污泥陰燃過程及殘渣特性分析研究

作者：成明鍇,李琛,付建紅,馮超,徐明厚,喬瑜

摘要：陰燃是一種新型低熱值有機固廢熱處理技術,針對污泥的陰燃灰渣特性開展污泥自持陰燃試驗,以期為污泥的陰燃處置技術推廣提供關于灰渣處置的技術支持。利用自制陰燃臺架,含水率50%污泥在空氣達西流速3.5 cm/s、污泥/沙摻混比1∶4的條件下進行自維持陰燃試驗。通過陰燃溫度曲線圖解析了污泥自持陰燃處置的過程特性,并根據溫度曲線對失重及質量變化速率進行計算分析。通過同時開展污泥在1000℃的燃燒以及500℃的熱解試驗,分別收集燃燒灰、熱解焦,利用BCR逐級提取法對陰燃灰、燃燒灰、熱解焦中的常量元素(Na、K、Mg、Ca、Al、Fe、P)和痕量重金屬元素(Zn、As、Cr、Cd、Pb、Ni、Cu)的賦存形態進行對比解析。研究發現,自持陰燃過程可以劃分為4個階段:預熱、引燃、自持陰燃、燃盡;試驗過程最高溫度為引燃階段底部物料燃燒峰值溫度678℃,自持陰燃過程平均溫度517℃;自持陰燃過程燃燒面平均傳播速率為0.37 cm/min,平均質量變化速率為10.41 g/min;陰燃灰中主量無機礦物元素為Si,主要痕量重金屬元素為Zn、Pb、Cr;陰燃灰、熱解焦、燃燒灰中Na、K、Al、Fe、P以及As、Cr、Cd、Pb主要以殘渣態形式存在,同時,陰燃灰中Na、K、Mg以及Ca、Zn、As、Ni酸可溶態含量比熱解焦和燃燒灰高,對于污泥陰燃、熱解、燃燒處置后固體產物的處理及利用應對元素的不同賦存特點予以區分。

發文機構：華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室

關鍵詞：污泥陰燃礦物元素痕量元素逐級提取分析法sewage sludgesmoulderingmineral elementtrace elementsequential extraction

分類號： TQ53[化學工程—煤化學工程]TK114[動力工程及工程熱物理—熱能工程]