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污泥水煤浆在3.2MW卧式锅炉中的燃烧特性研究

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环境科学学报 2011年第2期31卷 401-406页

作者：胡勤海孟媛媛朱建航王丹刘建忠周俊虎岑可法浙江大学环境与资源学院杭州310029 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室杭州310027

在3.2MW卧式炉中对污泥水煤浆和大同烟煤水煤浆进行对比燃烧试验,研究了煤浆的着火、温度场及燃烧效率等特性,并考察了污泥水煤浆工业应用的可行性.结果表明,掺混10%污泥的水煤浆着火容易,炉膛主燃烧区域火焰温度可达到1200～1300℃;污... 详细信息

在3.2MW卧式炉中对污泥水煤浆和大同烟煤水煤浆进行对比燃烧试验,研究了煤浆的着火、温度场及燃烧效率等特性,并考察了污泥水煤浆工业应用的可行性.结果表明,掺混10%污泥的水煤浆着火容易,炉膛主燃烧区域火焰温度可达到1200～1300℃;污泥水煤浆燃烧时炉膛火焰分布均匀,火焰充满度较好;水分析出使颗粒表面分布大量气孔,有利于颗粒的进一步燃烧和燃尽;炉内颗粒物含碳量沿炉膛轴向逐渐降低,燃烧效率可达99.75%.总体上看,污泥水煤浆燃烧状况较理想,部分特性优于烟煤水煤浆,这为城市污泥资源化利用提供了一条可行的新途径.

关键词：城市污泥污泥水煤浆卧式锅炉燃烧

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污泥水煤浆的基础特性研究

环境工程学报 2011年第12期5卷 2873-2878页

作者：胡勤海李霞陈菊芬孟媛媛朱建航宋雪斐浙江大学环境与资源学院杭州310029 浙江省台州市玉环县环境保护局台州317600

通过与纯水煤浆的对比实验,分析了污泥添加量对水煤浆流变性、稳定性及燃烧等基础特性的影响。结果表明,在污泥添加比例为5%～10%,分散剂用量为0.6%～1.2%,稳定剂用量为0.1%的情况下,可以得到流变性和稳定性良好的污泥水煤浆。随着水煤... 详细信息

通过与纯水煤浆的对比实验,分析了污泥添加量对水煤浆流变性、稳定性及燃烧等基础特性的影响。结果表明,在污泥添加比例为5%～10%,分散剂用量为0.6%～1.2%,稳定剂用量为0.1%的情况下,可以得到流变性和稳定性良好的污泥水煤浆。随着水煤浆中污泥添加比例的提高,着火温度Ti降低,燃尽温度提前,燃烧特性变好。管式炉中燃烧实验表明,试样中硫析出率随温度的升高而增大,而污泥水煤浆比纯水煤浆具有更好的固硫效果。

关键词：污泥水煤浆流变性稳定性热重分析

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污泥水煤浆的成浆、燃烧及燃烬特性研究

污泥水煤浆的成浆、燃烧及燃烬特性研究

作者：朱妙军浙江大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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 18855-2002)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：污泥水煤浆成浆性燃烧热分析燃烬产物

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污泥水煤浆成浆性能及其气化特性的研究

污泥水煤浆成浆性能及其气化特性的研究

作者：朱邦阳安徽理工大学

学位级别：硕士

本文针对城市污泥环境污染大、处理难的问题,基于污泥中含有大量水分及具有一定热值的特点,选取了淮南市污水处理厂的两种污泥与单煤成浆性能差异性较大的神华煤和潘一煤进行了工业分析、元素分析、灰成分分析和晶体矿物组成分析,考察... 详细信息

