干化污泥热解制备可燃气过程中石英砂的影响

污水污泥样品经过105℃干燥处理后,在管式电阻炉和热天平上分别以15℃/min升温速率,在0～950℃温度范围进行污泥混合石英砂的热解实验研究。石英砂污泥混合热解实验发现:混合热解的产气总量得到提高,石英砂的加入不改变污泥热解生成可燃气的规律。在热解的高温段(800～950℃),由于加入了石英砂,CO浓度得到了提高。     

酸浸法提取煤矸石中Al2O3的研究

煤矸石是主要的煤系固体废物,其中Al2O3质量分数约占35％左右.以某煤矿的煤矸石为原料,通过单因素实验比较盐酸和硫酸对Al2O3的浸取率,研究各因素对Al2O3浸取率的影响,确定浸取煤矸石中Al2O3的最佳酸浸介质为硫酸.利用正交实验确定酸浸取的最佳条件为:液固比(酸溶液体积与煤矸石样品质量比)15 mL/g、硫酸摩尔浓度3 mol/L、浸取时间120min、助样比(助溶剂与煤矸石样品质量比)0.20,在此条件下硫酸对煤矸石中A12O3的浸取率可达79.6％.     

初始温度对废轮胎热解的影响

以管式炉热解实验和热重分析为基础,研究了初始温度对废轮胎热解产率及气相产物特性影响。结果表明,初始温度对废轮胎的热解存在重要影响。热重分析结果表明,废轮胎的热解过程存在2个主要失重过程,第一失重温度区间为200～500℃,第二失重温度区间为650～800℃;升温速率仅改变了热解的最大失重速率,并未改变废轮胎最终热解失重率;可通过提高升温速率能够缩短热解反应时间。在初始温度低于100℃时,废轮胎在800℃时热解已基本结束;当终温为800℃、初始温度在100～550℃范围内时,随着初始温度的提高,固、气两相产物产率均提高,而液相产物产率降低;其中气相中H2、CO和CH4的含量高于初始温度小于100℃时的含量;分析认为,可以通过调节热解的初始温度调节废轮胎热解在不同热解阶段的时间分配,适当提高热解初始温度有利于提高整个热解过程中的时间利用效率、改变废轮胎热解产物的分布;废轮胎热解气化的最佳温度区间为500～800℃。     

修复铬污染地下水的可渗透反应墙介质筛选

通过实验研究筛选出一种经济、高效的用于修复铬污染地下水的可渗透反应墙(PRB)介质。实验以铬污染地下水为研究对象,分别对Fe0、Fe0+石英砂和包覆型零价铁填料进行了筛选实验,选取处理效果好且经济可行的包覆型零价铁材料作为PRB反应介质。结果表明,以包覆型零价铁材料作为PRB反应介质,大大提高了铁粉的利用效率,且缓解了系统堵塞严重的问题。以包覆型零价铁材料作为PRB反应介质修复Cr(VI)污染地下水是可行的。     

生活垃圾与木薯茎共热解制油试验研究

选取木薯茎作为与生活垃圾共热解的试验物料,采用热重分析(TG-DTG)、动力学分析、红外分析(FTIR)等方法,研究不同比例木薯茎对生活垃圾热解产物的影响、最佳添加量及协同作用。结果表明:热解主要分为脱水、热解和炭化3个阶段,生活垃圾与木薯茎混合共热解的温度区间主要在200~550℃;生活垃圾、木薯茎及20%木薯茎与生活垃圾混合的热解活化能分别为50.72、37.72及43.36 k J/mol,添加一定量的木薯茎可以降低生活垃圾热解的表观活化能,并对生活垃圾的热解具有一定的促进作用;木薯茎最佳添加量为20%,热解液的产率提高了6.24%;与生活垃圾单独热解相比,添加20%木薯茎的共热解油中羧酸、醇、酚的含量有所减少,有利于脱氧、脱酸,提高热解油的热值,增加热解液的有机物种类与数量。     

