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1、污水污泥的處理與處置是城市污水處理中非常重要的組成部分。污泥熱解氣化是一種新型的污泥處理與處置技術(shù),其優(yōu)勢(shì)在于有較高的能源利用率和環(huán)境效益,因此近些年污泥熱解氣化技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。本課題基于熱解氣化技術(shù),對(duì)污水污泥的減量化和資源化展開(kāi)研究。
本文針對(duì)包頭南郊污水處理廠(chǎng)產(chǎn)生的污水污泥,運(yùn)用Aspen plus軟件對(duì)污泥水蒸氣氣化過(guò)程進(jìn)行物料衡算,然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,首先對(duì)污泥進(jìn)行熱解處理,產(chǎn)生焦油、熱解氣和殘?jiān)?,再?duì)殘?jiān)M(jìn)行氣化
2、處理產(chǎn)生氣化合成氣,通過(guò)熱解氣化兩步實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和資源化處理,主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
運(yùn)用Aspen plus軟件對(duì)污泥水蒸氣氣化過(guò)程進(jìn)行物料衡算,通過(guò)分析氣化氣組分、產(chǎn)氣率和低位熱值等氣化指標(biāo),得出污泥水蒸氣氣化最佳工況為溫度800~900°C,S/W范圍為1~2。
對(duì)污水污泥進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)研究,考察不同影響因素對(duì)污泥熱解產(chǎn)物產(chǎn)率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示隨著反應(yīng)溫度的升高,污泥熱解的固相產(chǎn)率降低,氣相產(chǎn)物產(chǎn)率增加
3、,而液相產(chǎn)物產(chǎn)率則會(huì)先增大后減小,并且在450°C時(shí)焦油產(chǎn)率達(dá)到最大值;隨著升溫速率的提高,熱解效率也會(huì)提高,焦油產(chǎn)率也隨之增加,固相產(chǎn)率減少而氣體產(chǎn)率變化不大。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)污水污泥的減量化和資源化處理,選用高溫水蒸氣作為氣化劑進(jìn)行污泥熱解殘?jiān)鼩饣瘜?shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著反應(yīng)溫度的提高,反應(yīng)速率、產(chǎn)氣率和氣化氣低位熱值增加,在1000°C時(shí)分別達(dá)到了0.221 g/min、2.99 L/g和9.18 MJ/Nm3,氣化合成
4、氣中的H2和CO含量增加,而CO2和甲烷的含量降低,H2和CO含量的變化范圍分別為64.53%~68.83%和8.68%~12.53%;隨著水蒸氣通入量的加大,污泥熱解殘?jiān)魵鈿饣姆磻?yīng)速率增大,產(chǎn)氣率也隨之增大,氣化產(chǎn)生的合成氣中H2的含量增加而CO和甲烷的含量減少。
對(duì)污泥熱解殘?jiān)M(jìn)行CO2氣化實(shí)驗(yàn)研究,考察氣化反應(yīng)溫度和CO2通入量對(duì)氣化的影響,結(jié)果顯示隨著反應(yīng)溫度和CO2通入量的提高,原料的反應(yīng)速率、氣化合成氣中的C
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