(35±1)℃厌氧消化性能的影响。结果表明:油脂与污泥协同热水解可有效促进污泥中不溶态有机物的水解,当热水解温度为165℃、水解时间为90 min时,油脂与污泥的质量比为0.4∶1时,有机物水解效果最佳;添加油脂能提高热水解速率,当油脂与污泥的质量比分别为0.2∶1、 0.4∶1、 0.6∶1时,污泥中不溶态有机物的水解速率分别提高了23.30%、 43.63%和62.98%;油脂的添加可提高甲烷产量和产甲烷速率,但会延长延滞期,综合考虑热水解与厌氧消化的性能,建议预处理时间为90 min、油脂与污泥的质量比为0.2∶1为最佳条件。添加餐厨油脂可加速高含固污泥的热水解过程,有助于实现污泥的高效处理。     

城市垃圾中生物质在热分析仪中燃烧的动力学模型研究

为了合理有效利用城市垃圾中的生物质能，实现城市垃圾的无害化、减量化、资源化利用，开发适合我国城市垃圾中生物质的焚烧技术，特地对昆明市城市垃圾中生物质进行了特性分析，并在热重分析天平上对其进行了动力学实验研究与分析。结果表明，城市垃圾中生物质的燃烧过程大致可以分为四个阶段，即脱水干燥阶段、挥发份的析出和燃烧阶段、过渡阶段和固定炭燃烧阶段。城市生活垃圾中生物质具有着火温度低、燃尽率高等特点。通过对热重（TG）、差示扫描曲线（DTA）的深入分析，对城市垃圾中生物质的燃烧动力学参数进行了研究，为实现城市垃圾无害化提供理论与技术的支持。     

基于半焦的污泥调质与机械脱水

采用真空抽滤脱水实验方法探讨了基于半焦的污泥调质与机械脱水的影响因素,通过污泥比阻测试、SEM,FT-IR分析揭示了基于半焦的污泥调质与机械脱水的机理。结果表明:当半焦的粒径为75·200μm,添加量为1.5 g·(100mL)~(-1)污泥时,云南褐煤在500℃下热解的半焦对污泥调质与机械脱水效果较好;经半焦调质污泥的机械脱水泥饼含水率、脱水时间、污泥比阻分别由原污泥的76.02%、124s、2.155×lO~(13)m·kg~(-1)降低至61.14%,75 s、6.943×10~(11)m·kg~(-1),半焦对污泥调质与机械脱水有显著效果;污泥机械脱水泥饼含水率与半焦质量参数(0/C、H/C、BET比表面积、孔容)呈现良好的相关关系;半焦对污泥调质与机械脱水的机理主要表现在半焦能显著改善污泥的脱水性能,消弱污泥的亲水性能以及对污泥的吸附作用。     

城市污泥与煤混合热解特性及动力学分析

为了污泥与煤混合热解的实验研究及工程化应用提供初步的数据及理论支持,利用热重分析仪讨论了污泥与煤混合热解的主要影响因素(加热速率、热解终温及混合比例)以及动力学参数.结果表明:加热速率对污泥热解影响较小;混合物热解终温与煤的热解终温基本一致;煤在污泥(干基)中的添加比例小于50％有利于挥发分的产出;通过热解特性及动力学参数分析,得出混合物比单一物料更易分解,且两者存在一定的协同效应;建立了污泥与煤不同混合比例在有机质主要热解区间内的经验动力学方程,经具体混合比例验证,经验动力学方程推导出的动力学参数及TG曲线与实际实验结果吻合较好.     

废润滑油再生燃油及其碳烟热重特性研究

为合理评价废润滑油再生燃油的热稳定性及其燃烧生成碳烟的氧化活性,采用热重分析法研究了废润滑油再生燃油及碳烟的热重特性,同时采用Coats-Redfern方程计算了燃油与碳烟的热动力学参数。结果表明:(1)分别采用一级、二级动力学模型求解2种燃油及其碳烟的热动力学参数,热动力学参数的拟合直线的线性相关性较好。(2)再生燃油的热稳定性比柴油好。最大失重速率对应的温度接近燃油的着火温度。再生燃油、柴油的活化能分别为44.2、39.2kJ/mol。(3)碳烟存在3个明显的质量损失阶段。(4)再生燃油燃烧生成碳烟的10%失重时对应的起燃温度高于柴油,两者燃烧生成碳烟的50%失重时对应的起燃温度相差不多。     

不同升温速率下城市污水污泥热解特性及动力学研究

利用差热-热重分析法和Coats-Redfern积分法,对杭州某污水处理厂污泥在不同升温速率下的热解特性及反应动力学特征进行研究。实验结果表明,热解温度从室温升至900℃时,污泥热解过程可分为4个失重阶段;升温速率对污泥热解转化率、挥发分析出温度以及最大失重率等热解特性参数都有显著影响。升温速率越高污泥最大失重率越大;而较低的升温速率延迟了污泥热解反应时间,导致污泥失重量相对较大。根据Coats-Redfern积分法计算结果,污泥在氮气氛围下的热解反应为二级反应模式。提高升温速率可显著增加污泥热解的表观活化能和频率因子。