污水污泥熱解制油及熱解油特性試驗(yàn)研究.pdf

1、東南大學(xué)博士學(xué)位論文污水污泥熱解制油及熱解油特性試驗(yàn)研究姓名：賈相如申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：熱能工程指導(dǎo)教師：金保升20090402東南大學(xué)博士論文采用多種分析方法，系統(tǒng)分析了不同反應(yīng)條件下獲得的流化床熱解油的理化特性。結(jié)果表明：熱解油具有高粘度，在20C時(shí)呈現(xiàn)非牛頓流體特性，表觀粘度大于250mPaS；熱解油密度大于lX103kg／m3；熱解油呈明顯的酸性，pH值在3左右，并隨熱解溫度的升高而增加；隨著熱解溫度的升高，熱解油干燥基c含

2、量增加，O含量減少，H含量變化趨勢(shì)不明顯，N含量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，H／C比減??；熱解油中的O含量較多：污泥熱解油的燃燒過(guò)程可分為兩個(gè)階段，第一階段為輕質(zhì)有機(jī)物揮發(fā)后與氧發(fā)生均相燃燒，第二階段為難揮發(fā)有機(jī)物與氧發(fā)生非均相燃燒，說(shuō)明污泥熱解油的熱穩(wěn)定性明顯好于農(nóng)林生物質(zhì)熱解油；污泥熱解油中含有大量易揮發(fā)成分，易于著火燃燒，且熱值較高，燃燒生成的灰分極少，可直接作為燃料油在鍋爐和加熱器等設(shè)備中燃燒；根據(jù)熱解油的特性分析，污泥熱解油雖然具有作為柴

3、油的基本條件，但是需要進(jìn)行一定的改良；根據(jù)紅外光譜分析(FTIR)，熱解油中含有水、烷烴、烯烴、炔烴、羧酸、芳香族化合物、醇、酯、醛、酮、含氮化合物和含氯化合物；根據(jù)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析(GCMS)，確定了熱解油中35種主要化合物的成分和分子結(jié)構(gòu)，在每個(gè)試樣中，這35種化合物的峰面積都占總面積70％以上；這些化合物可分為：苯類化合物、烯烴、羧酸、多環(huán)芳烴、含氮化合物、含氯化合物和酯類；熱解溫度對(duì)熱解油組分的含量分布具有重要影響，在400

4、℃600℃之間，烯烴的含量隨著反應(yīng)溫度的升高而增加，酯類的含量隨反應(yīng)溫度的升高而迅速減少，羧酸的含量隨著反應(yīng)溫度的上升有少量的減少，含氮化合物隨著反應(yīng)溫度的升高，先增加然后減少；苯類化合物在400。C的時(shí)候含量較少，在500℃以上時(shí)含量較多；在550℃以上時(shí)熱解油中有較多的多環(huán)芳烴(PAHs)，而當(dāng)溫度小于500℃時(shí)，沒(méi)有檢測(cè)到多環(huán)芳烴(PAHs)：從對(duì)熱解油的組分隨溫度的變化可知，污泥熱解時(shí)，400℃時(shí)熱解油中酯類的含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而

5、在600℃時(shí)，各種組分的分布較400℃時(shí)均勻，其中烯烴的含量最多；隨著熱解溫度的增加，輕油和重油的含量比呈增加的趨勢(shì)；物料顆粒較小時(shí)，羧酸和酯類的含量較高，其它組分都低于大顆粒污泥熱解油。根據(jù)固定床和流化床熱解制油的試驗(yàn)研究，對(duì)比了固定床和流化床熱解制油對(duì)熱解產(chǎn)物分布和熱解油的影響，結(jié)合國(guó)內(nèi)外在污泥熱解機(jī)理方面的研究成果，對(duì)污泥熱解制油的機(jī)理進(jìn)行了探討。在固定床熱解終溫與流化床熱解溫度相同時(shí)，流化床熱解油產(chǎn)率高于固定床；固定床熱解油成分