城市污泥掺煤混烧特性及污染物排放研究

采用20 k W多功能沉降炉管开展了城市污泥掺煤混烧试验,着重研究不同含水率、不同比例污泥掺混条件下,混合燃料的燃烧特性和尾气污染物的排放情况。结果表明,污泥主要失重区间在180~520℃,存在两个失重阶段,是挥发分的析出和燃烧的过程,污泥掺煤混烧可以改善燃料的着火性能和燃尽性能。污泥掺烧后尾气中NO_x排放浓度没有明显的变化规律,为350~450 mg/m~3;SO_2排放浓度随污泥掺混的比例增加呈线性增加;掺混10%污泥(含水率为30%)后,尾气二恶英的浓度约为单煤焚烧的2.4倍。各类污染物经过锅炉尾气净化系统处置均能达标排放,且本实验中污泥的最佳掺混比例为20%。     

污泥和煤混烧特性的热重分析法研究

为了解城市污泥和煤粉混烧的燃烧规律,利用热重分析法对兰坝煤粉和某城市污泥及两试样混合物的燃烧特性进行了研究.实验结果表明,在加热速度20℃·min-1、20～1200℃的温度范围内,污泥的热重曲线存在2个明显的失重区域.在混燃过程中,煤和城市污泥基本上保持了各自的挥发分析出特性,混合试样的燃烧曲线处于污泥和煤粉燃烧曲线之间.对实验数据进行分析处理,得到了反应动力学参数活化能E和频率因子A.在掺混比例较小时(污泥质量分数为20%)对煤的活性几乎没有什么影响;而掺混比例较大时(污泥质量分数为50%、80%),存在2个反应区间,在第一温度段(大约θ＜430℃)混合试样的反应特性类似于污泥,而在高温区段(θ＞430℃)混合试样的燃烧特性则类似于煤.     

采用热重分析法研究煤掺烧干污泥燃烧特性

利用热重分析法对干污泥和煤及二者混合样的燃烧特性进行了研究.结果表明,在空气介质、升温速率25℃/min、温度范围20~1000℃的情况下,干污泥分别在280℃、480℃出现2个失重峰,煤在500℃时出现1个失重峰.随着干污泥掺烧比增加,混合样失重速率峰值及最大燃烧速率值增大,出现温度提前.一定比例范围的干污泥掺烧可以改善煤的着火性能,有利于煤的稳定燃烧,燃料的可燃烧性指数增加,使燃烧特性改善,该指数介于干污泥和煤单一成分燃烧特性指数之间.     

污泥与煤混烧动力学及常规污染物排放分析

采用热重分析法研究了不同污泥掺烧比例及不同加热速率时污泥与煤的热失重特性.探讨了掺烧污泥对煤燃烧特性的影响,分析了掺入污泥对煤的燃烧变化规律,并进行了动力学分析.结果表明,加热速率增加时,样品的失重速率增大,开始失重温度及最终燃尽温度升高.掺烧时的TG曲线在400~600℃时有一个明显的失重阶段.失重速率峰值随着掺烧比的提高而升高,对应的温度降低.掺烧污泥后的混合样品的燃烧温度范围比单一燃煤时少20~100℃.非等温动力学模型分析可得,少量的污泥与煤掺烧时所需的活化能与煤较接近,对煤的正常燃烧影响不大.不同比例掺烧时产生的烟气中NOx、SO2、CO2生成量及减排规律因N、S、C含量不同而各有差异.热重分析及模型分析法可以为不同理化特性的煤与污泥掺烧提供初始理论依据.     

污泥与煤混烧动力学及常规污染物排放分析

采用热重分析法研究了不同污泥掺烧比例及不同加热速率时污泥与煤的热失重特性.探讨了掺烧污泥对煤燃烧特性的影响,分析了掺入污泥对煤的燃烧变化规律,并进行了动力学分析.结果表明,加热速率增加时,样品的失重速率增大,开始失重温度及最终燃尽温度升高.掺烧时的TG曲线在400~600℃时有一个明显的失重阶段.失重速率峰值随着掺烧比的提高而升高,对应的温度降低.掺烧污泥后的混合样品的燃烧温度范围比单一燃煤时少20~100℃.非等温动力学模型分析可得,少量的污泥与煤掺烧时所需的活化能与煤较接近,对煤的正常燃烧影响不大.不同比例掺烧时产生的烟气中NOx、SO2、CO2生成量及减排规律因N、S、C含量不同而各有差异.热重分析及模型分析法可以为不同理化特性的煤与污泥掺烧提供初始理论依据.     

