PDF《污泥燃烧过程中 荦犗》

上海理工大学学报第3 7卷第3期.

兆 胬嶙蚶 遄 状 枳.37荦.32015文章编号:

1 0

0 7 -

6 7

3 5 (

2 0

1 5 )

0 3 -

0 2

3 3 -

0 5 :10.13255/.阕..2015.03.006收稿日期:

2 0

1 4 -

0 3 -

2 5 基金项目:上海市教委科研创新重点资助项目(

1 2 141);

上海市基础研究重点资助项目(

1 4 1404800);

上海理工大学国 家级项目培育基金资助项目(

1 3 09)第一作者:张盈文(

1 9

8 8 -) , 男, 硕士研究生. 研究方向: 清洁燃烧技术. 弄:103@126.硗ㄐ抛髡:金晶(

1 9

6 3 -) , 女, 教授. 研究方向: 清洁燃烧技术. 弄:樽001@163.砦勰嗳忌展讨 荦欧盘匦缘氖笛檠芯 张盈文, 金晶, 张号, 刘娓, 赵庆庆, 刘磊(上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海

2 0

0 0

9 3 ) 摘要:在立式管式炉上进行了石化污泥和市政污泥的燃烧实验, 研究了含水率、 燃烧温度和污泥类 型对于荦 欧盘匦缘挠跋. 通过控制干燥时间得到了不同含水率的污泥. 研究结果表明, 在含水 率为5 %~

3 5 %的范围内, 石化污泥和市政污泥燃烧过程中的 荦欧帕烤孀藕实纳叨 降低;

在温度为7

0 0 ~

9 0 0℃的范围内, 两种污泥燃烧过程中的荦 欧帕吭蛩孀盼露鹊纳叨 加;

石化污泥的金属氧化物含量更高, 使得在燃烧过程中的 荦欧帕扛. 并从 荦纳苫 理上对这些结论作了具体的分析, 解释了不同因素对荦 欧帕康挠跋. 关键词:石化污泥;

市政污泥;

荦;

含水率 中图分类号:

1 6 文献标志码: 遄炖 状 孳 镒樽 镒 胬 淋嵌 樽遄,绍 樽,淋 , , 樽樽, (犁 状 状 状樽樽, 兆 胬 嶙蚶 遄 状 枳, 犁嶙200093, 樽) :镒 嶙 踝 镒樽 蜃 樽 状 状遄 镒遄,镒 状 状镒 孳 . 镒遄 樽 状 . 樽 状 镒遄 5%3

5 %, 镒 孳 缱嶙樽 镒 嶙 踝.勺樽镒7

0 0 ℃

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0 ℃ 嶙 状 镒 孳 . 镒 孳 樽 镒 镒遄樽 嶙樽 踝 .遄樽 状 遄樽 嶙 孳, 状 镒镒 ,嶙 嶙 镒孳 镒樽 . :;

踝;

荦 ;

镒遄羯虾＠砉ご笱аП2015年 第3 7卷 随着经济的发展和工业生产规模的迅速扩大, 工业废水和生活污水的排放量也急剧增加. 文献[

1 ] 显示仅我国污水处理厂产生的含水量8

0 %的污泥 已突破20

0 0万 , 而且还在继续增加. 目前我国的 污泥处理形式主要包括土地填埋、 农用、 焚烧和其它 处理 方法. 其中, 农用约占44.83%, 填埋约占31.03%, 焚烧约占3 .

4 5 %, 其它处理占6 .

9 %. 但是, 填埋会占用大量的土地, 而且造成二次污染, 农 用虽然达到了资源化利用的目的, 却面临农作物的 安全问题. 而焚烧法可以快速化、 减容化、 无害化、 能 源化地利用污泥[

2 ] , 但是, 污泥高水分、 低热值的特 征以及污染物的排放影响了其推广和应用. 文献[

3 -

4 ] 在流化床上对污泥燃烧的实验研究 表明, 干污泥燃烧后荦欧排ǘ仍800~

12 0 0/3,而湿污泥的荦欧排ǘ刃∮200 /3,甚至还远低于燃煤过程中的 荦欧 浓度. 犁醯[

5 -

6 ] 的研究结果表明, 污泥焚烧灰 中的金属氧化物( 如 23, 系) 对荦男纬 有促进作用. 侯海盟等[

7 ] 在流化床的实验台上对市 政污泥进行了燃烧实验研究, 并且考虑了含水率、 燃 烧温度和过量空气系数等因素对 荦欧诺挠跋, 结果表明, 当含水率从4 .

5 %增加到1

7 .

