污泥型煤技术处理污泥的基础研究Ⅰ.制备废水污泥型煤工艺？…

提出了粉煤与污泥共混压制型煤的方法，以实现污泥的洁净化、能源化处理。研究了不同成型条件，如成型压力、水份、不同污泥及混合比例等对污泥型煤性质的影响，并根据上述实验结果提出制备污泥型煤的优化工艺，给出了污泥与煤共成型的机理模型。结果表明，污泥添加的比例为２０～３０％之间，成型压力高于２０ＭＰａ时，型煤的抗压强度高于添加１０％黄泥所制型煤的强度。由此得出污泥完全可以代替黄泥；污泥型煤的热值高于黄泥型煤     

污泥型煤技术处理污泥的基础研究Ⅱ. 等温燃烧过程中NOx、SO2释放规律的考察

利用固定床管式炉反应器进行几种污泥以及不同型煤的等温燃烧实验 ,研究了NOx、SO2 等污染物的释放规律 ,发现污泥单独燃烧时污染物释放浓度高 ,造成严重环境污染 ;而添加固硫剂的不同污泥型煤的等温燃烧时 ,NOx、SO2 的释放浓度低得多 ,可以能源化、洁净化处理大量污泥。     

污泥型煤技术处理污泥的基础研究Ⅱ.等温燃烧过程中NOx,SO2 …

利用固定床管式炉反应器进行几种污泥以及不同型煤的等温燃烧实验,研究了ＮＯｘ、ＳＯ２等污染物的释放规律,发现污泥单独燃烧时污染物释放浓度高,造成严重环境污染;而添加固硫剂的不同污泥型煤的等温燃烧时,ＮＯｘ、ＳＯ２的释放浓度低得多,可以能源化、洁净化处理大量污泥。     

改性污泥与无烟煤成浆性的研究

采用阴离子表面活性剂萘磺酸钠甲醛缩合物、聚羧酸钠作为分散剂,考察了不同污泥用量时污泥煤浆的成浆性能。结果表明,当污泥(干基)添加量为煤质量的4%时,成浆浓度超过60%,随着污泥用量的提高,污泥煤浆的成浆浓度降低。污泥加入后,浆体的稳定性增强,污泥比例越高,产生沉淀的时间延长。当污泥(干基)添加量为煤质量的4%时,产生沉淀的时间超过160h,与使用稳定剂效果相当。使用不同添加剂制备的污泥煤浆均呈假塑性。污泥疏松的絮状结构,蜂窝状的外表面,强大的吸水性是造成污泥煤浆成浆浓度下降,稳定性增加的主要原因。     

造纸污泥添加剂对麦秆灰烧结熔融特性的影响

利用灰熔点测试仪、XRD及XRF等仪器,对比研究了造纸污泥(脱墨污泥、造纸废水污泥)、城市废水污泥作为添加剂对麦秆灰熔融特性的影响,考察了烧结和熔融过程中的组分变化,分析了污泥添加剂对麦秆灰的作用机理;进一步将污泥添加剂与常规添加剂进行灰熔融特性对比研究。研究发现,添加比例控制为3%-10%,造纸污泥(脱墨污泥、造纸废水污泥)软化温度提升效果均优于城市废水污泥;在添加比例控制为5%时,造纸废水污泥对麦秆灰软化温度提升效果最好;增大添加比例过程中,造纸废水污泥Al_2O_3修饰骨架作用明显,但灰中长石类物质逐渐增多使得软化温度提升效果下降;在不同温度下,脱墨污泥主要是通过形成硅铝榴石使得灰熔点提升,造纸废水污泥则主要是通过生成高熔点物质CaSiO_3抑制低熔点硅酸盐形成,城市废水污泥升温中存在明显SiO_2晶态转变过程;使用污泥添加剂作为抗结渣添加剂具有良好应用前景。     

污水污泥空气气化特性的研究

利用外热式下吸固定床气化实验装置,以空气为气化剂对五种不同性质污泥的气化特性进行了研究。结果表明,升高气化温度有利于提高气化气的品质,气化气中CO、CH₄和H₂的含量和气化气热值随气化剂流量的减小而增加。污泥厌氧消化过程使气化气品质降低;污水处理工艺对污泥气化气组成和热值亦产生影响,其中连续SBR工艺的未消化污泥气化气中CO、CO₂的含量最高,而H₂、CH₄和C_mH_n的含量最低;活性污泥法的未消化污泥气化气中H₂和C_mH_n含量最高;A²/O工艺的未消化污泥气化气中CO、CO₂的含量最低,而CH₄的含量最高,且三个污水工艺污泥的气化气热值依次升高。     