本文针对城市污泥环境污染大、处理难的问题,基于污泥中含有大量水分及具有一定热值的特点,选取了淮南市污水处理厂的两种污泥与单煤成浆性能差异性较大的神华煤和潘一煤进行了工业分析、元素分析、灰成分分析和晶体矿物组成分析,考察了原煤和两种污泥的性质差异,重点研究了不同污泥及其添加量对水煤浆浓度、流变特性、稳定性等成浆性能的影响,并利用灰熔融温度测试仪探究了污泥对煤灰熔融温度的影响,在此基础上,应用热重-红外联用技术分析了污泥添加量对神华煤着火温度,挥发分析出温度、燃尽温度、碳反应速率及反应后气体产物等气化特性指标的影响。总结全文研究工作,得出如下结论：1.污泥与煤粉的基本性质存在明显差异,污泥具有高挥发分、高含水量、高灰分和低固定碳含量的特点。添加污泥后,污泥水煤浆的成浆性能受污泥添加量的影响较大,当两种污泥掺配量为1%-15%时,污泥水煤浆呈现剪切变稀特性,且随着污泥掺配比例增加,污泥水煤浆均表现出：黏度逐渐增加,最高制浆浓度逐渐降低,72小时析水率逐渐减小,浆体稳定性得到改善,但两种污泥对水煤浆性能的影响程度是不同的,其中污泥B的影响程度要大于污泥A。2.通过对添加污泥后煤灰熔融温度分析表明,两种污泥对煤灰的助熔效果上较为接近,均具有一定助熔作用,当两种污泥的添加量分别为2%时,污泥水煤浆的煤灰熔融温度均达到最低,但随着污泥添加量的改变,两种污泥的水煤浆的煤灰熔融温度变化趋势不同。3.利用热重-红外联用分析污泥水煤浆升温过程中气体组成表明,污泥B和神华煤在通入N2和C02混合气氛下,其反应后的气体产物均含有C02、H20和少量的CO,但污泥B还有少量的烃类物质产生,且产生CO的初始温度和含量均低于神华煤水煤浆;污泥水煤浆气化过程中,随着污泥B掺混比例的提高,污泥水煤浆的气化起始温度逐渐降低,反应完成所需的时间逐渐减少。污泥的“碱性指数”B>1,活化能E神华>E污泥,随着污泥掺混比例越高,污泥水煤浆反应特性指数Rs越大,污泥水煤浆的活化能逐渐降低,说明污泥的掺入使污泥水煤浆在固定碳反应阶段更容易发生反应,污泥对污泥水煤浆气化具有促进作用。

关键词：城市污泥污泥水煤浆成浆性能煤灰熔融特性气化特性动力学分析

污泥水煤浆的基础特性、脱硫特性以及锅炉燃烧特性研究

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污泥水煤浆的基础特性、脱硫特性以及锅炉燃烧特性研究

作者：王丹浙江大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的加速和环境保护意识的加强,城市污水的处理率逐渐提高,城市污泥的产生量将逐渐增长,如何妥善、科学地处理这些污泥,已成为目前全球共同关注的问题。本文将两种城市污泥分别与煤粉混合(质量比为1:6)磨制污泥水煤浆,在前... 详细信息

随着城市化进程的加速和环境保护意识的加强,城市污水的处理率逐渐提高,城市污泥的产生量将逐渐增长,如何妥善、科学地处理这些污泥,已成为目前全球共同关注的问题。本文将两种城市污泥分别与煤粉混合(质量比为1:6)磨制污泥水煤浆,在前人研究的基础上主要开展了以下几个方面的研究: 1)在实验室内进行污泥水煤浆的成浆性,流变性以及热分析试验,结果表明污泥水煤浆在分散剂添加量为1.2%,稳定剂添加量0.1%时能得到良好的污泥水煤浆产品,表观粘度符合国家水煤浆技术标准。热分析试验结果表明污泥水煤浆较普通水煤浆有较低的着火温度,但是燃烧稳定性略有下降,从综合燃烧特性指数来看污泥水煤浆的S值高于普通水煤浆,说明其燃烧性能更好。 2)研究了不同固硫剂对污泥水煤浆流变性的影响,结果表明污泥水煤浆中加入固硫剂后,对污泥水煤浆流变性的影响不大,仍属假塑性流体,但浆体粘度增加。Ca(OH)对浆体粘度影响大于CaCO,Ca/S比应控制在1.5以下为宜;同时在水平管式炉上进行了污泥水煤浆的燃烧脱硫试验,结果显示本试验条件下污泥水煤浆燃烧固硫的最佳钙硫摩尔比为1.5。 3)在浙江大学3.2MW卧式炉上对污泥水煤浆与大同水煤浆进行了对比燃烧试验,分析了煤浆的燃烧特性、结渣特性以及污染物排放特性,结果显示污泥水煤浆燃烧状况较理想,效果不亚于大同烟煤水煤浆。结渣情况不严重,灰渣沉积速率为61.54 g·mmin,低于灰分含量较低的大同烟煤水煤浆。污泥水煤浆排烟中SO和NO的浓度分布为1038 mg/m和1118 mg/m,处于较高的水平,这主要与原精煤和污泥中硫及氮含量相对较高有关。污泥水煤浆燃烧后重金属进入大气的份额一般在10%-40%之间,Hg属于强挥发性元素份额较高,为77.84%。

