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市政污泥与典型林业生物质共热解油特性研究

太阳能学报 2021年第7期42卷 456-462页

作者：陈钦冬刘虎徐期勇吴华南北京大学深圳研究生院环境与能源学院深圳518055

以市政污泥和林业生物质(松木屑、杨木屑)快速共热解产物热解油为研究对象,通过不同添加量的林业生物质与污泥在卧式管式炉进行共热解等方法,对热解油的产率、组分变化等性质进行分析。结果表明:共热解产生的热解油具有相似成分,主要含... 详细信息

以市政污泥和林业生物质(松木屑、杨木屑)快速共热解产物热解油为研究对象,通过不同添加量的林业生物质与污泥在卧式管式炉进行共热解等方法,对热解油的产率、组分变化等性质进行分析。结果表明:共热解产生的热解油具有相似成分,主要含有酸类、酯类、酚类和含氮化合物等。较高的林业生物质添加量可降低热解油中S含量,但能促进热解中的N向热解油中富集,对S的促进作用则不明显。松木屑和杨木屑对污泥热解油产率存在协同效应,较低的添加量协同效应较强,过大的添加量对热解油产率具有负面影响。其中,添加10%的杨木屑对热解油产率的协同效应最大,可达12.12%。

关键词：污泥生物质共热解热解油协同效应

废弃贴面纸材料不同热解阶段有害组分转化特性

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环境科学学报 2023年第3期43卷 273-280页

作者：董子航徐期勇陈钦冬北京大学深圳研究生院环境与能源学院深圳518055

废弃三聚氰胺-酚醛浸渍贴面纸(MPF)以碳基材料为主,用量大,其中,三聚氰胺、酚醛等有害组分处理不当会对环境造成污染.热解是MPF快速无害化处理的有效方法之一,明确MPF中各组分的热解转化行为是其利用的关键.本研究以热重实验为基础,结... 详细信息

废弃三聚氰胺-酚醛浸渍贴面纸(MPF)以碳基材料为主,用量大,其中,三聚氰胺、酚醛等有害组分处理不当会对环境造成污染.热解是MPF快速无害化处理的有效方法之一,明确MPF中各组分的热解转化行为是其利用的关键.本研究以热重实验为基础,结合高斯分峰拟合及动力学分析,确定MPF在热解过程中的反应阶段及其相应的温度节点,并在固定床上进行台架实验收集固、液、气相产物.结果表明,MPF中3种主要组分的热分解过程相互独立,其中,210~293℃的热解对应三聚氰胺和酚醛分解的线性叠加,在220℃和280℃的生物油以胺类和酸类为主,温度主要影响挥发分分解速率;纸张中的纤维素在293℃后分解,因此,550℃热解产生的生物油组成以胺类(28.92%)和酮类(30.33%)为主,而含氧官能团中所包含的氧不足以提供碳的完全氧化,气体中CO含量明显增加(20%);固体产物随着温度升高金属颗粒富集增多,影响生物炭的均匀性.总体而言,低温热解(280℃)生物油组成简单且生物炭中金属分布更加均匀,产物相对中高温热解(550℃以上)对MPF的处置具有更大的后处理优势.

关键词：三聚氰胺-酚醛浸渍贴面纸快速热解有机化合物废物处理固定床

水热耦合厌氧消化技术处理餐厨垃圾沼渣沼液及工艺能耗分析

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化工进展 2022年第5期41卷 2733-2742页

作者：邵明帅张超吴华南王宁陈钦冬徐期勇北京大学深圳研究生院环境与能源学院广东深圳518055

以水热与厌氧消化耦合工艺作为餐厨垃圾沼渣沼液(digestate of food waste,DFW)的处理过程,探究了DFW处理前后的脱水性能及固、液两相产物的特性,分析了工艺过程中的物质流动、能量输入/输出,并评估了能量平衡的影响因素。结果表明,水... 详细信息

以水热与厌氧消化耦合工艺作为餐厨垃圾沼渣沼液(digestate of food waste,DFW)的处理过程,探究了DFW处理前后的脱水性能及固、液两相产物的特性,分析了工艺过程中的物质流动、能量输入/输出,并评估了能量平衡的影响因素。结果表明,水热处理改善了DFW脱水性能,降低了脱水后的泥饼产量和含水率。温度是影响水热处理效果的主要因素,处理效果随温度的升高明显提升。当水热温度为200℃时,离心后泥饼的产量和含水率降低最为显著,分别从最初的71.83kg/t DFW和88.43%减小至22.11kg/t DFW和76.30%。此外,水热过程促进了DFW有机物质从固相向液相的转移,通过耦合厌氧消化处理工艺生产甲烷,可以有效地回收液相能量。本研究对整个处理工艺进行了全面的物质和能量衡算。水热处理温度的提高增加了加热能量的输入,但减少了后续热干化过程的能量输入,并增加了DFW液相产物的产甲烷潜力。当水热温度为160℃、保温时间为60min时,水热与厌氧消化耦合工艺净能量输入最少(30.75MJ/t DFW),相比于不采用水热技术处理节省106.48MJ/t DFW。水热过程热能的回收率、脱水后泥饼的含水率、液相产物的产甲烷潜势是影响工艺过程能量净消耗的主要因素,是工艺优化的主要方向。

