污泥热解制取富氢燃气实验及机理研究

发布时间：2021-03-09 13:16

　　随着城市污水处理量的增加和水处理程度的深化,污泥产量大幅提高,而环境标准的日益严格,更加剧了污泥处置问题的严峻性。与此同时,污泥作为一种生物质资源,其有机物含量和热值的日渐增高也使其具备很高的能源利用价值。热解法作为最具前景的污泥资源化技术之一,因其经济性好、二次污染小及能量回收率高等优点在世界范围内引起了广泛关注。污泥含水率对热解的影响十分重要,一方面含水率的增加提高了原料预干燥过程的能耗,增加了热解成本；另一方面,热解过程中水分的参与有利于提高气体产率,促进富氢燃气的生成。本文从经济性和实用性的角度出发,对湿污泥在高温下一次性完成干燥、热解和气化的热化学反应过程及其产物特性展开系统研究,主要研究内容和结论如下：采用管式炉热解装置,研究了加热模式、热解终温、含水率及升温速率对污泥热解产物产率及气体产物特性的影响规律,结果表明,污泥热解所得气体产物主要包括H2、CO、CO2、CH4和少量的C2H2、C2H4、C2H6、C3H6及C3H8。待温度达到设定温度后,再将物料迅速送入反应区的加热模式有利于得到高品质的富氢燃气；高温能减少固体碳和焦油的产量,并生成大量H2和CO等小分子气体；含水... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 污水污泥特性及处置进展
    1.2 污泥热解技术
    1.3 研究目的与内容
2 热解装置及实验方法
    2.1 原料及性质
    2.2 热解实验
    2.3 热重实验
    2.4 产物分析仪器及方法
3 湿污泥热解制气的影响因素研究
    3.1 加热模式对热解的影响
    3.2 温度对热解的影响
    3.3 含水率对热解的影响
    3.4 升温速率对热解的影响
    3.5 本章小结
4 干、湿污泥热解动力学研究
    4.1 热解特性分析
    4.2 热解表观动力学研究
    4.3 本章小结
5 湿污泥热解机理研究
    5.1 原始污泥FTIR分析
    5.2 热解产物分析
    5.3 水分参与对热解历程的影响
    5.4 热解机理分析
    5.5 本章小结
6 热解过程质量、能量平衡及经济性分析
    6.1 质量平衡
    6.2 能量平衡
    6.3 污泥热解制气经济性分析
    6.4 本章小结
7 污泥/秸秆共热解制气研究
    7.1 混合配比对产物产率的影响
    7.2 混合配比对气体组成的影响
    7.3 混合配比对气体热值的影响
    7.4 混合配比对气体能量转化率的影响
    7.5 本章小结
8 结论、展望和创新点
    8.1 结论
    8.2 展望
    8.3 创新点
致谢
参考文献
附录I 不同含水率污泥热解焦油组成
附录Ⅱ 攻读博士学位期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]含油污泥热解工艺技术方案研究[J]. 刘鹏,王万福,岳勇,刘光全,刘晓辉.  油气田环境保护. 2010(02)
[2]湿污泥热解制取富氢燃气影响因素研究[J]. 熊思江,章北平,冯振鹏,肖波,夏睿勤.  环境科学学报. 2010(05)
[3]循环床式生物质内热热解装置研究[J]. 肖烈,张飞,张忠河,何永梅,尤希凤.  安徽农业科学. 2010(13)
[4]生物质与煤混合的热解特性研究[J]. 张红霞.  电力技术. 2010(02)
[5]城市污水污泥热解动力学研究[J]. 陈亚,陈建林,刘龙茂,许岳泰.  河南科学. 2009(06)
[6]秸秆热解特性及热解动力学研究[J]. 李永玲,吴占松.  热力发电. 2008(07)
[7]煤泥水与河湖底泥共热解制氢特性研究[J]. 张蕾,张磊,舒新前,詹传鑫,李钢.  煤炭工程. 2008(04)
[8]制革污泥热解动力学研究[J]. 王子曦,李桂菊,张晓镭.  中国皮革. 2008(03)
[9]浅谈城市污泥资源化利用的途径[J]. 马芳,刘晓丹.  中国资源综合利用. 2007(08)
[10]不同因素对生物质气化产出气特性的影响[J]. 杨国来,陈汉平,米铁,李斌.  可再生能源. 2007(03)

博士论文
[1]城市污水污泥热解试验与模型研究[D]. 邵敬爱.华中科技大学 2008
[2]生物质催化热解和气化的应用基础研究[D]. 李建芬.华中科技大学 2007
[3]微波能作用下污泥脱水和高温热解的效能与机制[D]. 方琳.哈尔滨工业大学 2007
[4]生活垃圾中主要可燃组分热解特性的试验研究[D]. 沈祥智.浙江大学 2006
[5]生物污泥热解资源化技术研究[D]. 李海英.天津大学 2006
[6]生物质热裂解机理试验研究[D]. 谭洪.浙江大学 2005
[7]城市污泥热解特性及资源化利用新方法试验研究[D]. 甘义群.中国地质大学 2005

硕士论文
[1]含油污泥热裂解技术研究[D]. 杨海军.中国石油大学 2008
[2]油泥热解特性基础研究[D]. 于清航.沈阳航空工业学院 2008
[3]气化过程燃气焦油检测分析及脱除[D]. 贾佳妮.天津大学 2007
[4]低中变质程度煤的结构特征及热解过程中甲烷、氢气的生成机理[D]. 段春雷.太原理工大学 2007
[5]污泥催化低温热解制油的研究[D]. 邢英杰.大连理工大学 2006
[6]武汉城市污水处理厂污泥特征及其处置方案研究[D]. 鲁群.武汉理工大学 2006
[7]生物质热解释氢过程的实验研究[D]. 王天岗.山东理工大学 2006
[8]城市污水污泥热解特性与转化机理的研究[D]. 陈曼.东南大学 2006
[9]城市污水污泥的热解特性与低温热解实验研究[D]. 王霜.昆明理工大学 2005
[10]生物质多组分的热裂解动力学研究[D]. 文丽华.浙江大学 2005



本文编号：3072912