低温热解生物质与煤共燃的污染性能和经济性能评价

在简要说明生物质与煤共燃意义的基础上，对低温热解生物质和煤共燃的污染性能和经济性能进行了研究和评价。认为低温热解生物质（锯屑、谷壳和花生壳）与煤共燃能够减排CO2、CH4等温室气体及NOX和SO2等大气污染物，减排重金属污染物和其它微量有毒有害元素；同时，二者共燃可以在运输成本、存储成本、电厂生物质处理费用、设备改造费用和节约煤炭等方面降低电厂的运营成本，但也可能在生物质低温解产品加工上提高生产费用以及在因燃用热解生物质可能造成的积灰结渣上提高设备维护费用。可以预见，生物质与煤共燃的研究将是实现能源可持续发展的有效措施之一。     

污泥与稻秆共热解对生物炭中碳氮固定的协同作用

为了研究共热解对生物炭中碳氮固定的协同效应,利用管式固定炉开展了不同热解温度(300~700℃)下的污泥与稻秆单独热解及其共热解(泥秆质量分别为1∶3、1∶1、3∶1)试验研究.结果发现,污泥和稻秆共热解并不是两种物料单独热解贡献的简单叠加.共热解对生物炭产率无协同效应,但对固定碳产率的协同性受共热解条件影响较大.在相同热解温度下,1∶3和3∶1泥秆比共热解生物炭中的碳和氮含量协同量化值均明显大于1∶1泥秆比下的协同量化值,碳和氮元素含量协同量化值分别在热解温度和泥秆比为(400℃、1∶3)与(400℃、3∶1)时达到最大值12.43%与40.65%.碳和氮固定率协同量化值随热解温度的升高而增加,最大分别为53.77%~56.13%和38.30%~39.12%,说明共热解可显著提高生物炭中碳和氮元素的固定水平.除3∶1泥秆比共热解生物炭中H/C原子比大于理论值,对降低生物炭的芳香度与饱和度具协同作用外,其他共热解条件下的H/C、(O+N)/C、O/C原子比均小于理论值,对提高生物炭的稳定性具明显的协同促进作用.污泥与稻秆在泥秆比1∶3、1∶1与3∶1下共热解,提高协同效应的方式分别为促进脱氧去氢反应、去氢反应与脱氧反应.该研究结果可为生物炭在碳氮封存减排中的应用提供新的工艺途径.     

含油污泥热解残渣吸附性能初探＊

含油污泥热解残渣的处理和应用是石油石化企业生产领域急需解决的难题。以含油污泥热解残渣为研究对象,在对其进行无害化处理的基础上,对热解残渣的吸附性能进行了探讨。通过能谱分析可知,热解残渣由碳和无机元素组成,碳元素含量达36.92%;通过SEM电镜扫描、比表面积和孔结构等吸附性质表征研究,含油污泥热解残渣吸附性能优良,对含油污水中的石油类和COD有较好的去除作用。研究结果表明:含油污泥热解残渣可作为一种吸附材料,这项研究为含油污泥热解残渣的资源化利用提供了一条途径。     

废弃轮胎制备热解炭对醋糟厌氧产甲烷性能的提升效果研究

醋糟在酿造行业中大量产生,除少量用于饲料添加外,大部分成为生物质废弃物,适合于厌氧产沼方式进行能源化处理,但较低的产气量又成为制约厌氧消化工艺应用的主要因素.本研究发现利用废弃轮胎热解过程产生的热解炭,可有效提升醋糟厌氧产甲烷效果,在接种比为1：1（以VS计）时,产甲烷效果最优,相对于未投加热解炭的对照组,甲烷产率提高56%,达到283 mL·g^-1;进一步对热解炭制备温度和投加量影响产甲烷效果进行了研究,结果表明,在接种比为1：1的条件下,热解炭投加量越多,热解温度越高,甲烷产率提升效果越明显,本研究中,当热解炭投加量为12 g,热解温度为1000℃时,甲烷产率相比对照组提升104.4%.通过高通量测序分析,同时结合热解炭本身特性表征,进一步证实热解炭投加可提升水解产酸菌和厌氧产甲烷菌丰度,而其热解炭本身的导电性能可能在增强菌群间互营产甲烷过程中发挥重要作用.     