关键词：水热处理餐厨垃圾沼渣沼液厌氧消化能量平衡

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海岸线塑料垃圾低温热解及其污染物排放特征

中国环境科学 2021年第8期41卷 3684-3692页

作者：王倩陈钦冬章佳文吴华南徐期勇北京大学深圳研究生院环境与能源学院广东深圳518055

在对典型海岸线实地调研的基础上,模拟不同盐度海岸线环境(10mg/g和35mg/gNaCl含量),并对比现有相关研究(500mg/gNaCl含量),对海岸线塑料垃圾进行低温热解.通过检测其热解固、液、气产物组成,分析了海岸线环境对塑料垃圾低温热解特性和... 详细信息

在对典型海岸线实地调研的基础上,模拟不同盐度海岸线环境(10mg/g和35mg/gNaCl含量),并对比现有相关研究(500mg/gNaCl含量),对海岸线塑料垃圾进行低温热解.通过检测其热解固、液、气产物组成,分析了海岸线环境对塑料垃圾低温热解特性和污染物排放的影响.结果表明,在550℃低温热解过程中,砂质和岩基塑料垃圾热解产生的主要气体为CO和CH_(4),NaCl可以增加热解气体的产量,35mg/g时增加程度最明显,其中砂质塑料热解气体产率从18.97%增加到26.07%,岩基塑料从19.27%增加到30.12%,但NaCl同时会降低气体的释放速率;所有样品的NaCl基本留在了固体残渣中,其他产物中几乎没有检测到含氯物质的存在,且发现NaCl可以减少岩基塑料热解颗粒物的产生.该结果说明海岸线塑料垃圾低温热解处置可以有效控制含氯污染物排放.

关键词：海岸线塑料垃圾低温热解产物组成污染物排放

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深圳市全海岸线垃圾成分及其特性研究

环境卫生工程 2020年第2期28卷 30-36页

作者：王倩向静雅陈钦冬徐期勇北京大学深圳研究生院环境与能源学院广东深圳518055

本研究在对深圳260.5 km海岸线实际调研的基础上,将其分为砂质、淤泥、生物、岩基和人工海岸线5类,通过设置采样点和实地采样的方法,对深圳海岸线垃圾的数量、组成、来源、空间分布进行了研究,分析了海岸线塑料垃圾的热值和氯离子含量... 详细信息

本研究在对深圳260.5 km海岸线实际调研的基础上,将其分为砂质、淤泥、生物、岩基和人工海岸线5类,通过设置采样点和实地采样的方法,对深圳海岸线垃圾的数量、组成、来源、空间分布进行了研究,分析了海岸线塑料垃圾的热值和氯离子含量。结果表明,5类海岸线的垃圾数量密度和质量密度均不相同,平均数量密度为1.21×106~6.16×106个/km2,平均质量密度为2.04×104~9.54×104 kg/km2;深圳海岸线垃圾主要来源于人类海岸活动(82.67%),其中塑料和泡沫塑料是主要组成成分,占比分别为47.05%、28.57%。砂质和淤泥海岸线塑料垃圾氯离子含量在近部最大,分别为3.65、12.46 mg/g,远部最小,分别为1.42、1.56 mg/g;深圳海岸线塑料垃圾的热值普遍较高(31.90~43.78 MJ/kg),具有可资源化利用的潜力。

关键词：海岸线垃圾垃圾成分数量来源分布组成

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生物炭加速餐厨垃圾厌氧消化的机理

环境工程学报 2018年第11期12卷 3204-3212页

作者：石笑羽王宁陈钦冬吴华南徐期勇北京大学深圳研究生院环境与能源学院聚硅酸盐复合环保材料工程实验室深圳518055

为考察生物炭对餐厨垃圾厌氧消化的影响并探究其影响机理,采用批次实验,以餐厨垃圾为基质,设置污泥空白组、餐厨垃圾对照组和生物炭实验组。检测系统的甲烷日产量、甲烷浓度、渗滤液pH、电导率、挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)和氨氮浓... 详细信息

为考察生物炭对餐厨垃圾厌氧消化的影响并探究其影响机理,采用批次实验,以餐厨垃圾为基质,设置污泥空白组、餐厨垃圾对照组和生物炭实验组。检测系统的甲烷日产量、甲烷浓度、渗滤液pH、电导率、挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)和氨氮浓度,并对生物炭进行了表征(pH、表面元素、表面形态和官能团)。结果表明,生物炭的添加使体系的最大日甲烷产量提高24.09%,并保持较高的pH,乙酸、丙酸、丁酸峰值分别降低了10.46%、9.96%和13.79%。生物炭丰富的孔结构为微生物提供了生长位点;生物炭的表面金属元素(K、Ca、Mg)和官能团(-OH、C≡C、-NH、C=O(C-O)、CO_3^(2-))使其具有较高的碱度,从而提高厌氧消化系统的缓冲能力和产甲烷菌活性,进而提高产甲烷速率。

