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气化温度和气化介质对污泥气化焦油化学组分的影响

2021-11-10解立平宰英涵秦梓雅

天津工业大学学报 2021年5期

解立平,吴 旭,张 琲,宰英涵,秦梓雅

(天津工业大学环境科学与工程学院,天津 300387)

随着经济的快速发展,我国于2020年的污泥年产量达6 000万t[1]。污泥中含有大量细菌菌体和重金属等有害物质,而传统的污泥焚烧、填埋等方法不仅无法从根本上解决问题,还会产生大量有害气体,对环境造成二次污染,因而污泥的治理变得越来越紧迫。污泥气化技术近年来日益受到国内外学者的重视[2-3],该技术是指在高温环境下,利用空气、水蒸气或空气-水蒸气等气化介质,把污泥中的有机成分转化为H2、CO、CH4等可燃性气体和低分子烃类的反应[4-5]。与目前主要的焚烧处置方式相比,污泥气化在技术、经济上更为可行,不仅可有效地降低SOx、NOx、飞灰和二恶英排放,而且产生的可燃性气体还可用于燃料或工业发电[6-7]。

污泥气化时生成的焦油是一种成分较为复杂的气化副产物,目前国内外学者大多通过改变反应条件(如气化温度、气化介质)和催化气化来控制和减少污泥气化时焦油的生成。朱小磊[8]发现高温和加入Ca(OH)2可有效地减少污泥与松木锯末水蒸气共气化时的焦油产率;Yang等[9]通过添加木屑既显著提高了污泥热解合成气产率,又使焦油产率降低;张晓方等[10]通过耦合流化床热解试验发现热解气中的CO和CH4利于生成焦油,而H2和CO2则不利于焦油的生成;Devi等[11]探究、比较了催化剂白云石和橄榄石对污泥气化时析出焦油的裂解、降低效果,结果表明白云石的催化效果优于橄榄石。

焦油既可作为化工原料提取其中的有效化学成分,同时亦可用作能源原料[12],因而,针对污泥气化焦油化学组成的研究显得非常重要。……

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