污泥发热量测定方法研究

研究通过发热量值不等的污泥样品干化温度、干化时间、样品称样量以及助燃物添加量等试验因素摸索,优化了污泥发热量测定条件,解决了低发热量值污泥样品测试难题。研究表明：湿污泥样品在105℃条件下干化6h后,使用研磨仪对样品进行研磨40s,称取研磨后的污泥样品1.0g,在充有3.0MPa氧气的氧弹内充分燃烧测试结果准确、稳定;对于发热量值低于7.0 MJ/kg污泥样品,通过添加0.2g苯甲酸标准物质助燃可获得准确的发热量值。     

污泥与煤共热解过程中磷元素的挥发规律研究

污泥灰分中磷元素含量明显高于煤,其中主要的晶体态含磷化合物为磷酸铁钙和少量的磷酸铝。利用高频加热反应装置考察了污泥-神府煤混合物快速热解过程中磷元素挥发规律。结果表明,污泥-神府煤混合物热解后磷元素主要存在于热解焦中。磷元素挥发比例随污泥添加比例的增加先升高后降低,随热解温度的升高而增加。热解温度不高于1 100 ℃时,混合物中以有机磷的挥发为主,磷元素挥发比例不高于3.2%。热解温度高于1 200 ℃后无机磷中磷元素挥发明显,1 300 ℃下最高有33.0%的磷元素随热解气体挥发出。     

废渣添加剂对型煤理化指标影响的实验研究

选择电石渣、硼泥和粉煤灰等三种工业废渣单一或组合使用,作为型煤固硫剂和粘结剂,与粉煤按一定比例混合后加工成四组蜂窝型煤.测定了型煤的抗压力、灰熔点、水分、灰分和挥发分等理化指标,并和仅以粘土作为粘结剂的对照型煤进行了比较,对实验结果进行了分析讨论.研究结果表明,适量添加以上工业废渣作为固硫剂和粘结剂,取代粘土制备固硫型煤,能够满足有关理化指标要求,并且更加有利于保护生态环境.     

污泥水分含量对其空气气化特性的影响(英文)

利用外热式下吸固定床气化实验装置,研究了在一定的空气流量(0.05 m3/h)、气化温度(800℃)下污泥水分含量对3种不同性质污泥空气气化特性的影响。结果表明,气化气中CO2、CH4和H2含量、气化气热值以及水相生成量均随污泥水分含量的增加而增加,而CO含量和焦油生成量呈降低趋势。污泥厌氧消化使气化气中CO、CH4、H2、CmHn含量以及气化气品质降低;而污水处理工艺中的厌氧过程可改善气化气品质,其中来自A2/O工艺消化污泥的气化气品质高于普通活性污泥法消化污泥的气化气品质。随着污泥水分含量的增加,2种不同污水处理工艺产生的消化污泥气化气中CO、CO2和H2含量的差距逐渐加大,来自于同一A2/O工艺的消化与未消化污泥气化气中H2和CO2含量的差距亦逐渐加大,而消化与未消化污泥气化气中CO含量的差距则逐渐接近。     

CO_2含量对污泥再燃还原NO的影响研究

在模拟水泥分解炉的实验台架上研究CO_2浓度(体积分数0-35%)对污泥再燃还原性气体析出特性及其对污泥与污泥焦还原NO反应的动态变化规律的影响。结果表明,污泥再燃产生的还原性气体主要为HCN、NH_3、CH_4及CO;当CO_2浓度从0增加到25%时,由于CO_2与污泥焦气化作用增强,导致HCN、NH_3及CH_4的析出量缓慢下降,而CO析出量显著增加,最终促进NO还原率从51%增加至61%;继续增加CO_2浓度至35%,由于CO_2的辐射吸收导致局部热不稳定性增强,气化作用的减弱导致CO析出量下降,且HCN析出量有较大幅度下降,NH_3析出量变化不大,CH_4析出量有一定幅度上升,综合影响使得NO的还原率逐渐下降至55%。研究表明,实验室条件下污泥再燃能较高效地对烟气中NO进行还原;机理研究表明,污泥再燃过程中同时存在对NO的气气均相还原反应和气固异相还原反应,实验确定污泥焦对NO的气固异相还原率仅为18%,因此,污泥脱硝以气气均相还原反应为主。     

