摘 要

随着社会的不断跃进与科学的不断更新，污泥该如何处理受到了人们越来越多的关注。污泥热解技术的发展在保护环境、处理废弃物、可再生资源的利用中发挥着至关重要的作用。污泥加热分解的合理运用，使得污泥废弃物的试验研究方向及处理的方法更加明确。

通过把国外和国内关于如何处理污泥的方法及其关于其中的相同点和不同点进行比较，同时再对这些污泥处理的具体方式方法进行详细地介绍，可分析出污泥热解技术是将来污泥处理方法的主流方式。再通过对污泥不同条件下热解的具体操作与相关实验，得出不同的实验产物并严格分析比较，得出污泥热解的气化特性。主要研究内容和结果如下：

（1）污泥在中试装置中气化产物与时间的关系。

（2）本次实验共分为三个阶段。第一阶段为50min~70min，这个阶段主要是污泥内多余的水分吸热然后蒸发。第二阶段是70min~90mim，此阶段主要是乙烷与乙烯的分裂反应。第三阶段为90mim~110min，此阶段主要是由H₂参与在内的CO₂的还原反应以及CO和CH₄的生成。

（3）在实验过程中的气体热值呈现无规律的变化，主要是因为气体的热值各有不同，分析得出热值的高低与H₂所占的体积分数呈反比。

关键词：污泥；中试装置；热解特性

Analysis and experimental study on characteristics of sludge pyrolysis gasification

Abstract

With the development of science and society, more and more attention has been paid to sludge treatment. The development of sludge pyrolysis technology plays an important role in the protection of the environment, the disposal waste and the use of reneweable resourcces. The rational use of sludge pyrolysis makes the research and treatment of sludge waste more clear.

The sludge treatment methods at home and abroad and the comparison of similarities and differences among them, the specific metehods of sludge treat for these details, we can analyze the sludge pyrolysis technology is the mainstream way of the future of sludge treatment method. Through the specific operation of the sludge under different conditions and related experiments, different experimental products were obtained and analyzed strictly. The main research contents and results are as follows:

(1)The relation about the gas species with time of the sludge under middle test facility.

(2)The experiment was divided into three stages. The first stage is 50min ~ 70min, which is major precipitation and ablate of excess water from sludge. The second stage is 70min ~ 90mim, which is mainly a split reaction between ethane and ethylene. The third stage is 90mim ~ 110min, which is mainly generated by the reduction of CO₂ by H₂ and the generation of CO and CH₄.

(3)Gas calorific value in the process of the experiment show irregular change, mainly because of the gas calorific value is different, analysis of high and low heating value is inversely proportional with H2 of the volume fraction.

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1污泥性质及资源利用潜力分析 1

1.2目前国内外污泥处理现状 1

1.2.1目前国内污泥处理现状 2

1.2.2目前国外污泥处理现状 3

1.2.3当前污泥处理存在的问题 3

1.3污泥热解技术概述 4

1.4课题来源以及主要研究内容 4

1.4.1课题来源 4

1.4.2论文研究的主要目的及意义 5

1.4.3论文主要研究内容 5

第二章 实验部分 6

2.1 实验原料 6

2.2污泥热分析 6

2.2.1 实验装置 7

2.2.2 实验步骤 7

2.2.3 实验条件 8

2.2.4 数据处理 8

2.3中试污泥热解气化实验 10

2.3.1中试污泥热解实验设备 10

2.3.2 实验步骤 10

2.3.3 实验条件 10

2.4.4 数据处理 11

第三章 实验结果与分析 12

3.1 污泥热解气化特性的热重分析 12

3.1.1 污泥与生物质共热解特性 12

3.1.2 污泥热解动力学分析 13

3.2 污泥热解气化特性分析 17

第四章 结论与展望 20

4.1 结论 20

4.2 展望 20

参考文献 23

致谢 25

第一章 绪论

1.1污泥性质及资源利用潜力分析

近年来，人类对于未知的探索越发频繁，与此同时经济也跟随着发展，科学技术也因此变得发达，人类的追求也不再局限于之前的脚步，生活也变的越加多样化。用水问题，环境污染等等也随之出现，由此导致处理后的污泥也呈几何增长，大量的污泥不能堆积存放于环境中，问题也因此十分的棘手。那什么是污泥呢？污泥(Sludge)从广泛的意义上来讲就是指通过水和废水处理过后，在其期间出现的固液混合物，污泥的固含量通常情况下是在0.25%~12%(w/w)之间^[1]，。污泥的数量越来越多，其中蕴含的可利用潜力也受到了更多的关注。在当今的技术支持之下，污泥的主要作用可以被大致分为以下这两点：第一，污泥中含有丰富的氮、磷、钾以及微量元素等，这些元素都是对于植物的施肥及成长是极有好处的，而其中，氮是最主要的同时也是最多的成分^[2]，故污泥经常被用于农业用地的施肥以及土地营养成分的改良。第二，污泥在合理处理完成后会产生沼气，干污泥颗粒，污泥燃烧灰等，可以用于工业及能源方面。第三，污泥在经过特别处理后与土壤的性质十分相似，故也可用于制砖，建房子等。第四，污泥的有效利用可以带动新兴产业的发展，创造更多就业机会，拉动国内经济的发展。

1.2目前国内外污泥处理现状

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