固体废物用作催化剂对污泥热解及其减量化影响的研究

发布时间：2020-08-13 01:23

【摘要】：为了实现剩余污泥减量化、无害化、资源化利用,并进一步降低污泥处置成本,本课题首先对前人已研究过的污泥热解催化剂进行了分析,选择了KCl、CaO、Fe_2O_3、Na_2CO_3和焦炭作为原有催化剂的代表进行污泥催化热解实验,并据此选择了粉煤灰、煤矸石和铁尾矿三种固体废物作为新的催化剂以探究其作为污泥热解催化剂的可行性及其催化能力。在以往的污泥催化热解研究中,污泥热解机理的验证始终是一个难题,本课题使用热重分析仪与马弗炉对污泥、焦炭以及其与催化剂的混合物进行了实验,对污泥热解过程中催化剂促进污泥减量化的原因进行了探究,验证了催化剂在污泥热解中的主要作用位点。研究结果如下:(1)600°C是产液最佳热解终温,800°C是保证经济效益的最佳产气终温;(2)常用污泥热解催化剂中Na_2CO_3对污泥热解减量化效果最佳,KCl和CaO作用下污泥热解气液产物品质最佳;(3)工矿业固体废物催化剂可以进一步提高污泥热解气液产率,减少固态剩余,其综合效果以煤矸石最佳,其次是铁尾矿、粉煤灰;(4)热重实验分析得出,污泥热解催化剂的加入可以降低污泥热解的活化能,使污泥有机质更易分解;(5)污泥热解减量实验显示,催化剂对污泥热解残炭的催化作用大于对污泥的直接作用;(6)固体废物可以作为污泥热解催化剂应用到污泥热解中来。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703
【图文】：

.1 剩余污泥简介.1.1 剩余污泥现状随着我国经济的发展，社会生产力的不断提高，随之而来的环境问题也越来出[1]。长期以来，在城市污水处理中， 重水轻泥 问题严重，导致城市污水处理与剩余污泥处置能力严重不平衡。2015 年，我国城市污水日处理能力可达 2.17×13/d，处理率可达 92%[2]1，而年产量可达 4×107吨的剩余污泥的无害化处理率却 30%，这意味着每年有近 3×107吨的剩余污泥未经有效处理就直接排放，且成增加的趋势，对生态环境造成很大影响。专家预计 2020 年剩余污泥年产量将达-9×107吨。.1.2 剩余污泥性质元素组成：C、H、N、O、S、Cl

图 2-1 污泥热解流程图上图中管式炉使用的是固定式卧式反应炉，工作温度最高可达 1000°C，最大率10 kW，电阻丝加热，炉身材质为优质310S耐热钢，内径尺寸为 220 mm×7，有效加热容积为 220 mm×350 mm，出口配有水冷却保护装置；累计流量的是日本品川 W-NH-5A 湿式气体流量计。污泥热解实验的主要步骤：佳污泥热解终温的确定实验（1）取秦皇岛第一污水处理厂剩余污泥，加入 6%的锯末以及 2%的脱水剂进脱水，并将脱水后污泥放入 105°C 的烘箱中恒温干燥 24 h；（2）取 200 g 干污泥，放入管式热解炉中，并将管式炉抽成真空然后通入氮气内气压与外界相同；（3）分别设置 500°C、600°C、700°C、800°C 和 900°C 作为污泥热解终温对行热解；

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄静;刘建坤;蒋廷学;吴春方;许卓奇;马小东;文佳鑫;王淑荣;;含油污泥热解技术研究进展[J];化工进展;2019年S1期

2 李晓娟;常建民;范东斌;;生物质快速热解技术现状及展望[J];林业机械与木工设备;2009年01期

3 田贵全;德国固体废物热解技术方法[J];环境科学动态;2005年02期

4 田贵全;德国固体废物热解技术现状与原理[J];环境科学动态;2005年01期

5 Wei-ChunXu;AkiraTomita;刘翠玲;;煤的类型对快速热解的影响[J];煤炭转化;1988年03期

6 ;陕煤化集团低阶粉煤快速热解技术通过国家科技成果鉴定[J];宁波化工;2016年03期

7 田帅;;国内外褐煤热解技术的应用及发展[J];山东工业技术;2015年07期

8 苏婷;卢艳强;;低变质煤的热解技术[J];榆林学院学报;2014年02期

9 蔡炳良;辛玲玲;;污泥热解技术特性分析[J];中国环保产业;2011年08期

10 王鹏起;常建民;杜洪双;郑凯;;喷动流化床在生物质快速热解技术中的应用[J];北华大学学报(自然科学版);2007年01期

相关会议论文 前10条

1 蔡炳良;辛玲玲;;污泥热解技术[A];上海（第二届）水业热点论坛论文集[C];2010年

2 全翠;李爱民;张丹;;采用热解技术从废电路板中回收资源[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年

