正在上述实验室钻研的根原上,赵培涛等[6]正在办理质24t/d的中尝尝验平台上停行了污泥制备生物量燃料的试验。试验本资料为含水率82.4%的污泥、木屑、稻草、麦秆和梧桐树叶,同时添加少质引燃剂苯甲酸和铁离子钙离子做为调度剂。以上述本资料制备生物量燃料的工艺流程如图2所示。
该工艺不须要将污泥径自烘干,而是通过添加少质化学药剂和秸秆等生物量,扭转污泥中水分子的形态,通过脱水、造粒作做单调等轨范,间接将湿污泥制成含水率45%摆布、热值为3260kJ/kg的生物量燃料。该燃料颠终热天平焚烧试验讲明,燃点活化能低,易点燃,可以正在较低的温度内彻底焚烧,焚烧机能较好,可以做为代替燃料运用。
2.2污泥取煤掺混制备燃料水煤浆技术
水煤浆是煤取适质水及添加剂混折后颠终超细研磨制备成的流体燃料。操做污泥具有超细颗粒、高含水质及具有一定热值的特性,将污泥取煤掺混制备污泥水煤浆与代燃料焚烧,既可以丰裕操做污泥的热值和水分,又可以节约少质制浆用煤和用水,还可以节约污泥的高额从事用度。为此,国内相关学者停行了污泥取煤掺混制备污泥水煤浆的钻研。
1)污泥水煤浆制备技术
摘财胜等[7]正在污泥中参预煤粉,操做污泥重力脱水的本理,使污泥中水取污泥分层,抵达污泥浓缩脱水的宗旨。结果讲明,污泥水的固含质由脱水前的8.87%删至23.65%,而污泥含水率由91.23%降至76.35%,那样为污泥取煤混折制备机能劣量的污泥煤浆,真现污泥的资源化操做供给了有利条件。
王健[8]将含水率大于80%的污泥经碱液改性后取兖州煤掺混并添加适质结合剂和不乱剂制备污泥煤浆,考查了污泥差异添加质对水煤浆的成浆浓度、流变性及不乱性的映响。结果讲明,污泥添加质为10%,可以制备出浓度60%、具有较强假塑性的污泥水煤浆。姚杰等[9]钻研了3种污泥添加淮南煤和少质添加剂制备污泥水煤浆。
结果讲明取单种煤相比,3种污泥制浆浓度降低3%~4%,污泥添加质不大于2%,只要污泥本浆(固含质仅2%摆布)的添加质可以抵达10%,但煤浆浓度降低较多,对水煤浆焚烧或气化会有映响。王睿坤等[10]将污泥(含水率72%)取兖州煤掺混制备污泥煤浆,钻研了污泥添加质、添加剂品种、剪切速率等对成浆特性的映响。钻研讲明,随污泥添加质的删多,污泥水煤浆的黏度删多,成浆浓度下降,正在污泥添加质为15%时,水煤浆浓度比不加污泥的水煤浆浓度(69%)下降9%,仅为60%摆布;污泥添加质较低时,石油磺酸盐的结合性较强,而污泥添加质较高时,3种添加剂的结合做用相当。
上述污泥制浆技术钻研结果讲明,由于污泥的高含水率和胶体构造,组成间接取煤混折制备的煤浆浓渡过低,而且污泥添加质过少。因而,若正在污泥制浆前停行改性办理,可以誉坏污泥的胶体构造,将污泥中的网状构造水开释成为自由水,减少制浆用水添加质,进步煤浆的浓度,改进污泥煤浆的特性。
国家水煤浆工程技术钻研核心多年来为拓宽制浆用煤起源,减轻污泥、污水等对环境的污染,降低制浆老原,努力于开发污泥制备水煤浆的钻研,得到了2种污泥制浆技术成绩[11-12]。一种技术是先用碱性废液如造纸废液对污泥停行改性,使污泥变成运动性较好的液体,而后将改性污泥取煤粉混折制备污泥水煤浆;用潞安煤和兖州煤制浆时,污泥煤浆的成浆浓度可以抵达61%~64%,污泥添加质高达20%,同时污泥煤浆具有较好的运动性和不乱性,不需格外参预不乱剂。另一种技术是为进步污泥制备的煤浆的浓度而开发的,即先将污泥用碱性物量(废液或化工本料)停行一级改性,而后将此改性污泥送入流体激波器对污泥停行二级改性,颠终二级改性的污泥具有很是好的运动性,那项技术正正在燃料浆消费线上试用。