水热污泥与煤在混燃过程中的协同效应特性研究

以城市污泥衍生的水热污泥(SS-derived hydrochar)为对象,结合傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、X射线荧光光谱分析(XRF)和X射线衍射分析(XRD)等对比研究了水热污泥与三种不同品阶煤(褐煤、烟煤和无烟煤)在有机/无机结构与燃料特性上的异同;同时,通过热重(TG)与偏差分析(Deviation)考察水热污泥与各阶煤在不同混合比例条件下的协同燃烧行为及其作用机制。结果表明,污泥经过水热处理后其有机结构和燃烧行为均提升至与煤相似的水平,该过程不仅改善污泥的燃烧特性,并增强其与煤之间的协同燃烧效应。水热污泥中适量的轻质组分与(碱)碱土金属能在混合燃烧过程中加速煤的失重速率,其对三种煤的促进作用可达4.4%-16.1%(褐煤)、1.9%-9.4%(烟煤)和4.8%-12.1%(无烟煤)。总体而言,水热污泥与褐煤混合而成的燃料在燃料性能上具有较大的优势,并且其混合比例以30%(水热污泥):70%(褐煤)与50%(水热污泥):50%(褐煤)为宜。     

污水厂剩余污泥制备烟气脱硫吸附剂

以城市污水厂剩余污泥为原料,采用负载金属氧化物的方法进行改性制备烟气脱硫吸附剂,并进行了元素分析、孔结构、扫描电镜性质表征,采用热分析及傅里叶红外光谱法对污泥吸附剂在SO2-O2-H2O(g)-N2体系的吸附机理进行了探讨。结果表明,同时负载质量分数为5%的MnO2和质量分数为5%的MgO的吸附剂性能较好,污泥吸附剂以中孔和大孔结构为主,比表面积较小。在SO2入口质量浓度为2021.38mg/m3、O2质量分数为12%、H2O(g)质量分数为12%、气体流速为2.13m/min和温度为60℃的条件下,污泥吸附剂的脱硫效率为93.7%,吸附容量为99.3mg/g。氨溶液法再生效果较好,再生2次后,脱硫效率下降至93%,吸附容量为84.4mg/g。水蒸气存在时,复合氧化物的协同作用促进了对SO2的化学吸附。等温吸附过程可用Freundlich模型描述,吸附热值为78.4kJ/mol。固定床吸附模型的预测值与实验结果吻合较好。     

污泥对神府煤灰熔点的影响

研究了神府煤（A）、污泥（W1）、改性污泥（W2）以及煤污泥混合物（AW1、AW2）的灰熔融特性,发现W1、W2分别加入神府煤中可以不同程度地降低煤的灰熔点。W1添加30.74g时,污泥煤灰的熔融温度降到最低,流动温度（FT）降幅程度达到63℃;W2加量为51.23g时,FT降低82℃。通过XRD分析了煤、污泥及混合物中的矿物质组分,并比较了AW1、AW2混合灰在不同特征温度下矿物质的形态演变。结果表明,W1加入A中后,生成了新的矿物质氯磷灰石,并且降低了石英、硬石膏、赤铁矿这三种主要矿物质的转化温度,从而降低了煤的灰熔点;W2降低煤灰熔点的主要原因在于W2中有大量的金属钠离子,混合灰在不同特征温度下主要发生钠类矿物质的转变。     

污泥水煤浆燃烧和污染排放特性研究

在3.2 MW 卧式炉中对污泥水煤浆和大同烟煤水煤浆进行了对比燃烧实验,分别研究了煤浆的着火、燃烧、结渣及污染物排放特性。结果表明,掺混 10%污泥的水煤浆着火容易,燃烧稳定,炉膛火焰分布均匀,燃烧和结渣特性均优于大同烟煤水煤浆。污泥的添加使水煤浆燃烧烟气中SO₂和NO_x的浓度偏高,实际应用中可通过加入固硫剂等方式缓解。污泥水煤浆在卧式炉中的燃烧状况较理想,为城市污泥资源化利用提供了一条可行的新途径。     