3 王夺;刘运权;;生物质热化学转化气化技术和热解技术的特点和比较[A];新形势下长三角能源面临的新挑战和新对策——第八届长三角能源论坛论文集[C];2011年

4 李学强;郑化安;张生军;樊英杰;陈静升;;气化-热解一体化技术及工业验证[A];第十八届中国科协年会——分10 煤炭清洁高效利用学术论坛论文集[C];2016年

5 胡永琪;胡晓波;刘润静;宋丽英;刘宝树;胡庆福;;重镁水低温热解技术与工业化[A];2009年中国镁盐行业年会暨节能与发展论坛论文集[C];2009年

6 杨敏;陈德珍;戴晓虎;;污泥热解液与牛粪混合厌氧消化特性研究[A];2017中国环境科学学会科学与技术年会论文集（第二卷）[C];2017年

7 陶邦彦;陈子安;余鸿达;;生物质气化热解技术应用综述[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（一）[C];2007年

8 刘芳;乔英云;巩志坚;田原宇;;农林废弃物的综合利用[A];第六届全国绿色环保肥料新技术、新产品交流会论文集[C];2006年

9 陶邦彦;陈子安;余鸿达;;生物质气化热解技术应用综述[A];2007中国科协年会2.3分会《生物质能技术发展及应用》研讨会论文集[C];2007年

10 张章;张定海;魏艳娜;韦耿;周棋;;尿素热解制备脱硝还原剂的中试研究[A];《环境工程》2018年全国学术年会论文集（中册）[C];2018年

相关重要报纸文章 前10条

1 神木煤化工产业公司董事长 任沛建;兰炭产业健康发展须破四题[N];中国化工报;2015年

2 本报记者 武晓娟;低阶粉煤回转热解技术通过鉴定[N];中国能源报;2019年

3 李红;垃圾热解技术取得突破[N];中国环境报;2003年

4 陈懋雍;医疗与生活垃圾热解技术装置通过评审[N];中国冶金报;2003年

5 中国循环经济协会副会长 胡新灵;固废处理热解技术大有可为[N];中国石油报;2018年

6 ;有机固体废弃物热解技术[N];科技日报;2006年

7 记者 魏东;微负压热解技术让废旧轮胎100%回收再利用[N];科技日报;2014年

8 孟俊贤;为环保注入航天智慧[N];中国航天报;2018年

9 本报记者 毛庆;养殖蚯蚓吃垃圾[N];南京日报;2008年

10 瞿剑;华能北京热电：八项“之最”为绿色奥运保驾护航[N];科技日报;2008年

相关博士学位论文 前10条

1 张光文;基于热解的废旧锂离子电池电极材料解离与浮选基础研究[D];中国矿业大学;2019年

2 周建强;麦秆热解过程中有机氮转化机理研究[D];华北电力大学(北京);2019年

3 唐一菁;生活垃圾典型组分混合热解对焦油生成特性及催化裂解的影响研究[D];浙江大学;2018年

4 曹冬冬;含尘焦油热解规律的基础研究[D];中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所);2018年

5 叶小宁;典型生物质选择性热解制备高附加值化学品的研究[D];华北电力大学(北京);2018年

6 陈振国;典型烟草废弃物热转化的机理研究及应用[D];华中科技大学;2018年

7 吴兴;生物质流化特性与流化床热解试验研究[D];中国科学技术大学;2019年

8 付兴民;不干胶废弃物热解资源化技术研究[D];中国矿业大学(北京);2015年

9 郭飞;慢速热解技术结合光谱技术表征天然有机质热稳定性[D];中国科学技术大学;2017年

10 杨海平;油棕废弃物热解的实验及机理研究[D];华中科技大学;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 牛庆欣;煤中汞的赋存状态及其热解逸出规律研究[D];山东科技大学;2018年

2 刘f;废橡胶典型组分热解及焦油催化提质研究[D];华中科技大学;2019年

3 刘年;聚光太阳能驱动生物质三组分热解的机理研究[D];华中科技大学;2019年

4 郝晓明;固体废物用作催化剂对污泥热解及其减量化影响的研究[D];燕山大学;2019年

5 谢为;基于微波热解的木质素增值化利用研究[D];江苏大学;2019年

6 魏鑫;天然橡胶热解气相产物生成机理研究[D];青岛大学;2019年

7 刘晓越;钾盐对生物质催化热裂解的实验研究[D];华中师范大学;2019年

8 高婷;过渡金属氧化物担载型USY分子筛对神东煤的热解特性研究[D];西北大学;2019年

9 杨海宽;微波热解对煤炭中汞脱除的实验研究[D];华北电力大学;2019年

10 王玉杰;生活污水处理厂剩余污泥与木屑共热解特性影响研究[D];辽宁科技大学;2019年

本文编号：2791309