修复植物热解过程中重金属元素迁移行为研究

在管式炉反应器中研究了重金属土壤修复植物长香谷稻秆中Cd、Pb、Mn、Cu和Zn在不同温度、停留时间和反应气氛下的迁移行为,结果表明：在低于元素挥发的温度热解时,固体残渣中重金属元素的富集倍数随温度的升高而增加;在元素挥发的温度热解时,该元素在固体残渣中的富集倍数随着停留时间的延长而减少;800℃以上CO2气氛比N2气氛更有利于Mn、Cu和Zn在热解残渣中富集。选择合适的热解条件能够达到将原料减容减重并富集其中特定重金属元素的目的。     

含油污泥的热解处理与利用

文章对油田和炼油含油污泥进行了热解处理室内实验,测定了回收油气组成、热解残渣含碳量和Al2O3含量,开展了热解残渣对沥青的吸附性能和再生处理的絮凝性能测试分析。结果表明,含油污泥热解处理具有较好的油气回收和残渣再生利用价值,可实现污泥“零排放”,具有显著的直接经济效益和社会效益。污泥热解的产油率一般可达10%以上,废白土可达20%～30%,油回收率高;污水处理污泥热解残渣的Al2O3含量可达20%以上,有较高的铝含量,初步再生评价对污水有较好的絮凝作用,可再生循环利用;废白土热解残渣的吸附性能与活性白土相当,可循环使用。     

热解温度对畜禽粪便生物炭重金属特征变化的影响

为了揭示畜禽粪便生物炭中重金属的特征变化,以鸡粪、猪粪渣和牛粪为原料,采用低氧控温法制备生物炭,研究了不同热解温度(350、450、550、650和750℃)的畜禽粪便生物炭产率、重金属(Cu、Zn、Cd、Pb、Cr和Ni)含量和相应富集系数的变化,以及原料来源、热解温度和重金属特征的相关性.结果表明,随着热解温度的升高,畜禽粪便生物炭产率逐渐下降,各重金属元素含量(Cd除外)逐渐增加,多数重金属富集系数呈降低的趋势,总体上高温热解虽增加了畜禽粪便生物炭的重金属含量,但也利于炭化过程中重金属的挥发迁移.畜禽粪便生物炭中重金属含量与热解温度、原料来源密切相关,其中与热解温度的相关性均显著,各生物炭的重金属富集能力表现为鸡粪猪粪渣牛粪.综合分析发现,热解温度对畜禽粪便生物炭的重金属特征变化有显著影响,选择低重金属含量和低富集系数的畜禽粪便可避免高温制备的生物炭在实际应用中由自身重金属可能带来的二次污染.     

用城市污水处理厂剩余污泥制备脱硝催化剂

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,采用氧化锌和硝酸铁化学浸渍、高温热解制备脱除NOx的催化剂。用微型气固相催化反血装置考察了该催化剂在NH3选择性催化还原NO中的应用效果及寿命。实验结果表明：存350～450℃时的催化活性较高,在400℃时NO的最大转化率可达98．3％;催化剂的活性良好,经660min的活性测试,催化剂的活性只降低了约3％。对该催化刹进行了X射线衍射、热重和扫描电镜分析,分析结果表明,该催化剂含有丰富的金属元素及碳元袤,具有丰富的孔结构和晶体结构,而且表面及孔隙间负载的活性粒子较多,这些特征也表叫该催化刺具订良好的催化忡能。     

HCl气体对污泥热解产物性质影响的试验研究

为研究污泥热解中同步提升热解产气品质和制取低重金属含量半焦吸附剂,文章分别在800℃和900℃下进行干化后污泥的快速热解实验,对比研究了通入HC(l0.1%体积分数)气体对热解气体产物组分、半焦中重金属含量及制取半焦吸附性能的影响。研究表明热解过程中通入HCl可在提高热解气组分中H2、CO含量的同时提高重金属去除率、降低热解半焦中重金属残余量,增大热解半焦比表面积、提高其吸附性能,但对于半焦吸附性能的影响程度要小于对热解产气及重金属残余量的影响。900℃通入HCl时H2和CO含量均最高分别达到35.01%和30.68%,同时半焦中重金属浓度最低,且同时具有最大比表面积、最高吸附性能,对Pb2+最大吸附量为19.2 mg/g。     

热重质谱联用研究废旧汽车高聚物热解特性

采用热重-质谱（TG-MS）联用技术研究了N2气氛下废旧汽车塑料和橡胶高聚物混合物料热解气体的种类和产生机理.结果表明,废旧汽车高聚物热解过程在240～350℃和420～500℃有两个明显失重阶段,分别有20.9%和28.3%的挥发分析出.650～730℃范围失重峰是由无机填料热分解造成的,产生的挥发性气体产物为CO2...