城市污泥与煤混合热解特性及中试热解设备研究
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摘要
为解决城市污泥热解的能量自给不足和热解产物不能有效利用等问题，采用连续式固定床热解装置和热重分析仪对城市污泥及其与煤混合物的混合热解特性及两段催化热解特性进行了研究，探讨了污泥与煤混合热解的协同作用机制及挥发性产物的催化裂解机理，分析了最优工况的能量供需平衡，讨论了固相产物的应用途径，研制了一套中试规模的污泥热解装置。研究结果表明：在污泥热解过程中添加煤进行混合热解可解决污泥单独热解自身能量不足的问题，并能有效改善产物特性，且两者在热解过程中存在协同效应；Ni/分子筛复合催化剂可促进热解液转化为洁净可燃性气体或化工原料合成气；污泥炭可当污水处理剂、燃料或土壤改良剂使用；中试热解设备实现了装置各系统的集成一体化和热解液或热解气燃烧的系统能量自给，且中试与小试的运行条件或产物特性差别不大。
To meet self-energy required in sewage sludge drying and pyrolysis and sought forways on utilization of pyrolysis products, co-pyrolysis behavior and two-stage catalysisbehavior of sewage sludge and mixture with coal were carried out by thermo-gravimetricanalysis (TGA), one-stage or two-stage continuous pyrolysis furnace.The interaction ofsewage with coal, catalysis cracking of volatile phase, energy balance analysis andproducts utilization were discussed. The results showed it can meet self-energy requiredby co-pyrolysis of sewage sludge with coal and improve products yield, it also verifiedthe presence of interaction of sludge with coal in co-pyrolysis process. Ni/molecular sievecatalysts can turn pyrolysis liquids into clean combustible gas; sludge-char can be used assewage treatment agent, fuel and soil improvement. While the optimal operatingconditions and product characteristics with the bench experiment are nearly coincident, itwas feasible that pilot-scale sludge pyrolysis device systems could be assembled together.
To meet self-energy required in sewage sludge drying and pyrolysis and sought forways on utilization of pyrolysis products, co-pyrolysis behavior and two-stage catalysisbehavior of sewage sludge and mixture with coal were carried out by thermo-gravimetricanalysis (TGA), one-stage or two-stage continuous pyrolysis furnace.The interaction ofsewage with coal, catalysis cracking of volatile phase, energy balance analysis andproducts utilization were discussed. The results showed it can meet self-energy requiredby co-pyrolysis of sewage sludge with coal and improve products yield, it also verifiedthe presence of interaction of sludge with coal in co-pyrolysis process. Ni/molecular sievecatalysts can turn pyrolysis liquids into clean combustible gas; sludge-char can be used assewage treatment agent, fuel and soil improvement. While the optimal operatingconditions and product characteristics with the bench experiment are nearly coincident, itwas feasible that pilot-scale sludge pyrolysis device systems could be assembled together.
引文
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