关键词：污泥水煤浆污泥水煤浆脱硫燃烧

双锥燃烧器燃用污泥水煤浆的燃烧特性和数值模拟

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洁净煤技术 2019年第4期25卷 87-93页

作者：程晓磊煤科院节能技术有限公司煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室

为促进城市污泥的资源化利用,解决污泥物理处置中存在的二次污染问题,以及传统污泥干化焚烧中干燥成本高的问题,提出了将污泥浆与煤粉掺混制备污泥水煤浆,利用具有强化燃烧功能的中心逆喷双锥燃烧器燃烧的技术思路。通过热重分析试验对... 详细信息

为促进城市污泥的资源化利用,解决污泥物理处置中存在的二次污染问题,以及传统污泥干化焚烧中干燥成本高的问题,提出了将污泥浆与煤粉掺混制备污泥水煤浆,利用具有强化燃烧功能的中心逆喷双锥燃烧器燃烧的技术思路。通过热重分析试验对比了煤粉、水煤浆、污泥水煤浆的燃烧特性,并利用数值模拟研究污泥水煤浆在双锥燃烧器上的燃烧特性,通过降低二次风量、提高二次风旋流强度及二次风温度等强化燃烧的措施,研究污泥水煤浆在双锥燃烧器上应用的可行性。污泥水煤浆的基础燃烧特性试验结果表明,水煤浆中水分超过35%,除影响燃料热值外,水蒸发吸热是影响污泥水煤浆燃烧过程着火和燃尽的关键因素。由于水分的存在,水煤浆起始着火温度高于煤粉11. 3℃,燃尽温度低于煤粉13. 6℃,其最大吸热速率为0. 504 k W/kg,占水煤浆最大放热速率的56. 05%,总吸热量为1. 917 MJ/kg,占燃烧放热量的9. 94%;掺烧20%污泥时,污泥水煤浆起始着火温度高于水煤浆12. 3℃,燃尽温度低59. 1℃,水蒸发吸热量为0. 546 kW/kg,比水煤浆燃烧高8. 4%,总放热量为16. 88 MJ/kg,比水煤浆燃烧低12. 5%。通过采用双DPM的离散相数值模拟模型,充分考虑污泥水煤浆燃烧时水蒸发过程的影响,对污泥水煤浆燃烧的数值模拟更接近实际结果。14 MW双锥燃烧器的污泥水煤浆燃烧模拟结果表明,直接使用现有双锥燃烧器无法实现污泥水煤浆的稳定燃烧,仅可燃烧水含量为25%左右的污泥水煤浆。污泥水煤浆中水含量由0增至35%时,平均每提高1%水含量,燃烧器出口温度下降7. 95℃,燃烧器内平均温度下降7. 69℃;水含量为35%时,燃烧器内平均温度降低269℃,燃烧器出口平均温度降低278℃。污泥水煤浆在双锥燃烧器内的燃烧,可通过降低二次风量、增加二次风旋流强度、提高二次风温度等强化燃烧措施实现。二次风旋流强度由1变为2时,燃烧器出口平均温度提高20℃,二次风量减少为理论空气量的0. 6,燃烧出口平均温度提高203℃,综合使用降低二次风量、增加旋流强度和提高二次风温的措施后,燃烧器出口平均温度提高289℃,基本接近该燃烧器燃用煤粉时的燃烧条件,双锥燃烧器基本可达到稳定燃烧污泥水煤浆的目的。

关键词：污泥水煤浆燃烧热重分析数值模拟

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湿磨工艺制备污泥水煤浆中污泥对粒度的影响

煤炭工程 2016年第10期48卷 124-126页

作者：马少莲吴国光周蕊孟献梁中国矿业大学化工学院江苏徐州221116 中国矿业大学现代分析与计算中心江苏徐州221116 煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室江苏徐州221116

