污泥及其混煤燃燒與NO排放特性研究.pdf

1、作為一種減容化、無害化、資源化的處理方式,污泥焚燒處理已被廣泛認(rèn)識。與國外相比,我國污泥焚燒所占比例份額明顯偏低,因此結(jié)合我國國情,為了在環(huán)境、能源和經(jīng)濟問題中尋找一個處置污泥最佳的平衡點,污泥焚燒技術(shù)的研究是十分重要的。
　　 首先,本文研究得到了濟南市政污泥在不同含水率下的恒容低位熱值以及能量損失份額。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)含水率達(dá)到81％時,濟南市政污泥的能量損失份額為100％。在灰熔融性測定儀上得到污泥的變形溫度、軟化溫度、半球溫

2、度、流動溫度分別為1138℃、1159℃、1205℃、1281℃。
　　 其次,本文利用熱分析儀研究了試驗參數(shù)以及混煤對污泥燃燒特性的影響。研究發(fā)現(xiàn),污泥燃燒過程除了前期的水分蒸發(fā)階段外,后面有三個燃燒階段,分別為:第一揮發(fā)分燃燒階段、第二揮發(fā)分燃燒階段以及焦炭燃燒階段。隨著升溫速率的提高,污泥的著火溫度升高,各燃燒階段的最大燃燒速率均增加,污泥的燃盡溫度以及燃燒特性指數(shù)增大;最大單位溫度失重率在第一階段稍有下降,在第二階段和焦

3、炭燃燒階段則基本不變。隨著污泥粒徑的增大,著火溫度略有升高,最大燃燒速率和燃燒特性指數(shù)在第一階段略有減小,在第二階段略有增大,但整體上對污泥燃燒特性影響不大。
　　 污泥與貧煤混合燃燒時,當(dāng)污泥比例＜40％時,混煤的著火溫度沒有明顯降低,為475℃左右;當(dāng)污泥比例超過40％時,混煤的著火溫度迅速下降,污泥比例60％時,著火點降到315℃。隨著污泥比例減小,混煤試樣第一揮發(fā)分燃燒峰值逐漸減小,對應(yīng)溫度下降;第二峰值逐漸消失;第三峰

4、值迅速增大,對應(yīng)溫度也略有下降。固體殘余物質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體呈下降趨勢。
　　 然后,通過Coats-Redfern方法,得出污泥燃燒過程中揮發(fā)分第一階段、第二階段以及焦炭段的最佳機理函數(shù)。由于揮發(fā)分第一階段與第二階段DTG曲線有重疊的部分,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理誤差較大,本文采用揮發(fā)分第一階段峰值的上升沿、第二階段峰值的下降沿進(jìn)行改進(jìn)處理,得到污泥揮發(fā)分第一階段滿足二級反應(yīng)模型,活化能94.1 kJ/mol,頻率因子1.2×107min-1

5、,第二階段滿足三維擴散模型,活化能134.2 kJ/mol,頻率因子1.36×1011 min-1。經(jīng)過數(shù)值模擬,該模型與試驗結(jié)果具有良好的一致性。
　　 再次,利用管式爐燃燒系統(tǒng)研究了燃燒溫度、樣品粒徑以及空氣流量等對污泥燃燒氮氧化物排放的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)低流量時,NO的瞬時排放曲線呈現(xiàn)雙峰結(jié)構(gòu),當(dāng)流量升高時,NO的排放呈現(xiàn)三峰結(jié)構(gòu)。通氣流量升高,NO排放時間集中,NO第一個釋放峰值逐漸增大,第一峰值出現(xiàn)時間延后;第二個釋放