微波催化熱解城市污水污泥過程生物氣釋放影響因素研究.pdf

1、微波熱解城市污水污泥可實(shí)現(xiàn)污泥資源化、減量化目標(biāo)。熱解產(chǎn)物中生物氣具有產(chǎn)量大、熱值高、富含H2與CO等優(yōu)點(diǎn),可作為燃料加以利用。本主要從熱解終溫、添加礦物催化劑以及污泥含水率等影響因素出發(fā),研究了微波熱解城市污水污泥過程中生物氣的釋放規(guī)律及影響因素。在此基礎(chǔ)上利用SEM、EDS、TG-DTG、GC-MS等分析方法對微波熱解污水污泥的固、液、氣三相產(chǎn)物進(jìn)行分析,對白云石和鎳基催化劑催化機(jī)理進(jìn)行了更深一步的探究。目的是獲得品質(zhì)最好的生物氣和

2、最高的H2、CO產(chǎn)率,對實(shí)現(xiàn)微波熱解污水污泥制生物氣技術(shù)的優(yōu)化與工程應(yīng)用具有十分重大的意義。
　　微波熱解污水污泥影響因素試驗(yàn)研究表明:生物氣產(chǎn)量及H2、CO含量均隨熱解終溫升高而增大,800℃具有最佳熱解效果;添加白云石和鎳基催化劑對微波熱解污水污泥生物氣的釋放有較大促進(jìn)作用;含水率增加能夠使生物氣產(chǎn)量快速增大,含水率為80％時氣體產(chǎn)率達(dá)到最大。
　　催化劑對熱解過程影響的試驗(yàn)研究表明:鎳基催化劑和白云石均對生物氣的釋放有

3、促進(jìn)作用;熱解終溫為800℃時,5%鎳基催化劑投加量對污泥微波熱解過程具有最佳催化效果,生物氣產(chǎn)量由976.7mL/g增加到1203.3mL/g、H2產(chǎn)量由29g/kg增加到35.8g/kgCO產(chǎn)量由302.7g/kg增加到383.3g/kg,生物氣中H2和CO含量為60%;催化劑能夠提高熱能利用效率,降低熱解所需溫度;兩種催化劑都是通過催化一系列復(fù)雜的氣體重整反應(yīng)來改善生物氣品質(zhì)的,鎳基催化劑催化重整反應(yīng)結(jié)果為有利于H2和CO的產(chǎn)生而

4、產(chǎn)生較少的CxHy,而白云石催化重整反應(yīng)結(jié)果是有利于CxHy,總體來說,鎳基催化劑對生物氣釋放的催化效果優(yōu)于白云石。
　　對催化劑主要催化機(jī)理的試驗(yàn)研究表明:鎳基催化劑主要在500~600℃時發(fā)揮催化作用,催化了CxHy進(jìn)一步裂解和重整,加快了H2和CO的釋放;白云石主要在500~800℃時發(fā)揮催化作用,加快了CO2和CxHy的釋放。鎳基催化劑主要催化了生物油中的環(huán)戊烷、正戊醇、環(huán)己烷、鄰苯二甲酸二丁酯等物質(zhì)的裂解,白云石主要催化