城市污泥低溫催化熱解制油實驗研究及裝置設(shè)計.pdf

1、城市污泥產(chǎn)量巨大且組成復(fù)雜，環(huán)境危害大，必須進行減量化無害化處置。低溫?zé)峤庵朴图夹g(shù)作為一種城市污泥資源化利用方式，正日益受到學(xué)術(shù)界的重視。污泥熱解油高熱值有機相的氧含量高且粘度大，催化熱解是改善熱解油品質(zhì)的一個方向。研究表明，污泥灰分中富含具有催化作用的礦物質(zhì)元素。本文以富含礦物質(zhì)元素的污泥熱解后殘余物（以下稱殘?zhí)浚┳鳛槲勰酂峤獯呋瘎?，考察不同催化方式對污泥熱解制油的影響。利用殘?zhí)孔鳛檩d體負(fù)載不同金屬元素（以下稱改性殘?zhí)浚?，考察改性后?/p>

2、炭對污泥熱解制油的催化效果，并開展殘?zhí)看呋勰酂峤鈿馓豳|(zhì)反應(yīng)器的設(shè)計計算。
　　利用水平管式爐，開展殘?zhí)颗c污泥共熱解制油實驗研究?？疾鞜峤鉁囟?，殘?zhí)刻砑颖壤龑峤庥彤a(chǎn)率、組分分布及理化特性的影響。在殘?zhí)可县?fù)載Fe、Cu、Al和Ni等金屬元素，研究不同金屬元素與殘?zhí)恐泄逃械V物質(zhì)對污泥熱解的協(xié)同催化作用。結(jié)果表明:殘?zhí)磕軌虼龠M熱解液有機相的加氫脫氧反應(yīng)，并催化苯環(huán)發(fā)生加氫開環(huán)反應(yīng)。經(jīng)殘?zhí)看呋?，熱解液有機相熱值和粘度均得到改善。負(fù)載F

3、e的殘?zhí)繉τ袡C相加氫脫氧的促進效果最好，所得有機相高位熱值最高為35.48MJ/kg，負(fù)載Ni的殘?zhí)看呋糜袡C相粘度最低為64.29cSt@20℃。
　　利用自制立式固定床催化爐，污泥在水平管式爐內(nèi)熱解產(chǎn)生的高溫?zé)峤鈿獯┐呋癄t內(nèi)殘?zhí)苛蠈?，考察雙爐溫度匹配、催化爐床料種類及殘?zhí)刻钛b高度等參數(shù)對污泥熱解制油的影響。結(jié)果表明:雙爐溫度匹配為500/400℃時有機相產(chǎn)率最大;相比殘?zhí)颗c污泥混合熱解工況，有機相含氧化合物含量顯著降低。殘?zhí)?/p>

4、對污泥熱解氣的催化作用主要表現(xiàn)為:一是促進有機相加氫脫氧，二是促進芳烴的環(huán)化和芳構(gòu)化反應(yīng)生成PAHs。殘?zhí)控?fù)載金屬后，對熱解氣加氫脫氧的促進作用增強，熱解液的理化特性顯著改善。其中負(fù)載Fe的殘?zhí)看呋糜袡C相高位熱值達40.27MJ/kg，負(fù)載Ni的殘?zhí)看呋糜袡C相粘度僅為18.75cSt@20℃。通過多次重復(fù)實驗發(fā)現(xiàn)，殘?zhí)康拇呋钚苑€(wěn)定，不易失活。
　　基于污泥殘?zhí)繉ξ勰酂峤鈿鈨?yōu)異的催化特性，提出了一種利用殘?zhí)看呋勰酂峤鈿馓?/p>