2)污泥水煤浆焚烧特性
为理解污泥水煤浆的焚烧特性,不少学者钻研了污泥水煤浆的焚烧特性。王丹[13]钻研了污泥水煤浆的焚烧特性,结果讲明,污泥水煤浆比普通水煤浆有较低的着火温度,注明污泥水煤浆的焚烧机能更好。墨建航[14]钻研了3.2MW卧室炉中对污泥的焚烧特性,结果讲明,污泥掺混10%制备的污泥水煤浆着火容易,炉膛火焰分布平均,可以不乱焚烧,其焚烧特性和结渣特性均好于大同煤制备的水煤浆。污泥水煤浆的焚烧特性次要是因为污泥原身的挥发分高、燃点低,因此用其制备的水煤浆比不添加污泥的水煤浆更易点燃和燃烬。
三、污泥掺混制备燃料技术存正在的问题
连年来,跟着环保部门对环境要求日益严格,相关工做者开发了不少污泥掺混制备燃料技术。但由于污泥具有持水质高、灰分高、热值低、成分复纯、黏性大、不容易降解的特性,组成开发的污泥掺混制备燃料技术尽管有了一定的停顿,但还存正在不少问题,技术大多停留正在实验室钻研阶段。对污泥掺混制备燃料技术停行了归纳,存正在的问题次要有:
1)污泥取秸秆或煤炭等掺混制备污泥成型燃料时,由于污泥水分太高,正在操做前须要烘干。由于秸秆属于高纤维物量且水分也较高,必须先将秸秆晾晒或烘干,而后破坏成细粉,最后取污泥或煤炭掺混经高压成型制备型煤或成型颗粒燃料,那就组成为了污泥烘干所需热能的泯灭;污泥取秸秆大概煤掺混后成型或造粒存正在成型率低、强度低、不防水、正在运输和运用历程中易于粉化等问题。
2)污泥取煤掺混制备水煤浆时,由于污泥的高黏性、高持水质以及低热值等特性,组成污泥间接制浆存正在污泥添加质少(正常不赶过10%)、污泥煤浆成浆性差、浓度低、黏度高以及热值低等问题。
3)只管污泥掺混制备生物量燃料技术钻研成绩仅停留正在实验室阶段及半家产性试验阶段,正在家产消费线上停行污泥制备成型燃料和制备污泥煤浆以及对其产品燃用根柢上属于空皂。
四、展望
1)删强污泥干化(脱水)办法钻研。由于污泥中含有不少絮凝剂,组成其持水率高,其含有的高分子化学物量为网状构造,将水分严密包裹此中,很难开释出来。那是组成间接用污泥制备水煤浆时,煤浆浓度偏低的次要起因之一。因而,应钻研降解污泥中高分子化学物量办法,通过不烘干办法来开释污泥中的水分。
2)继续停行污泥取秸秆掺混制备成型燃料的钻研。我国农做物秸秆资源富厚,产质为6亿~7亿t/a,合折3亿tce。由于尚未找到折法操做秸秆的有效门路,秸秆当场燃烧,对环境组成重大污染。将秸秆取煤掺混制备成型燃料是秸秆折法操做的门路之一。目前对污泥取秸秆或煤炭掺混制备成型燃料的钻研尚属起步阶段,给取的是污泥取秸秆先单调再混分解型大概将污泥取秸秆先参预添加剂挤压脱水再成型的工艺。那种工艺比较复纯、老原高,因而须要开发工艺简略、老原低、产品强度高、防水性好污泥取秸秆制备成型燃料技术,同时应开发高效黏结剂以进步成型燃料的强度及防水性。
3)应着重钻研污泥制备水煤浆及其焚烧技术。污泥制备水煤浆的好处是不需烘干污泥,操做污泥中的局部水和有限的热值制备水煤浆,从而节约制浆用水和制浆用煤,是污泥减质化、资源化、无害化操做的有效门路之一。目前开发的污泥制浆技术尽管也正在制浆前对污泥停行改性,但仍存正在污泥添加质少、煤浆浓度低的问题。尽管国家水煤浆工程技术钻研核心研发的2种污泥改性制浆技术进步了污泥正在煤浆中的添加质和浓度,仍需继续开发污泥添加质更多的制浆技术。同时还要钻研污泥煤浆正在汽锅中焚烧的新技术,如雾化焚烧、流化焚烧和悬浮焚烧技术,使煤浆中更多掺入污泥,从而抵达对污泥的低老原有效操做。
