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微波热解城市污水污泥可实现污泥资源化、减量化目标。热解产物中生物气具有产量大、热值高、富含H2与CO等优点，可作为燃料加以利用。本主要从热解终温、添加矿物催化剂以及污泥含水率等影响因素出发，研究了微波热解城市污水污泥过程中生物气的释放规律及影响因素。在此基础上利用SEM、EDS、TG-DTG、GC-MS等分析方法对微波热解污水污泥的固、液、气三相产物进行分析，对白云石和镍基催化剂催化机理进行了更深一步的探究。目的是获得品质最好的生物气和最高的H2、CO产率，对实现微波热解污水污泥制生物气技术的优化与工程应用具有十分重大的意义。微波热解污水污泥影响因素试验研究表明：生物气产量及H2、CO含量均随热解终温升高而增大，800℃具有最佳热解效果；添加白云石和镍基催化剂对微波热解污水污泥生物气的释放有较大促进作用；含水率增加能够使生物气产量快速增大，含水率为80%时气体产率达到最大。催化剂对热解过程影响的试验研究表明：镍基催化剂和白云石均对生物气的释放有促进作用；热解终温为800℃时，5%镍基催化剂投加量对污泥微波热解过程具有最佳催化效果，生物气产量由976.7mL/g增加到1203.3mL/g、H2产量由29g/kg增加到35.8g/kg CO产量由302.7g/kg增加到383.3g/kg，生物气中H2和CO含量为60%；催化剂能够提高热能利用效率，降低热解所需温度；两种催化剂都是通过催化一系列复杂的气体重整反应来改善生物气品质的，镍基催化剂催化重整反应结果为有利于H2和CO的产生而产生较少的CxHy，而白云石催化重整反应结果是有利于CxHy，总体来说，镍基催化剂对生物气释放的催化效果优于白云石。对催化剂主要催化机理的试验研究表明：镍基催化剂主要在500600℃时发挥催化作用，催化了CxHy进一步裂解和重整，加快了H2和CO的释放；白云石主要在500800℃时发挥催化作用，加快了CO2和CxHy的释放。镍基催化剂主要催化了生物油中的环戊烷、正戊醇、环己烷、邻苯二甲酸二丁酯等物质的裂解，白云石主要催化了生物油中戊烷、正戊醇、邻苯二甲酸二丁酯、吡咯等物质的裂解，使生物气产量更大，品质更好。采用热重法对污水污泥的热解动力学实验研究表明：两种催化剂均能够促进污泥的失重过程且能够降低热解反应活化能，镍基催化剂使热解反应活化能更低，利用一级反应动力学方程计算出动力学参数，反应活化能E=1.17KJ/mol，频率因子A=19.73min-1。