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.     

污泥与煤、木屑燃烧过程中重金属排放特性研究

为了考察燃料燃烧过程中重金属的迁移转化规律,对污泥、煤与木屑及其混合物在不同温度下氧气中燃烧灰渣中的重金属元素进行分析。结果表明,燃料中重金属在高温燃烧时表现出不同的挥发特性,大部分元素随着温度的升高挥发率增加,其中Cd、Pb和Zn元素挥发性较强,Cr、Cu和Ni挥发性较弱。污泥与木屑混合燃烧灰渣仍以污泥灰为主,重金属含量与污泥灰相近,污泥中混入煤后使灰中大部分重金属含量有所降低。燃烧过程会改变重金属存在形态,污泥与煤原料中以酸溶态和可还原态存在的重金属含量较高,具有较强的生物有效性和迁移性,而燃烧灰渣中酸溶态和可还原态含量显著下降,混合燃烧灰渣中除As外的其他重金属几乎全部以残渣态存在,其含量达到90％以上,焚烧过程有效降低了燃料灰渣中重金属的生物毒性。     

流化床中煤与稻秆混烧污染物排放特性

在自主设计的流化床上开展煤与稻秆混烧的实验。通过对燃烧过程中烟气成分及飞灰含碳量的分析,研究了质量掺混比、燃烧温度、流化风速及二次风率对混烧的影响。实验结果表明,掺混稻秆有效改善了煤的燃烧特性,随着质量掺混比的增加,NO_x、SO_2及CO的排放浓度降低,飞灰含碳量降低。当掺混比由0%增加至30%、温度为850℃时,NO_x排放浓度由506.25 mg·m-3降低至404.33 mg·m~(-3),SO_2排放浓度由762.86 mg·m~(-3)降低至522.86 mg·m~(-3)。随着燃烧温度的增加,NO_x与SO_2排放浓度增加,而CO排放浓度和飞灰含碳量降低。随着流化速度的增加,NO_x与SO_2排放浓度增加,CO排放浓度和飞灰含碳量先降低后增加,并分别在流化速度0.234 m·s~(-1)和0.26 m·s~(-1)时达到最低。随着二次风率的增加,SO_2排放浓度与飞灰含碳量降低,NO_x排放浓度与CO排放浓度先减小后增加,均在20%二次风率时达到最低。     

市政污泥与不同烟煤混合燃烧特性

使用非等温热重法,研究了淮北烟煤和神华烟煤在6种不同市政污泥掺混比条件下对混合燃烧特性的影响,并对混合燃烧过程的动力学特性进行了分析。实验结果表明:污泥与煤的混合燃烧特性从总体上表现为污泥与煤共同作用的结果,最优的污泥掺混比受到煤种的影响。在不同煤中污泥掺烧比少于20%对煤的活性影响较小。活化性能较差的淮北烟煤在污泥掺混比为30%时,在不同的温度区间分别表现出污泥与煤的反应特征。活化性能较好的神华烟煤在污泥掺混比为40%时表现这一趋势。     

基于Aspen Plus软件的生物质气与煤混合燃烧烟气排放特性计算分析

为了分析生物质气与煤混合燃烧对烟气排放特性的影响,基于Aspen Plus软件,搭建了生物质气与煤混合燃烧模型,对混合燃烧产物进行模拟计算。在生物质气化过程中,随着空燃比的增加,生物质气的低位热值先升高后降低。选取低位热值最高时的生物质气和煤在不同生物质掺烧比例下混合燃烧。随着生物质掺烧比例从0%增加到30%,在保证混合燃烧的理论空气量条件下,炉膛燃烧温度逐渐下降,烟气排放特性也随之变化。在掺烧比例达到30%时,SO_2的体积分数降低了30%左右,H_2O的体积分数增加了26.7%~39.2%,烟气排放量增加了2.38%~3.2%。随着生物质掺烧比例的增加,混合燃烧对锅炉运行造成的影响逐渐增大。     

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。     

矿物元素迁移对脱脂餐厨垃圾灰熔融特性的影响

为探究脱脂餐厨垃圾燃烧过程中矿物元素迁移对灰熔融特性的影响,对不同灰化温度下得到的脱脂餐厨垃圾灰(以下简称垃圾灰)进行灰熔点测试及灰成分分析,并利用X-射线粉末衍射(XRD)分析和扫描电子显微镜(SEM)对垃圾灰进行表征。结果表明,灰化温度对脱脂餐厨垃圾的灰熔融温度影响不大,K、Na、Cl元素在垃圾灰中的主要存在形式为NaCl、KCl,随着灰化温度从500℃升高至1 100℃,垃圾灰中K、Na、Cl元素质量分数分别下降86.57%、67.67%、95.92%,主要是以气态NaCl、KCl形式析出;升温过程中Ca元素质量总体变化不大,Ca元素的迁移主要经过2个过程,羧磷灰石到钠钙铝盐的混盐再到白磷钙石,脱脂餐厨垃圾灰熔点较高的主要原因是大量Ca、P元素形成的高熔点矿物质白磷钙石所致。     

RDF与煤粉混合燃烧特性及动力学分析

为了研究RDF掺混入煤粉内进行燃烧时对煤粉产生的影响,利用热重分析,采用分布活化能模型(DAEM)对RDF与煤粉混合试样的燃烧特性及其反应动力学参数进行了实验研究。结果表明:随着RDF在煤粉中的掺混比例的增大,燃烧反应的进行过程中热能与气氛条件的分配比煤粉单独燃烧更加合理;在400~550℃与650~750℃范围之间,RDF的掺入对于煤粉的燃烧反应起到了一定的促进作用,在550~650℃之间则起抑制作用;通过精确的动力学计算以及合理的RDF与煤粉协同作用分析可知,当RDF在煤粉中的掺混比例为50%时,RDF对煤粉燃烧促进作用最佳,且能保证较高的燃料替代率。     

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。     

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...     