4)加速污泥掺混制备生物量燃料技术的示范使用。目前,污泥掺混制备成型燃料及水煤浆技术仍停留正在实验室钻研阶段,很少停行家产制浆和汽锅焚烧试验。为了应对日益删加的都市污泥,须要将现有污泥制备生物量燃料技术停行总结,将此中成效较好的技术尽快停行家产性试验并建立示范厂,并逐步获得家产化推广使用。
五、结语
污泥掺混制备生物量燃料技术是污泥减质化、资源化、无害化操做的有效门路之一,此中污泥掺混秸秆等生物量制备成型燃料处置惩罚惩罚了乡村秸秆燃烧污染环境问题,为秸秆供给折法有效的操做门路;污泥掺混煤制备水煤浆技术是既可以丰裕操做污泥中的水分和热值,又节约制浆用水和煤炭的低老原制浆技术,还为污泥资源化供给着真可止的操做门路。
目前,污泥掺混制备生物量燃料技术根柢处正在实验室钻研阶段。污泥掺混秸秆制备生物量燃料还处正在工艺复纯,成型质低、强度差等问题,污泥掺混煤制备水煤浆技术还处正在污泥掺入质低、煤浆浓度低等问题。因而,须要停行深刻钻研,不停完善技术,尽快停行家产示范消费线的建立及使用。
参考文献:
[1]墨芬芬,高冈昌辉,王洪臣,等.日原污泥从事取资源化操做趋势[J].中国给水牌水,2012,28(11):102-104.
[2]张燕玲.都市污泥资源操做取考虑[J].现代物业,2014,13(4):95-96.
[3]武宏香,赵删立,李海滨,等.污泥取煤、木屑的混折焚烧特性及动力学钻研[J].环境科学取技术,2011,34(7):73-77.
[4]张长飞,葛仕福,赵培涛,等.污泥分解燃料的研制及焚烧特性的钻研[J].环境科学学报,2011,31(1):130-135.
[5]许禄钟,吴怡.污泥制备分解燃料技术及其工艺特点[J].四川环境,2012,31(12):76-79.
[6]赵培涛,葛仕福,张长飞,等.污泥及秸秆生物量固燃料制备中试工艺及焚烧特性[J].农业工程学报,2012,28(9):165-170.
[7]摘财胜,刘良良,马淞江.基于污泥煤浆的污泥调量取浓缩脱水实验钻研[J].煤炭转化,2014,37(3):86-89.
[8]王健.污泥水煤浆的机能钻研[D].南京:南京大学,2010:24-50.
[9]姚杰,董寡兵,墨帮阴,等.都市污泥取淮南煤共制水煤浆制浆机能的试验[J].化工停顿,2011(30):500-504.
[10]王睿坤,刘建忠,胡亚轩,等.水煤浆掺混湿污泥对浆体成浆特性的映响[J].煤炭学报,2010,35(8)199-204.
[11]何国锋,段清兵,杜丽伟,等.流体激波污泥改性工艺进步污泥水煤浆浓度的钻研[J].洁脏煤技术,2014,20(1):45-48.
[12]段清兵,何国锋,王国房,等.操做碱性物量对污泥改性制备污泥水煤浆的实验钻研[J].洁脏煤技术,2014,20(1):96-99.
[13]王丹.污泥水煤浆的根原特性、脱硫特性及汽锅焚烧特性钻研[D].杭州:浙江大学,2010:21-63.
[14]墨建航,胡勤海,陈菊芬,等.污泥水煤浆焚烧和污染牌放特性钻研[J].燃料化学学报,2012,40(2):252-256.