【摘 要】
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随着我国工业化和城市化进程加快,污水排放量逐年增加,污水处理率也不断提高。作为污水处理的副产品,污泥处理已成为急需解决的难题,如何将污泥减量化、稳定化、无害化、资源化处理已成为我国乃至全球环境界甚为关注的课题之一。煤炭作为我国主要的能源资源,在大量使用的同时也造成极大的污染。因此,必须提出新型煤利用技术以减少污染物的排放。氢气作为一种高效、清洁的绿色能源,在未来具有广阔的发展前景。本文提出污泥/煤
【基金项目】
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国家自然科学基金联合基金重点项目（U20A20124）； 国家重点研发计划课题（2018YFB0605401）； 宁夏回族自治区重点研发计划（重大科技项目）2018BCE01002； 国家自然科学基金地区项目（21868025）； 宁夏高等学校一流
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随着我国工业化和城市化进程加快,污水排放量逐年增加,污水处理率也不断提高。作为污水处理的副产品,污泥处理已成为急需解决的难题,如何将污泥减量化、稳定化、无害化、资源化处理已成为我国乃至全球环境界甚为关注的课题之一。煤炭作为我国主要的能源资源,在大量使用的同时也造成极大的污染。因此,必须提出新型煤利用技术以减少污染物的排放。氢气作为一种高效、清洁的绿色能源,在未来具有广阔的发展前景。本文提出污泥/煤化学链气化制氢系统,能够在高效处理污泥的同时产生富氢合成气,且可实现污染物的近零排放,对环境具有极大的友好性。通过实验加模型拟合的方法系统研究了污泥/煤化学链气化的反应过程,主要包括以下三方面:1、在高温流化床上进行条件实验,探究了反应温度、载氧体/煤比（O/C）、水蒸气体积分数以及污泥/煤比（S/C）对实验结果的影响。在反应温度900℃、O/C为5.80、水蒸气体积分数为72 vol.%、S/C为0.2时出口气体中H2浓度可达到75.6 vol.%,合成气产量为97.5 L.min-1·kg-1。循环实验表明,添加污泥未改变载氧体的物相组成,提高了 H2浓度和合成气产量。循环过程中污泥灰的存在会使反应碳转化率下降,分离灰分后碳转化率增大。2、在反应过程中添加一定的污泥灰能够增大H2浓度及合成气产量,当添加10 wt.%污泥灰时,H2浓度可大幅度提高。但过量的污泥灰添加会造成载氧体的团聚和烧结。3、污泥/煤化学链气化反应过程可以用随机孔模型进行拟合,污泥的加入能够降低煤化学链气化反应的活化能,加快气化反应速率,增大碳转化率。
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