城市污泥与煤或玉米秆混烧特性及动力学研究

利用热重分析法对城市污泥分别与煤或玉米秆混烧特性进行研究。结果表明:城市污泥燃烧过程存在挥发分析出和燃烧阶段及挥发分和固定碳燃尽阶段两个主要失重区间。城市污泥着火温度低,燃烧温度范围宽,失重速率低,燃尽性能特性指数Cb和综合燃烧特性指数SN性能均低于煤和玉米秆。掺混煤或玉米秆燃烧会改善城市污泥的燃尽特性和综合燃烧特性。采用积分法(Coats-Redfern方程)计算各阶段燃烧反应的动力学参数。混合试样中污泥含量增加,挥发分燃烧阶段活化能减小,固定碳燃烧阶段活化能增加。     

污泥与煤混烧NO排放特性研究

利用管式电炉和烟气分析仪进行了沈阳市某市政污泥和铁法烟煤的混烧实验,对比研究了污泥、煤粉、泥煤掺混样品燃烧NO的析出特性,以及粒度、污泥掺混比例对二者混烧NO析出的影响.结果表明,煤粉单独燃烧过程中NO的析出峰为单峰,污泥样品NO析出峰为双峰.燃料粒度的细化可使污泥和煤的NO析出量减少,却增大了掺混样品NO的析出量.因此,对于干污泥与煤掺烧而言,污泥掺混比例建议在10％～20％之间,这样既能保证较好的燃烧特性,又可避免过高的氮转化率.     

污泥与煤在CO2/O2及N2/O2气氛条件下的混燃特性分析

采集了广州具有代表性的市政污泥,利用热重法对单一污泥、煤及其混合样品在CO_2/O_2及N_2/O_2气氛条件下进行了TG(热重)实验,同时计算了污泥和煤的4个燃烧特性指数,获得了燃烧的动力学参数.实验结果表明,污泥燃烧有4个燃烧阶段,包括水分析出、挥发分析出与燃烧、固定碳的燃烧和无机盐类挥发分解,其中,挥发分析出与燃烧是污泥燃烧的主要阶段;煤掺烧污泥可以提高煤的着火性能.在CO_2/O_2及N_2/O_2燃烧气氛下,增加O_2浓度,污泥与煤混合样的热重曲线整体向低温区移动,微商热重曲线峰值增大,峰宽变小,燃烧性能增强.在CO_2/O_2气氛下,O_2浓度从30%增加到60%时,污泥的挥发分释放特性指数D、可燃性指数C、燃尽指数Cb、综合燃烧特性指数S分别增加了45%、12%、18%、6%.相同O_2浓度条件下,污泥与煤在CO_2/O_2气氛下的着火性能较N_2/O_2气氛滞后,最大峰值变小,高浓度的CO_2抑制其混合样的燃烧.采用Coats-Redfern方程计算得到3个燃烧阶段反应的动力学参数,其中,增加O_2浓度,污泥与煤混合样品的质量平均表观反应活化能Em减小,并且O_2浓度越高越有利于燃烧反应的进行.污泥与煤混合燃烧取n=2可以对挥发分燃烧与固定碳燃尽峰峰前与峰后的反应模型进行描述.     

造纸污泥混煤燃烧特性及动力学研究

采用综合热重分析法,在不同升温速率及泥煤不同比例混合条件下,开展造纸污泥、煤及泥煤混合物的燃烧热重实验研究.结果表明,造纸污泥的热重曲线存在3个明显的失重区域,分别与2个挥发分析出阶段和1个固定碳燃烧阶段相对应.泥煤混合燃烧过程中,造纸污泥和煤基本保持各自的挥发分析出特性,其燃烧曲线基本位于污泥和煤燃烧曲线之间,且混合...     