木薯茎低温热解及产物特性研究

为探讨木薯茎低温热解特性,采用热重分析仪、固定床热解实验等对木薯茎低温热解过程进行了研究。结果表明,木薯茎热解可分为脱水、热解、炭化3个阶段;在热解终温为400~700℃范围内,木薯茎的固体产物随温度升高而持续降低,气体产物则随温度升高而不断增大,液体产率先增大后减小,在600℃木薯茎热解液体产率达到最大值45.6%;随后采用红外分析、气相色谱仪、扫描电镜等设备对热解后的液、气、固产物进行分析。结果表明,在热解终温为600℃时,木薯茎热解液的p H值低、氧含量高、热值低,其值分别为2.7~3.1、56.70%、15.3 MJ/kg,红外分析表明木薯茎热解液含较多的酚、醇、羧酸;木薯茎热解气体产物经气相色谱分析主要为CO2、CO、CH4和H2所占比例分别为61.10%、23.74%、10.03%和2.23%;木薯茎热解固体产物中挥发分较低,焦的比表面积为54.12 m2/g。     

生物质废弃物制氢技术研究

本文介绍并比较了目前国内外利用生物质废弃物制备氢气的各种方法,并简要介绍本课题小组热解几种有机固体废弃物制氢的实验结果,展望了利用生物质废弃物制备氢气的发展前景.     

钢渣对京津冀地区典型罐底油泥热解影响

为了研究钢渣对油泥热解产物的影响,以京津冀地区典型罐底油泥为研究对象,利用固定床反应器、热重分析仪对油泥热解条件及反应特性进行研究,通过单因素实验和响应面实验设计考察了热解终温、升温速率、停留时间和钢渣添加量等对热解产物产率的影响,采用气相色谱（GC）、气质联用（GC-MS）、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）等对热解气体、热解回收油和热解焦表征,并对反应后固体残渣采用磁选的方式回收钢渣及分析物相组成（XRD）。热重分析（TG）表明:添加钢渣有利于油泥失重率增加。热解动力学计算表明,油泥单独热解和添加钢渣的反应的表观活化能分别为8.32,7.43 kJ/mol。固定床实验表明:当热解温度为550℃,升温速率为40℃/min,停留时间为30 min时,钢渣添加量为15%时,油泥热解回收油产率最高,达到16.03%。通过17组响应面实验设计,预测回收油产率最高可达16.12%。热解产物分析表明,添加钢渣提高了气体中H₂和CH₄产量增加,降低了CO₂产量。焦油的GC-MS分析表明,添加钢渣提高了焦油中低碳原子数成分含量。这证明了油泥和钢渣协同处置的可行性,可为热态钢渣与油泥的协同处置研究提供数据支撑。     

煤矸石复合型添加剂对城市生活垃圾热解的影响

利用热重分析和动力学分析全面探究了煤矸石复合型添加剂对城市生活垃圾热解的影响,分析结果表明:添加煤矸石复合型添加剂可以在一定程度上提高城市生活垃圾热解的效率。更进一步地,研究了煤矸石复合型添加剂的添加对热解产物,特别是气体组分产量的影响,发现添加煤矸石复合型添加剂可以提高气体组分的产量。煤矸石复合型添加剂对H2、CO以及CH4产气速率的影响十分显著,添加800℃活化煤矸石复合型添加剂,热解气中的H2产气速率提高最快;添加500℃活化过的煤矸石复合型添加剂,热解气中的CO产气速率提高最快;添加1 000℃活化过的煤矸石复合型添加剂,热解气中的CH4产气速率提高最快。     

湿热处理餐厨废弃物不饱和脂肪酸

为了研究湿热水解技术对餐厨废弃物中脂类物质的影响,促进餐厨废弃物的资源化处理利用,通过实验研究,分析了餐厨废弃物固相中油酸、亚油酸、α-亚麻酸和花生四烯酸4种不饱和脂肪酸在90～140℃湿热条件下处理随时间的变化规律。结果表明：实验所取餐厨废弃物经湿热处理后固相中油酸和亚油酸的含量相对较高,约为30％,花生四烯酸的含量较低,约为0．3％,随着加热时间延长,亚油酸在湿热环境下发生化学分解,其含量不断降低,而花生四烯酸的含量显著增加。当加热温度为100～120℃,加热时间为30-60min时,餐厨废弃物脂类含量比较稳定,作为适宜的湿热处理条件。值得注意的是,湿热处理后的餐厨废弃物中花生四烯酸的含量只约为0．3％,不能满足饲料标准中2％的要求。