通过正交实验考察湿磨工艺制备污泥水煤浆的粒度分布情况,并对比平行实验条件下制备水煤浆的粒度数据。研究发现,污泥的掺混均增加了浆体中细颗粒的累积分布,其中干污泥比湿污泥更有利于细颗粒的产生;湿磨时间对污泥水煤浆粒度的影响大... 详细信息

通过正交实验考察湿磨工艺制备污泥水煤浆的粒度分布情况,并对比平行实验条件下制备水煤浆的粒度数据。研究发现,污泥的掺混均增加了浆体中细颗粒的累积分布,其中干污泥比湿污泥更有利于细颗粒的产生;湿磨时间对污泥水煤浆粒度的影响大于分散剂添加量的影响;此外,高比例的细粒度分布也成为污泥水煤浆粘度增加,成浆性降低的影响因素之一。

关键词：正交实验污泥水煤浆湿磨工艺粒度

NaOH改性污泥制备污泥水煤浆的成浆机理研究

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科学技术与工程 2016年第32期16卷 274-277页

作者：马少莲吴国光周蕊中国矿业大学化工学院徐州221116 煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室徐州221116 中国矿业大学现代分析与计算中心徐州221116

采用NaOH对污泥进行改性;并通过Zeta电位、扫描电子显微镜和红外光谱等手段来考察改性前后污泥性质的改变。结果发现污泥在经NaOH处理后,电负性得到增强,孔隙结构减少,空间网状的絮凝体结构被破坏,亲水性官能团减少。对比成浆实验发现,... 详细信息

采用NaOH对污泥进行改性;并通过Zeta电位、扫描电子显微镜和红外光谱等手段来考察改性前后污泥性质的改变。结果发现污泥在经NaOH处理后,电负性得到增强,孔隙结构减少,空间网状的絮凝体结构被破坏,亲水性官能团减少。对比成浆实验发现,污泥水煤浆的定黏浓度为61.75%,而改性污泥水煤浆的定黏浓度则可以提高到65.02%,且具有更好的流变特性。

关键词： NaOH 改性污泥污泥水煤浆成浆机理

不同分散剂对污泥水煤浆成浆性和燃烧性的影响

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不同分散剂对污泥水煤浆成浆性和燃烧性的影响

作者：朱建航浙江大学

学位级别：硕士

随着污水处理率的提高,城市污泥产量将逐年增加,如何有效处理这些污泥已经成为全球关注的课题。本文将城市污水处理厂高含水率污泥与煤粉直接混合研制污泥水煤浆,使污泥中的水分、热值得到充分利用,对城市污泥的资源化、能源化利用和处... 详细信息

随着污水处理率的提高,城市污泥产量将逐年增加,如何有效处理这些污泥已经成为全球关注的课题。本文将城市污水处理厂高含水率污泥与煤粉直接混合研制污泥水煤浆,使污泥中的水分、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有益的的探索。本文主要研究了污泥掺混水煤浆的成浆性与燃烧特性。城市污泥与煤粉在NDF、MC、NC、MF型分散剂的配合下研制水煤浆是可行的。污泥掺制比例为5%、10%的浆样可以达到很好的成浆性,而污泥添加量为15%、20%的水煤浆流动性差,粘度大不能达到成浆的效果。分散剂复配时,MC与MF复配水煤浆的粘度最小,流动性好,适当的分散剂复配可以提高水煤浆的分散性能。污泥水煤浆的燃烧特性比较复杂,污泥与煤的各自性质对其有很大的影响,燃烧特性总体表现为两者共同作用的结果。但由于污泥添加比例相对较少,燃烧特性总体表现贴近水煤浆的燃烧效果,燃烧曲线与普通水煤浆燃烧曲线相似。但污泥的掺入使水煤浆的着火温度提前约10～20℃,挥发分析出燃烧更迅速,提高了其着火性能,可燃性指数C和综合燃烧特性指数S均随着污泥添加比例提高而增大。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。综合考虑,城市污泥掺制比例为5%～10%,对应添加剂用量为1%的条件下,从成浆性角度考虑,污泥掺制水煤浆是可行的。根据燃烧分析结果,污泥掺制水煤浆的比例在10%的条件下可取得较好的燃烧特性。这为城市污泥资源化和能源化利用提供了新的可行途径。

关键词：城市污泥水煤浆污泥水煤浆成浆性燃烧