Factsage模拟城市污泥与煤混燃过程中含铁、硫矿物的演变

工业废水与生活污水经过污水厂处理后转变成污泥,污泥因含有大量有机物而储有大量的能量,单独焚烧处理困难较大。为了保护环境、节约能源,设想将污泥与煤混燃,并对污泥与煤混燃过程中含铁和含硫化合物的演变进行化学热力学计算和模拟。结果表明城市污泥与煤混合后的含铁和硫矿物为水铁钒、白铁矾和黄铁矿;污泥混煤燃烧在1 500℃左右出现Fe_3O_4(Ⅰ)和FeO(Ⅰ),会导致生产中设备结渣;燃烧过程中硫酸盐矿物发生分解生成SO_2气体,会产生设备腐蚀问题。课题立足于微观层面,旨在研究污泥混煤燃烧过程中微观化合物的转变,为污泥混煤燃烧中污染物排放方面问题的解决提供一定的依据。     

污泥衍生燃料在流化床垃圾焚烧炉混烧试验

在300 t/d的垃圾循环流化床焚烧炉进行了工业试验,考察污泥衍生燃料掺烧替代部分煤的可行性,测试了污泥衍生燃料掺烧过程中给煤量的调整对床温、蒸发量、烟气中CO及SO2浓度的影响。结果表明,混烧过程中焚烧炉的给煤量宜控制在1 t/h左右,否则容易造成焚烧炉循环灰量不足,破坏炉内物料平衡和碳平衡;掺烧1.5 t/h污泥衍生燃料不仅可替代给煤量0.8 t/h,处理污泥0.9 t(含水率80%),而且同时提高了垃圾处理量2.63 t/h;掺烧衍生燃料后炉床出口平均温度为863℃,比混烧前提高了11.5℃,这有利于抑制炉内二恶英的产生;混烧污泥衍生燃料后CO、SO2浓度的平均值分别降低到51.5、40.1 mg/m3,灰渣热酌减率也从3.7%降低到3.2%,表明掺烧衍生燃料有利于焚烧过程中污染物的控制和灰渣的综合利用。     

堆存污泥深度脱水及其干化泥饼焚烧特性研究

堆存污泥的深度脱水及后续处置一直是制约污泥填埋场发展的难题.焚烧是实现填埋场堆存污泥最大量减容的有效途径,而高效的深度脱水过程却是污泥焚烧处置的必要前提.以抽滤曲线、毛细吸水时间（CST）和泥饼含水率为评价指标探究了聚合氯化铝（PAC）-生石灰-秸秆粉末组合调理剂对堆存污泥深度脱水的效果,并分析了各因素的影响强弱关系和经济成本;此外,通过热重试验建立TG-DTG曲线,分析脱水后干化泥饼的焚烧特性.结果表明:聚合氯化铝（PAC）-生石灰-秸秆粉末组合调理剂中各成分对城市堆存污泥CST削减的影响大小表现为PAC>生石灰>秸秆粉末,PAC和生石灰主要通过吸附架桥或压缩双电子层作用促进结合水向自由水的转变,而秸秆对压滤过程中构建骨架结构起到重要作用;当PAC、生石灰和秸秆粉末添加量（干基比）分别为35%、20%、29%时,堆存污泥的泥饼含水率和CST均达到最优,分别为56.3%和47.9 s,且组合配方经济成本优势显著;脱水干化后的泥饼点燃温度相较原状污泥有所提高,秸秆粉末的添加保障了泥饼在焚烧过程中的可持续性燃烧,泥饼燃烧过程中最大燃烧失重速率（T_m）达到3.828%/min.研究显示,PAC-生石灰-秸秆粉末组合调理剂通过改变堆存污泥的化学性能和压滤性能增强了污泥深度脱水的效果,同时改善了干化泥饼的燃烧行为,对堆存污泥的减量化及焚烧处置具有重要意义.      