污泥微波高温热解条件下富氢气体生成特性研究

分别采用单模微波炉和电加热管式炉对污泥热解过程进行了实验研究,分析了污泥粒径、含水率、热解温度和微波吸收剂形态等参数对热解产物分布特性和气体组分浓度的影响规律和机理。结果表明,在粒径0~5.00 mm,污泥粒径大小对污泥微波热解产物分布无明显影响,但粒径减小可以提高H₂和CO浓度,当粒径从2.50~5.00 mm减小至小于0.45 mm,H₂和CO体积分数分别从31%和17%上升至34%和22%;污泥含水率和微波热解温度对热解产物分布和热解气组分浓度分布都有显著影响,提高污泥含水率或微波热解温度都可以显著提高H₂和CO浓度,当污泥含水率从0上升至83%,H₂和CO体积分数分别从32%和20%上升至42%和31%;相比粉末态吸波剂,固定形态的微波吸收器可以提高挥发分向热解气的转化,提高热解气产量,同时还能略微提高H₂和CO产率,但效果并不明显。     

污泥/钛铁矿复合吸附剂的制备及其吸附Cr(Ⅵ)研究

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,添加微量钛铁矿,采用氯化锌活化法制备复合吸附剂,并考察了其对含Cr(Ⅵ)废水的处理效果。研究表明:钛铁矿添加量1.5%、氯化锌浓度3 mol/L、固液比1∶2、活化温度550℃和活化时间40 min时,复合吸附剂碘吸附值可达523.24mg/g,比表面积为285.003 m2/g,相对于不添加钛铁矿的纯污泥吸附剂分别提高了27.95%和43.08%;吸附Cr(Ⅵ)废水研究表明,当pH为1.5、吸附剂用量为4 g/L、吸附时间为120 min时,吸附率可达99.17%,吸附量为12.4 mg/g。     

含油污泥与配合煤共热解煤焦的微观结构与气化反应特性

以含油污泥与配合煤为原料在850-1150℃热解制得焦样,采用N₂吸附-脱附和X射线衍射(XRD)分析煤焦孔隙结构及碳微晶结构,并运用热重分析(TGA)考察热解温度和含油污泥添加量对煤焦气化反应活性的影响。结果表明,提高热解温度和添加含油污泥能促进煤焦形成更加丰富的孔隙结构,强化煤焦-CO₂气化反应接触并抑制煤焦石墨化进程,从而提高煤焦气化反应活性;然而,热解温度过高或添加油泥量过多则会致使煤焦结构致密或孔隙堵塞,气化反应活性反而降低。     

煤的性质对具有粘结剂冷压成型型煤质量的影响

研究了14种不同煤化程度煤的性质与其型煤质量的关系。实验表明,以淀粉为粘结剂,在相同成型条件下,14种型煤的抗压强度随着煤化程度降低而降低,褐煤的成型性能最低。影响其抗压强度的主要煤质因素,有煤的最高内在水分、含氧官能团、孔体积、煤表面石墨形态碳含量等,其值越高,型煤强度越低。然而,煤表面烷基侧链疏水形态碳含量低时,则有利于粉煤成型。     

工业、生活污泥与煤混合燃烧的灰熔特性研究

针对煤粉锅炉掺烧污泥后污泥对混合燃料灰熔特性的影响行为,利用矿物三元相图、XRD等分析手段,研究了不同特性污泥(生活污泥、工业污泥)与煤掺混燃烧过程中不同矿物组分的相互作用机制及灰渣的灰熔融特性变化特征。结果表明,三元相图能够有效预测煤和污泥掺混后灰熔融温度的变化趋势;低含量的氧化铁形成低温共熔体以及透辉石、钙长石会降低煤和污泥混合后的灰熔融温度;而钙镁橄榄石、莫来石和单体形式存在的氧化铁能提高煤和污泥混合后的灰熔融温度。工业污泥中的高硫组分在混烧过程中易形成硫酸盐的低温共融体。生活污泥中磷对灰熔点的影响与氧化铝及碱金属的比例有关,当氧化铝的含量占主要成分时,磷的存在趋向于降低灰熔点,而当碱金属占主要成分时,磷的存在趋向于提高灰熔点。