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。     

二甲醚燃烧的甲醛生成特性实验研究

针对二甲醚平面预混火焰,实验研究了燃料当量比和燃料流量对燃烧过程中甲醛产生和排放特性的影响.实验结果表明,甲醛是二甲醚燃烧过程一个重要的中间产物,在火焰面中大量生成,但其中大部分甲醛迅速被氧化消耗;二甲醚燃烧过程中甲醛的生成受燃料当量比和火焰温度影响明显,欠氧(燃料当量比φ＜1)预混合燃烧的甲醛生成显著高于富氧(φ＜1)燃烧;燃料当量比一定时,随着燃料流量增加,火焰中的甲醛浓度升高.     

微硅粉碱溶脱硅及其反应动力学

研究了微硅粉在氢氧化钠溶液中的碱溶行为和反应动力学。采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等对微硅粉进行了表征分析。通过正交实验和单因素实验相结合分析了反应温度、反应时间、初始氢氧化钠浓度和灰碱比对微硅粉中二氧化硅溶出率的影响;采用"等高切面法"分析计算了微硅粉的碱溶反应动力学参数。结果表明:反应温度和碱浓度对碱溶反应的影响最为显著;微硅粉碱溶脱硅的最优工艺条件为反应温度120℃、反应时间60 min、初始氢氧化钠浓度10%、灰碱比为0.89,在此条件下,二氧化硅的溶出率为91.5%,微硅粉碱溶脱硅反应的表观活化能为16.21 k J·mol~(-1),反应级数为1。     

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...     

优选粉煤灰制备人工合成沸石及去除氨氮研究

7种粉煤灰样品的物理化学性质,如元素组成、结晶相组成、比表面积、灼失量、阳离子交换容量和pH得到表征。采用熔融法提取硅铝效率作为粉煤灰原料优选的依据,并通过L9（34）正交实验研究氢氧化钠投加量、熔融温度、氢氧化钠提取液浓度和体积对于硅铝提取效果的影响。结果表明,湿式除尘技术收集的低品位粉煤灰比电除尘技术所收集粉煤灰更...     

不干胶废弃物热解焦燃烧特性

采用非等温热重分析和固定床热解实验研究了不干胶废弃物热解焦生成特性及热解焦燃烧特性,并计算了不同升温速率下热解焦的燃烧动力学参数。结果表明,不干胶废弃物热解焦产率随温度升高而逐渐降低,当热解终温在400~700℃时,热解焦产率在34.64%~22.03%之间;空气气氛下热解焦燃烧过程包括3个阶段:挥发分燃烧阶段(390~600℃)、混合燃烧阶段(390~600℃)和残炭燃烧与矿物分解阶段(650℃);升温速率对热解焦燃烧效果作用明显,升温速率越大,燃烧特性指数越高,燃烧稳定性越好;热解焦燃烧过程可以通过3个一级反应描述,当升温速率为40℃/min时热解焦燃烧各阶段表观活化能明显降低,表明升温速率提高有助于热解焦的燃烧反应活性,更有利于燃烧反应的进行。     

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。     

污水厂污泥流变特性变化规律

污泥流变特性是影响其传质效果的重要因素,对污泥管道输送、搅拌、混合以及热交换等处理处置单元的设计和运行均起到重要作用。本研究利用旋转黏度计测定了污水处理厂含水率分别为90%、93%和96%时污泥的流动曲线和黏度曲线,并分析了污泥含水率、温度对污泥流变特性的影响。实验结果表明,污泥属于典型的假塑性流体,其流变特性可以用Ostwald de Vaele模型,即幂律模型τ=K(D)n来拟合。污泥黏度随含水率的减小而增加,且剪切速率越小,这种增加趋势越明显;污泥黏度随温度升高呈现降低趋势,且这种趋势在低剪切速率时表现的比较明显,在高剪切速率时变化幅度很小。     

抗铬菌株的筛选鉴定及其生物学特性和吸附特性

利用微生物分离纯化技术,在培养基中加入不同浓度的Cr3+、Cr6+,经过长时间驯化,从污染土壤中筛选出2株对Cr具有较高抗性的菌株(A和B),对其进行了形态、生理生化特性及分子生物学鉴定,并研究了其最佳生长条件及对Cr3+的生物吸附规律。结果表明,菌株A和B分别为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和米根霉菌(Rhizopus oryzae)。菌株A和B的最适生长pH值均为7,最适生长温度均为30℃,最佳装液量为80~100 mL(250 mL摇瓶)。在培养时间一定时,随着Cr3+浓度的增加,菌株对Cr3+的吸附率减少,而生物吸附量则逐渐增大;在Cr3+浓度一定时,随着培养时间的延长,菌体对Cr3+的吸附率呈现出先增加后减少的趋势,这与生物吸附量的变化趋势基本一致。在Cr3+浓度为100 mg/L时,菌株A和B对Cr3+的吸附率达到最大,分别为51.47%和46.36%。     

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。