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污泥水煤浆的成浆、燃烧及燃烬特性研究
【摘要】：
随着污水处理率的提高,城市污泥产量将逐年增加,仅杭州现有的四堡、七格两座城市污水处理厂就日产污泥(含水率75%～85%)约600,屯,如何有效处理这些污泥已经成为全球关注的课题。本文试验将两种城市污水处理厂高含水率污泥与煤粉混合,在分散剂、稳定剂的配合下研制污泥水煤浆,使污泥水分、热值得到充分利用,对城市污泥的资源化、能源化利用和处置进行了积极的探索。本文主要集中于污泥水煤浆试验研究的以下几个方面:
(1)污泥水煤浆的成浆特性,研究了两种污泥(分别取自杭州四堡、七格城市污水处理厂脱水污泥,含水率均为78%)以不同质量分数在不同分散剂用量下混合浆样的成浆性。结果表明,两种污泥添加比例为5%～10%,分散剂比例为0.6%～1.2%,稳定剂为0.1%,都可以得到良好的污泥水煤浆产品,产品的粘度小于1200mPa·s,符合国家《水煤浆技术条件》(GB/T )标准,故城市污泥与煤粉一起研制污泥水煤浆是可行的。
(2)通过热分析试验,研究了污泥、普通水煤浆以及污泥水煤浆的燃烧特性。结果表明,污泥的掺入使污泥水煤浆的着火温度较普通水煤浆提前约10～20℃,挥发分析出燃烧更迅速,提高了其着火性能,综合燃烧特性指数S随污泥添加比例提高有所增大。根据可燃性指数C和综合燃烧特性指数S值的表现,污泥添加量为10%的污泥水煤浆燃烧特性好于污泥添加量为5%的污泥水煤浆。
(3)通过分析煤粉、普通水煤浆、污泥水煤浆燃烬产物中硫分的含量,研究了污泥水煤浆不同燃烧温度条件下硫分的析出规律。由于普通水煤浆和污泥水煤浆含有大量水分,其低温燃烧时硫的析出率明显低于煤粉燃烧时硫分的析出率。通过对普通水煤浆、污泥水煤浆燃烬产物中重金属浸出率的研究,各重金属元素浸出浓度及浸出率和pH值相关,pH值越低,元素的浸出浓度越高。污泥水煤浆的重金属浸出浓度略高于普通水煤浆,但是其浸出率与普通水煤浆相比则无明显区别。
【关键词】：
【学位授予单位】：浙江大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2008【分类号】：X703【目录】：
Abstract8-12
第一章 文献综述14-32
1.1 污泥的基本特征及其处理处置14-20
1.1.1 污泥的来源与分类14
1.1.2 污泥的性质14-16
1.1.3 污泥处理的一般原则16-17
1.1.4 国内外污泥的处置状况17-20
1.2 水煤浆洁净煤技术的发展及应用20-23
1.2.1 水煤浆技术概述20-21
1.2.2 水煤浆应用技术的意义21-22
1.2.3 我国水煤浆研究及应用情况22-23
1.3 目前国内外相关研究动态23-30
1.3.1 污泥的焚烧处置技术及燃烧特性研究23-25
1.3.2 污泥与煤混烧的燃烧特性研究25-27
1.3.3 水煤浆成浆特性研究27-28
1.3.4 水煤浆燃烧特性研究28-29
1.3.5 水煤浆环保特性研究29-30
1.4 本研究的主要内容及目标30-32
第二章 污泥水煤浆成浆性试验研究32-48
2.1 普通水煤浆的性质与制备32-34
2.1.1 普通水煤浆的性质32-33
2.2.2 普通水煤浆的制备工艺33-34
2.2 水煤浆流变特性34
2.3 水煤浆稳定特性34-35
2.4 污泥水煤浆的制备与性能测试35-37
2.4.1 试验材料35-36
2.4.2 制浆性能的测定36-37
2.5 试验结果与讨论37-46
2.5.1 粒度分析37-39
2.5.2 流动特性与污泥添加比例、分散剂用量的关系39
2.5.3 表观粘度与污泥添加比例、分散剂用量的关系39-41
2.5.4 温度对污泥水煤浆表观粘度的影响41-42
2.5.5 ph值对污泥水煤浆表观粘度的影响42-43
2.5.6 剪切时间对污泥水煤浆的影响43-44
2.5.7 污泥水煤浆稳定性与稳定剂用量、污泥比例的关系44-45
2.5.8 污泥水煤浆性能检测45-46
2.6 本章小结46-48
第三章 污泥水煤浆热分析试验及燃烧动力学研究48-69
3.1 水煤浆燃烧特性的热分析方法48-50
3.1.1 热重分析法48
3.1.2 差热分析法48
3.1.3 燃烧特性参数48-50
3.2 燃烧特性的表征50-52
3.2.1 着火特性50
3.2.2 可燃性指数50-51
3.2.3 燃尽特性指数51
3.2.4 综合燃烧特性指数51-52
3.3 试验材料与方法52
3.3.1 试验材料52
3.3.2 试验方法52
3.4 试验结果与讨论52-61
3.4.1 煤浆燃烧特性曲线52-54
3.4.2 燃烧特性分析54-58
3.4.3 着火特性58-59
3.4.4 燃烧特性59-60
3.4.5 燃烬特性60-61
3.5 燃烧动力学求解分析61-67
3.5.1 Coats-Redfern法61-64
3.5.2 Doyle法64-66
3.5.3 两种动力学求解方法比较66-67
3.6 本章小结67-69
第四章 污泥水煤浆燃烬特性研究69-78
4.1 二氧化硫析出研究69-72
4.1.1 试验样品69
