城市污泥与废弃生物质共热解基础研究

发布时间：2024-12-07 03:10

　　资源化是废弃生物质和城市污水污泥（简称：污泥）治理的趋势。为了使农林废弃物和城市污泥两者潜在的能量最大化利用，本课题对废弃生物质与城市污泥共热解的资源化过程进行研究。在热重分析的基础上，采用固定床热解装置，借助GC、GC-MS、SEM、BET等仪器，通过对共热解产物的分析、表征，研究生物质与污泥共热解的协同作用规律及机理，为废弃生物质与城市污泥共热解高效转化和产物优化提供关键技术和理论依据。 热重分析表明，在较优的升温速率（20℃/min）下，污泥热解可以分为三个阶段；而生物质的热解过程与其纤维素、半纤维素和木质素的含量有着密切联系；生物质掺混比例和生物质种类对共热解影响显著，当生物质掺混比例≥60wt%时，表征协同作用的参数R值大于零，共热解过程有明显的协同效应，随着生物质中木质素含量的减少，共热解产生协同作用所需的生物质掺混比例逐渐增大。 热解过程的动力学分析表明，采用C-R法模拟效果优于F-C法；生物质种类和DTG峰的划分等对生物质单独热解及与污泥共热解的反应级数n有显著影响；纤维素含量高的生物质可降低共热解前期（约290-370℃）反应活化能，木质素含量较高的生物质可降低...

【文章页数】：120 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究进展
        1.2.1 生物质热解研究进展
        1.2.2 污水污泥热解研究进展
        1.2.3 污泥和生物质共热解研究进展
    1.3 研究内容
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究特色和创新之处
第2章 生物质成分分析和原料工业分析
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验仪器及药品
        2.2.2 实验方法
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 生物质组成成分测定
        2.3.2 原料的工业分析
    2.4 本章小结
第3章 生物质与污泥共热解热重实验
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器
        3.2.2 实验方法
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 污泥单独热解性质
        3.3.2 生物质单独热解性质
        3.3.3 生物质与污泥共热解性质
    3.4 本章小结
第4章 生物质与污泥共热解动力学分析
    4.1 引言
    4.2 热解动力学基础理论
        4.2.1 动力学模型的建立
        4.2.2 模型分析方法
    4.3 模型筛选及动力学拟合
        4.3.1 Freeman-Carroll 法（微分法）拟合过程
        4.3.2 Coats-Redfern 法（积分法）拟合过程
    4.4 共热解拟合及动力学特性研究
        4.4.1 污泥与生物质单独热解动力学特性
        4.4.2 污泥与生物质共热解动力学性质
        4.4.3 掺混比例对污泥与生物质共热解动力学性质的影响
    4.5 本章小结
第5章 生物质与污泥固定床热解及产物分布
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 固定床热解实验
        5.2.2 气体产物分析实验
        5.2.3 液体产物分析实验
        5.2.4 固体产物分析实验
    5.3 固定床基础工艺参数优化
    5.4 操作条件对热解产油率的影响
        5.4.1 不同种类生物质单独热解产油率变化
        5.4.2 热解终温对产油率的影响
        5.4.3 升温速率对产油率的影响
        5.4.4 掺混比例对共热解产油率的影响
    5.5 操作条件对热解气体产物的影响
        5.5.1 热解终温对主要气体产物的影响
        5.5.2 生物质种类对共热解气体产物的影响
        5.5.3 掺混比例对共热解气体产物的影响
    5.6 操作条件对液体产物的影响
        5.6.1 热解生物油的 GC/MS 成分分析
        5.6.2 热解生物油热值变化规律
        5.6.3 热解生物油粘度变化规律
    5.7 操作条件对热解固体产物的影响
        5.7.1 裂解炭的电子扫描电镜（SEM）表征
        5.7.2 裂解炭比表面积变化规律
        5.7.3 裂解炭碘吸附值变化规律
    5.8 本章小结
第6章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及发表文章



本文编号：4014700