尿素-SNCR法脱除污泥与煤混烧烟气中NO_x试验研究

文章在200 m3/h烟气中试试验平台上开展污泥与煤混烧烟气SNCR脱硝试验研究。在研究污泥与煤混烧NOx排放特性基础上,关注NOx的去除效率,研究还原剂种类、燃烧温度、氨氮比、添加剂等因素对尿素-SNCR法脱硝的影响。实验结果表明污泥的添加会导致烟气中NOx和SO2排放浓度显著增加;还原剂种类、燃烧温度、氨氮比对尿素-SNCR法脱硝具有重要影响,脱硝效率随着尿素浓度、氨氮比的增大而增加,随着燃烧温度的升高先增加后减小。当尿素使用浓度为12%,氨氮比为1.5∶1,温度区间为850~900℃时,尿素-SNCR法脱硝效率可达到50%,同时H2O2添加剂对SNCR脱硝具有明显的促进作用。该技术非常适合工业锅炉协同处置城市污泥烟气脱硝应用。     

含油污泥-煤混合燃料燃烧特性研究

利用热重分析法研究了含油污泥-煤混合燃料在不同条件下的燃烧特性,分析了不同配比下混合燃料的挥发份析出特性、着火特性和燃尽性能。研究表明:不同配比混合燃料的燃烧阶段都可分为100~450℃和500~800℃2个温度区间;升温速率对混合燃料燃烧曲线影响不大;混合燃料的燃尽温度从空气条件下的800℃降低到富氧80%条件下的600℃,燃烧曲线向低温侧移动。混合燃料的挥发分初析温度从单煤时的410℃迅速降低到油泥含量40%时的200℃,煤中继续掺入油泥混合燃料,挥发分初析温度变化不大;随油泥含量增大,混合燃料的着火温度逐渐从510℃降低到275℃,燃尽温度逐渐从900℃降低到605℃,燃尽时间逐渐从60 min降低到41 min;混合燃料的油泥含量为40%时,稳燃特性指数最大。因此,混合燃料具有较好的燃烧特性。     

污泥干化协同焚烧的环境影响实例研究

发达国家污泥处置领域的主流工艺干化焚烧技术在中国的实践性较低,目前只有3%的市场占有率。究其原因,固然有技术、经济、国情的不同,人们对污泥干化焚烧产生二次污染的担忧造成的反建反烧的社会舆论也是阻碍垃圾焚烧工艺推广的重要原因。以苏州园区污泥干化焚烧项目为实例,从环境效益和环境排放两个方面展开论述,将环境排放分为干化和焚烧两个过程,从水、气、固和职业健康4方面研究干化焚烧过程造成的环境影响,并从中总结经验,为污泥干化协同焚烧项目的建设提供科学依据。     

可燃垃圾与煤粉混合燃烧特性及动力学分析

采用热重分析法对可燃垃圾、煤粉及其混合燃料的燃烧特性进行了分析。研究结果表明:可燃垃圾的热重曲线在220～500℃内存在2个明显的失重区域,煤粉在300～600℃内只有1个失重区域。可燃垃圾着火性能较好,着火点为220℃,可燃垃圾与煤粉混烧时的着火点较可燃垃圾单独燃烧时略有提高,但明显低于煤粉单独燃烧时320℃的着火点。可燃垃圾和煤粉按照2∶1、3∶1、4∶1、5∶1混烧时,基本保持垃圾的着火特性,当可燃垃圾的掺混量≤80%时,可燃垃圾和煤粉混烧时两者之间存在明显的协同促进作用。可燃垃圾的综合燃烧特征指数为3.91×10^-7/(min²·K³),明显高于煤粉,可燃垃圾的添加能提高煤粉的综合燃烧性能,其中可燃垃圾∶煤粉=4∶1为掺混比例最佳。燃烧动力学分析结果表明:在220～330℃燃烧阶段,混合燃料的活性高于可燃垃圾,在320～570℃高温燃烧阶段,混合燃料的活性略低于可燃垃圾,但是远高于煤粉。可燃垃圾的掺烧量对2个燃烧阶段混合燃料的活性影响不大。     

