流化床污泥熱解實驗及產物性質研究
摘要:采用流化床反應器對城市污水污泥在400~600℃及800~950℃溫度區間內進行了熱解實驗.結果表明,污泥受熱升溫過程經過干燥脫氣、分解解聚和裂解縮聚3個階段,在此過程中發生復雜的化學反應,生成熱解氣、焦油和半焦.熱解溫度為550℃時液體產率達到最大值,為50.35%,熱解氣產率在950℃時為51.58%,半焦產率隨著熱解溫度升高而逐漸降低,950℃時為36.92%.污泥低溫熱解焦油含有較高百分含量的脂肪族碳氫化合物和類固醇類化合物,經加工可作為液體燃料利用,高溫熱解焦油可提取多種化工原料.熱解氣可作為合成氣或燃燒利用.
關鍵詞:污泥,熱解,焦油
據統計,到2011年末我國城市污水處理廠日處理能力可達11255萬m3,較2010年增長7.8%,城市污水處理率達到82.6%(中華人民共和國國家統計局,2012),由此帶來了巨大的污泥產量.研發先進的污泥處理方法和技術成為當前人們面臨的一項重要課題.
城市污水污泥(以下簡稱污泥)熱解處理技術因在廢棄物穩定化、減量化處理的同時可獲得熱解焦油和熱解氣,實現廢棄物的資源化處理與應用,成為研究熱點.國內外學者先后采用熱分析儀和小型固定床熱解實驗裝置進行污泥熱解實驗,認為利用熱解技術處理污泥是一種可行的方法.流化床污泥熱解反應器具有傳熱速度快、溫度均勻、易于操作和控制、可連續操作等特點,是一種具有較高產油率的污泥熱解制油工藝.但目前相關研究多關注于低溫區域(300~600℃)的熱解實驗及產物分析,缺少寬溫度范圍內的流化床污泥熱解實驗過程研究及產物特性分析數據.
基于此,本文采用流化床反應器對污泥在低溫區域(400~600℃)和高溫區域(800~950℃)進行熱解實驗,獲得不同熱解溫度對熱解產物分布的影響規律,并對低溫和高溫熱解焦油進行分析,探討污泥熱解產物的應用途徑.寬溫度范圍內污泥熱解過程及產物品質的研究對流化床污泥熱解技術的理論研究及實際應用具有重要意義.

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