4.1.2 模拟试验装置及试验方法69-70
4.1.3 燃烬灰分分析70-71
4.1.3 二氧化硫析出规律71-72
4.2 灰渣燃烬浸出试验72-77
4.2.1 试验样品和药品73
4.2.2 重金属元素浸出方法73-74
4.2.3 浸出试验结果及讨论74-77
4.3 本章小结77-78
第五章 结论与展望78-82
5.1 本研究的主要工作及得到的主要结论78-80
5.1.1 污泥水煤浆的成浆可行性78-79
5.1.2 污泥水煤浆的燃烧特性79-80
5.1.3 污泥水煤浆的燃烬特性80
5.2 今后进一步工作的展望80-82
参考文献82-88
作者简介88
参与论文发表情况88
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京公网安备74号什么是缺氧燃烧？与富氧燃烧的相比各自的优缺点是什么？_百度知道
什么是缺氧燃烧？与富氧燃烧的相比各自的优缺点是什么？
提问者采纳
我一直在关注富氧燃烧，氧达到30%左右，提高燃烧速率、燃烬率、产量，降低消耗、排放，发达国家使用的多
我们也是在考虑富氧燃烧，就是经验还不足呢
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燃烧反应也可以说是燃烧物与氧气的氧化还原反应，当氧气量不足时，发生的反应就是缺氧反应，此时燃烧不完全，会生成诸如一氧化碳这种不完全燃烧的氧化物。缺氧燃烧好像没什么有点吧，热值不高，产生的不完全燃烧的氧化物多是有毒化合物。而富氧燃烧的热值高，产生的氧化物大多在空气中就存在，污染小或无污染。
缺氧燃烧应该就是空气供给不足，燃烧不充分，产生的co、no等有害气体多，释放的热量少，不能够释放所有的热量。缺氧燃烧没有什么优点。并且应该是大型燃烧单位极力避免的一种燃烧方式。富氧燃烧的优点是1、提高火焰温度和黑度　　2、加快燃烧速度，促进燃烧安全。　　3、降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间。　　4、降低过量空气系数，减少燃烧后的烟气量。　　5、和其它CO2控制技术相比较，具有竞争力；　　6、既适合新建锅炉，又适合旧锅炉的改造；　　7、NOx的重大减少；　　8、更少的烟气排放；　　9、为整合其它污染物的控制，提供了一条新的途径；
富氧燃烧的相关知识
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3秒自动关闭窗口煤粉燃烧及设备_中华文本库
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提前混合，影响着火。
燃烧时间： 燃烧时间的长短，对燃烧完全的影响很大，它 与炉膛容积的大小和火焰的充满度有关。 锅炉负荷： 锅炉负荷的变化将会引起炉膛温度的变化，从 而影响煤粉的着火和着火的稳定性。锅炉负荷 降低时，致使炉膛平均烟温降低，燃烧器区域 的烟温也将降低，对煤粉气流的着火是不利的。 当锅炉负荷降到一定程度时，就将危及着火的 稳定性，甚至引起熄火。因此，着火稳定性条 件常常限制了煤粉锅炉负荷的调节范围。
2.燃烧完全的条件 要组织良好的燃烧过程，保证炉内不结渣的情 况下燃烧速度快，而且燃烧完全，得到最高的 燃烧效率。着火阶段是整个燃烧过程的关键， 要使燃烧能在较短时间内完成，必须强化着火 过程，即保证着火过程能稳定而迅速地进行。 合适的空气量：供应足够而又适量的空气是燃 烧完全的必要条件 。 适当的炉温：根据阿累尼乌斯定律，燃烧反应 速度与温度成指数关系。因此炉温对燃烧反应 速度有着极其显著的影响。炉温高，着火快， 燃烧过程也进行得快，燃烧过程也容易趋于完 全燃烧。但炉温不能过分地提高，因为过高的 炉温会引起炉膛水冷壁的结渣和膜态沸腾。
空气和煤粉的良好混合：煤粉燃烧是多相燃烧， 其燃烧反应主要在煤粉表面进行。要做到完全 燃烧，除保证足够高的炉温和供应合适的空气 量外，还必须使煤粉和空气充分扰动、混合， 及时提供煤粉燃烧所需要的空气。要做到煤粉 和空气良好扰动混合，就要求燃烧器结构特性 及其一、二次的良好配合，以及有良好的空气 动力场。加强混合扰动，可增加煤粉和空气的 接触机会，有利于燃烧趋向完全。 足够的燃烧时间：煤粉在炉内停留的时间，是 从煤粉从燃烧器出口一直到炉膛出口这段行程 所经历的时间。在这段行程中煤粉完成从着火、 燃烧至燃尽，才能燃烧完全。
o 3.煤粉燃烧的过程 o 煤粉在炉内的燃烧过程分为三个阶段，即着火 前的准备阶段(干燥，挥发阶段)、燃烧阶段和 燃烬阶段，煤粉在炉膛内，必须在短短的两秒 钟左右的时间里，经过这三个阶段，将可燃质 基本烧完。着火是燃烧的准备阶段，而燃烧又 给着火提供必要的热量来源，这两个阶段是相 辅相成的。对应于煤粉燃烧的三个阶段，可以 在炉膛中划出三个区，即着火区、燃烧区与燃 烬区。大致可以认为：喷燃器出口附近是着火 区，炉膛中部与燃烧器同一水平以及稍高的区 域是燃烧区，高于燃烧区直至炉膛出口的区域 都是燃烬区。其中燃烬区却比较长。
二.燃烧设备
o 直流燃烧器锅炉和
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