5 %时, 荦系呐欧排ǘ让飨越档, 相反 荦2吓欧排ǘ仍蛎飨陨 高;

而随着燃烧温度的升高, 荦 吓欧排ǘ瘸拭飨缘 上升趋势, 荦2吓欧排ǘ热闯氏陆登魇. 上述研究均 表明, 含水率、 燃烧温度以及污泥种类对于污泥燃烧 过程中 荦呐欧盘匦杂凶胖匾挠跋, 因此, 本 文将在立式管式炉上研究这3个因素对污泥燃烧过 程中 荦欧诺挠跋, 并进行深入的理论分析, 这 对于污泥焚烧处理中的污染物排放控制将会有指导 意义.

1 实验样品和实验条件

1 .

1 实验装置 考虑到热重分析仪中所能使用的样品质量极 小, 因此, 本实验将在立式管式炉上进行, 其装置如 图1所示. 该装置的反应器主体由石英管制成, 内径

3 0, 高度7

5 0, 布风板距离顶端出气口为

5 0 0, 加热段长度为5

0 0, 炉膛温度及烟气出 口温度均由热电偶测量. 出口的烟气成分采用德国 展旧 2000烟气分析仪进行实时 测量.

3 图1 立式管式炉装置示意图 .1犁 蜃1.2实验样品 实验中所选用的污泥样品为南京扬子石化的化 工污泥和上海曲阳污水处理厂的脱水污泥( 简称为 石化污泥和市政污泥) , 其工业分析和元素分析的结 果如表1所示. 为水分, 为灰分, 为挥发分, 梦潭ㄌ, 下标 浔硎究崭苫. 实验前先对污泥样品进行干燥处理[

8 ] , 使含水 率分别为5%,

1 5%,

2 5%和3 5%, 以备后续实验 表1 石化污泥和市政污泥的工业分析和元素分析 .1 樽嶙 状 遄嶙(%) 试样 工业分析 湓胤治 滠淅涫勰

2 .

7 8

2 4 .

3 7

6 8 .

5 4

4 .

3 1

3 2 .

9 8

5 .

8 9

2 4 .

2 5

6 .

5 0

3 .

2 3 市政污泥

4 .

3 2

2 3 .

6 5

6 3 .

2 3

8 .

8 0

3 7 .

4 6

5 .

4 7

2 1 .

5 8

6 .

4 8

1 .

0 4

3 需要.

1 .

3 实验方法 实验中污泥样品质量均以干污泥含量1缥 准, 在各工况条件下, 实验均在相同的气体流量下进 行, 保证污泥燃烧完全. 由于污泥中挥发分含量较 高, 极易燃烧, 为了避免在加料过程中, 污泥样品出 现爆燃现象, 实验前将污泥样品用锡纸包裹. 在图1 所示的实验装置上分别对

7 0

0 ,

8 0

0 ,

9 0 0℃下不同含水率的两种污泥进行实验研究, 得 到两种污泥在不同燃烧温度和含水率情况下的

4 3

2 第3期 张盈文, 等: 污泥燃烧过程中荦 欧盘匦缘氖笛檠芯 荦寤质媸奔涞谋浠, 然后利用公式计 算荦 钠骄寤质. η ― = ∫ 0苔( ) =∫0η( ) 允街, η ― 为荦钠骄寤质;

为实验总时间;

η( ) 为不同时刻的荦 寤质;

为气体流量.

2 两种污泥燃烧排放的荦 匦 在立式管式炉上对不同含水率的石化污泥和市 政污泥进行 荦欧盘匦缘氖笛檠芯, 立式管式炉 的温度分别置为7

0 0 ,

8 0

0 ,

9 0

0 ℃, 分别得到两种污 泥燃烧的荦 寤质, 如图2所示. 为含水率. 由图2可以看出, 不同含水率的石化污泥和市政污 泥在7

0 0 ,

8 0

0 ,

9 0 0℃的条件下进行燃烧实验所得到 的荦 寤质哂凶畔嘟谋浠魇. 图2 不同工况下污泥燃烧的 荦寤质 .2镒遄镒 孳 遄 镒 状 遄镒镒笤7

0 0 ~

9 0 0℃的燃烧范围内, 污泥燃烧所生成 的荦 梢匀衔渴侨剂闲 荦, 因此, 污泥燃 烧过程中的荦 饕丛次剂媳旧碇械 荦. 污泥 中荦的挥发形式主要包括 荦3和密, 其中, 荦3可以分解为荦 2和荦 然, 它们既可以被氧化为 荦, 也可以与 荦 虾 然欧从ι 荦2, 这取决 于外部的具体环境;

而 荦在游离态的氧原子作用 下可能分解为 荦, 然后 荦匣嵊 显咏岷仙 成荦 , 同时荦 嫌胲 戏从梢陨绍

2 [9].2.1含水率对污泥荦 欧盘........