关键词：生物炭餐厨垃圾厌氧消化挥发性脂肪酸产甲烷

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市政污泥与木屑共热解特性及动力学分析

可再生能源 2021年第9期39卷 1150-1156页

作者：徐期勇章佳文刘虎吴华南陈钦冬北京大学深圳研究生院环境与能源学院广东深圳518055

采用热重分析法对市政污泥、木屑及其不同比例的混合样品热解特性进行了分析,研究了升温速率和混合比例对热解过程的影响。对污泥和木屑进行单独热解时,木屑比污泥的反应活性更高;随着升温速率的增大,二者的挥发分析出指数D均有增大,但... 详细信息

采用热重分析法对市政污泥、木屑及其不同比例的混合样品热解特性进行了分析,研究了升温速率和混合比例对热解过程的影响。对污泥和木屑进行单独热解时,木屑比污泥的反应活性更高;随着升温速率的增大,二者的挥发分析出指数D均有增大,但升温速率对污泥挥发分析出的影响更大;污泥与木屑共热解改善了污泥热解过程的综合热解释放特性,有利于热解反应的进行;随木屑添加比例的增加D值呈指数增长,在木屑添加比例为80%时,D达到最大值118.18×10^(-8),但仍低于理论值141.67×10^(-8),说明存在竞争作用。文章采用FWO(Flynn-Wall-Ozawa)和Starink方法,分别计算木屑添加比例为80%的共热解表观活化能。当转化程度α为0.1~0.8时活化能变化较小,α为0.9时活化能分别突增到761.64,786.12 kJ/mol。这说明共热解过程可分为150~520℃和520~1000℃两个温度阶段,与污泥单独热解相比,降低了转化率达到90%时的终温。

关键词：市政污泥木屑共热解特性动力学活化能

深圳市大件垃圾处置现状及资源化潜力分析——以郁南环境园为例

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环境卫生工程 2020年第6期28卷 1-7页

作者：章佳文徐期勇孙立兵肖进文卢伟刚吴华南陈钦冬北京大学深圳研究生院环境与能源学院深圳再生复合环保材料工程实验室广东深圳518055 深圳市盘龙环境技术有限公司广东深圳518001

随着垃圾分类的开展,城市大件垃圾处置越来越成为固体废物处理领域关注的重点。以深圳市郁南环境园大件垃圾处理点为依托进行调研,对所收集大件垃圾组成以及处理成本进行分析。结果表明,进入处理设施的大件垃圾主要由桌、椅、床以及床... 详细信息

随着垃圾分类的开展,城市大件垃圾处置越来越成为固体废物处理领域关注的重点。以深圳市郁南环境园大件垃圾处理点为依托进行调研,对所收集大件垃圾组成以及处理成本进行分析。结果表明,进入处理设施的大件垃圾主要由桌、椅、床以及床垫组成,处理量为椅类>床垫类>床类>桌类;椅类废弃物在5—6月与7—11月的组成存在较大差异;大件垃圾拆解后的主要组分为木质、床网、海绵、金属和残余物,其中难以分离的残余物是制约大件垃圾资源化利用的主要部分;通过工艺优化降低残余物比例,改善拆解后物料品质,可以有效提高大件垃圾的资源化利用率,收益率有望增长60%以上。

关键词：大件垃圾来源组成分布资源化潜力

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大件垃圾处理厂资源化利用工艺升级与优化

城市管理与科技 2024年第1期25卷 45-50页

作者：林晔琪徐期勇刘建国孙立兵肖进文陈钦冬北京大学深圳研究生院环境与能源学院《城市管理与科技》清华大学固体废物控制与资源化教研所深圳市盘龙环境技术有限公司

随着经济社会的发展和居民生活水平的提高,大件垃圾的产量逐年上升。大件垃圾中含有众多可回收利用的组分,然而传统拆解破碎的方式不能很好地对大件垃圾进行资源化利用。本文实地研究考察了大件垃圾处理厂,分析了处理厂内大件垃圾处理... 详细信息

随着经济社会的发展和居民生活水平的提高,大件垃圾的产量逐年上升。大件垃圾中含有众多可回收利用的组分,然而传统拆解破碎的方式不能很好地对大件垃圾进行资源化利用。本文实地研究考察了大件垃圾处理厂,分析了处理厂内大件垃圾处理线进行3D分选改造及工艺升级前后,在不同的人工拆解工况下的资源化利用情况。结果表明:大件垃圾处理厂进行工艺升级后,资源化率与环境效益均有显著提升;人力拆解依旧不可或缺,但新的处理工艺能适应较少的人力支出,有更好的应用前景。这些结果为其他大件垃圾厂的处理方式的升级改造、人力与自动化程度之间的配比提供了一定的理论依据与方向。

关键词：垃圾处理厂资源化利用大件垃圾环境效益处理方式拆解资源化率实地研究