煤与垃圾在流化床中的混烧利用技术分析

从技术、经济和环保等方面 ,对于煤与垃圾在流化床中的混烧利用技术进行了比较详细的分析。结果表明对于我国目前的垃圾 ,混烧比率宜小于 90 % ;垃圾收费和售电价格对于焚烧厂的经济状况影响很大 ,若从鼓励多焚烧垃圾而不是多发电的角度出发 ,应尽量增加垃圾收费补贴来使焚烧厂正常运行 ;与纯烧煤相比 ,混烧时除SOx 外 ,其余污染物排放均有所增加 ,但混烧有利于提高燃烧温度 ,破坏二英类物质的生成。该结果对于混烧处理厂的规划以及相关政策的制定有一定参考价值     

污泥-稻壳混烧灰对Pb(Ⅱ)吸附性能的研究

稻壳与污泥协同焚烧是一种富有前景的污泥能源化措施,污泥稻壳混烧灰是一种被忽视的资源。该文旨在探究污泥稻壳混烧灰在高浓度含铅废水处理中的应用潜力,分析了不同污泥和稻壳配比混烧灰的基本理化性质,研究了不同p H和不同Pb~(2+)初始浓度下混烧灰对Pb~(2+)的吸附特性,并初步探究该吸附过程的动力学和吸附机理。结果表明混烧灰对Pb~(2+)的吸附容量可媲美其它经过复杂改性处理的灰渣;在燃烧温度900℃时,污泥掺量60%、稻壳掺量40%制备的混烧灰吸附性能最好,在p H为5,初始Pb~(2+)浓度低于400 mg/L时混烧灰对Pb~(2+)的去除率高于90%;相较于Freundlich等温吸附模型,Langmuir等温吸附模型的拟合结果更好,拟合最大吸附量为108.7mg/g;动力学研究发现混烧灰对Pb~(2+)的吸附行为主要发生在5 h以内。混烧灰对Pb~(2+)去除的主要原因是混烧灰中无定形二氧化硅微水解形成硅醇对Pb~(2+)的作用,无定形二氧化硅表面存在孤立羟基和成对羟基导致了2种吸附产物Pb_2SiO_4和PbSiO_3·xH_2O存在。     

污泥和煤混烧过程中NO排放规律研究

本文利用单角炉研究了一种污泥和三种煤混烧时NO的排放规律.研究表明,神府烟煤和四川贫煤的NO质量浓度分布曲线呈双峰结构,印尼褐煤NO析出有前移趋势.含氮量和挥发分含量是影响NO生成的两个重要因素.三种煤与污泥混烧后NO排放规律与各自原煤的相近,主要体现出煤的特征.随污泥质量分数的增加,污泥和神府烟煤的混合物NO生成量呈现先上升后下降的趋势,而污泥和印尼褐煤的混合物最NO浓度反而逐渐下降.对于高挥发分和高含氮量的煤种,混烧污泥后有利于减少NO的排放.     

不同来源污泥混燃特性及其综合燃烧性能评价

采集了广州两种生活污水污泥、两种工业污泥(印染污泥和造纸污泥),利用热重法对这4种不同来源的单一干污泥及混合污泥在不同条件下进行实验研究,同时计算了试样的4个燃烧特性指数,获得了污泥燃烧的动力学参数.实验结果表明,各污泥燃烧阶段主要分为水分析出、挥发分析出、固定碳的燃烧和无机盐类挥发分解4个阶段,其中挥发分的析出和燃烧制约着污泥燃烧整个过程.市政污泥S1与其他类污泥混烧过程中,各污泥有较明显的交互作用,其中市政污泥S1与其他3种污泥按照1∶1质量比混合后,其挥发特性指数D提高较明显,而综合燃烧特性指数S改变不明显.两种市政污泥8∶2质量比混合后,其混合样燃烧性能明显提高,其中综合燃烧指数提高接近2倍.采用积分法(Coats-Redfern方程)计算得到各燃烧阶段反应的机理方程及相应的活化能参数,发现各试样燃烧反应级数不尽相同,其中市政污泥S1与其他污泥混合后活化能E普遍降低,与样品S2混燃的活化能降低最多,对燃烧最有利.