造紙污泥及其混煤燃燒與酸性氣體排放特性的試驗研究.pdf

1、隨著我國造紙工業(yè)的快速發(fā)展,造紙廢水處理量逐年提高,造紙污泥產(chǎn)量也急劇增加。在污泥處理的眾多方法中,焚燒法越來越顯示出其“減量化、無害化、資源化”的獨特優(yōu)勢,已成為了一種重要的處理方式而日益受到重視。本文以東莞市麻涌鎮(zhèn)某造紙廠經(jīng)過帶式壓濾機(jī)脫水后的污泥為研究對象,對該污泥及其與煤混合物的燃燒特性、酸性氣體排放特性進(jìn)行了實驗研究。
　　 首先,本文研究得到了各試樣的元素分析、工業(yè)分析及發(fā)熱量的試驗結(jié)果。結(jié)果表明:造紙污泥具有高揮發(fā)

2、分、低固定碳和低熱值的特點,而粉煤具有高固定碳、高熱值和低揮發(fā)分的特點,且污泥的N元素含量高于煤,S元素含量與煤相差不大。
　　 其次,本文采用綜合熱重分析法,在不同升溫速率及泥煤不同比例混合條件下,開展造紙污泥、煤及泥煤混合物的燃燒熱重實驗研究。結(jié)果表明,造紙污泥的熱重曲線存在3個明顯的失重區(qū)域,分別與2個揮發(fā)分析出階段和1個固定碳燃燒階段相對應(yīng)。泥煤混合燃燒過程中,造紙污泥和煤基本保持各自的揮發(fā)分析出特性,其燃燒曲線基本位于

3、污泥和煤燃燒曲線之間,且混合試樣微商熱重(DTG)曲線的變化趨勢與組成比例較大的成分的DTG曲線變化趨勢更為接近。泥煤混合后其綜合燃燒特性指數(shù)S有所下降,這說明揮發(fā)分含量高對應(yīng)的燃燒特性越好；隨著升溫速率的提高及煤比例的增加,燃盡指數(shù)Cb有上升的趨勢。
　　 然后,采用積分法(Coats-Redfern方程)計算得到各階段燃燒反應(yīng)的機(jī)理方程及相應(yīng)的活化能參數(shù),在第一階段的揮發(fā)分析出燃燒峰前,活化能E值隨著泥煤中粉煤的比例增加而降

4、低,用方程f(a)=(1-a)0.5來描述造紙污泥及泥煤混合試樣的燃燒機(jī)理較為適合,而揮發(fā)分峰后及固定碳峰前、峰后的動力學(xué)方程受升溫速率和不同組分的影響,其反應(yīng)系數(shù)n并不恒定。在固定碳燃燒階段,造紙污泥、煤及其混合試樣的活化能較高；活化能值的大小與污泥的燃燒階段是相對應(yīng)的。
　　 再次,利用管式爐燃燒系統(tǒng)研究了燃燒溫度、不同泥煤混合比例等對污泥燃燒酸性氣體排放的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),不同比例的泥煤混合物在恒溫燃燒的條件下,NOx釋

5、放過程呈現(xiàn)“雙峰”的趨勢。其中,反應(yīng)初期產(chǎn)生的“第一峰”氣體濃度較高、持續(xù)時間較短,反應(yīng)中、后期出現(xiàn)的“第二峰”既寬又平。SO2的釋放過程僅呈現(xiàn)一個濃度尖峰。各試樣NOx濃度“第一峰”和SO2濃度尖峰均隨反應(yīng)溫度提高而提前,峰值也隨著反應(yīng)溫度的增加而增加。各試樣NOx和SO2的排放量均隨著溫度的提高而增加；在整個溫度段內(nèi)純煤的NOx的排放量高于其它反應(yīng)物,隨著ω的增加,NOx排放量有所減少。在相同的反應(yīng)溫度下,煤的SO2排放量稍高于其它