微波热解污泥影响因素及固体残留物成分分析VIP免费

第47卷第8期2015年8月哈尔滨工业大学学报JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYVo1．47No．8Aug．2015doi：10．11918／j．issn．0367—6234．2015．08．009微波热解污泥影响因素及固体残留物成分分析吴迪，张军，左薇，刘惠玲(哈尔滨工业大学市政环境工程学院，150090哈尔滨)摘要：为探究不同热解条件下污泥微波热解的特性，考察了微波功率、污泥含水率以及吸波物质添加量对污泥热解过程及固体残留物的影响，利用响应曲面法优化了污泥微波热解的条件并分析了污泥热解固体残留物的成分．结果表明：当微波功率为1880W、污泥含水率为79．7％、吸波物质添加量为0．48g时，响应曲面法预测最高污泥热解效率为77．4％，实际测得污泥的热解效率为77．5％．污泥热解固体残留物中灰分和固定碳比例较大，主要无机成分为SiO、A1：O。、FeO、CaO等氧化物，适宜进一步材料化利用．关键词：微波；热解；污泥；响应曲面法；污泥热解固体残留物中图分类号：X705文献标志码：A文章编号：0367-6234(2015)08-0043—05InfluencingfactorsofsewagesludgepyrolysisbymicrowaveandsewagesludgepyrolysisresiduesanalysisWUDi，ZHANGJun，ZUOWei，LIUHuiling(SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering，HarbinInstituteofTechnology，150090Harbin，China)Abstract：Inordertoinvestigatethemicrowavepyrolysischaracteristicsofsewagesludgeunderdifferentpyrolysiscgnditions，effectofmicrowavepower，sewagesludgemoisturecontentandmicrowaveabsorbingmaterialcontentOfthesewagesludgepyrolysisprocessandthepyrolysisresidueswasinvestigated．Themicrowavepyrolysisconditionsofsewagesludgewereoptimizedusingresponsesurfacemethodologyandthecomponentsofpyrolysisresiduewereanalyzed．Thepredictedhighestpyrolysisefficiencyofsewagesludgeobtainedfromtheresponsesurfacemethodologywas77．4％whenmicrowavepowerwas1880W．sludgemoisturecontentwas79．7％andmicrowaveabsorbingmaterialscontentwas0．48g．Forcomparison．theactualmeasurementonewas77．5％．AshandfixedcarbonaccountedforalargeproportionofthepyrolysisresiduesandthemajorinorganiccomponentswereSiO2，A12O3，Fe2O3andCaO，etc．Keywords：microwave；pyrolysis；sewagesludge；responsesurfacemethodology；sewagesludgepyrolysisresidues在众多的污泥处理处置方法中，污泥热解以其产物资源化利用的优势得到广泛关注．污泥热解是在无氧或缺氧条件下对其加热，污泥中的具有热不稳定性的有机物发生裂解，裂解产物经冷凝后得到利用价值较高的燃气、燃油及固体半焦．热解技术最早用于煤和木材等的干馏，后来逐渐用于石油裂解工艺．近10几年来，热解法又逐渐应用于固体废弃物的综合利用中，并被认为是最有前途的固体废弃物处理技术，几乎同时实现了污泥处理与能源收稿日期：2014-10—11．基金项目：国家高技术研究发展~,I(863计划)重点项目(2t309AA064704)作者简介：吴迪(1983一)，女，博士研究生；刘惠玲(1964一)，女，教授，博士生导师．通信作者：吴迪，wxwd0628@163．corn．回收_4』．污泥热解产物的性质及其可资源化利用性是研究重点．Hlavsov6等研究了CaO加入量和复水化处理对污泥热解气态产物的组成、产率的影响；Zhang等利用管式炉热解湿污泥获得富氢燃气；Cao等通过加人镍基催化剂对污泥热解的挥发物和含氮化合物进行催化重整得到清洁的氢气和合成气；Men6ndez等¨。。利用微波热解污泥，与传统方法相比所得的热解油中只有少量的PAHs，污泥热解固体残留物具有吸波特性【J，且对重金属有很好的固定效果．本文以优化微波热解污泥的条件及分析污泥热解固体残留物的成分为目标，应用响应曲面法以微波功率、污泥含水率以及吸波物质添加量为影响因素，以污泥热解效率为响应值优化了污泥微波热解·44·哈尔滨工业大学学报第47卷的条件，为污泥热解固体残留物的资源化利用提供技术依据．1实验1．1实验材料实验所用污水污泥取自哈尔滨市文昌污水处理厂的污泥脱水间．污泥的基本性质如表1所示．表1污水污泥性质％用荷...