滇池底泥热解及产物研究

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受污染的湖泊底泥是湖泊的主要内源污染物。由于独特的地理环境和污染史,滇池底泥呈现明显的污染特征,疏浚工程产生的底泥大部分堆放在滇池岸边,不仅占用大量土地,而且可能导致二次污染,如何有效处置是亟待解决的环境问题。热解法具有经济效益与环境效益双赢的优点,是实现固体废物减量化、资源化、无害化的处理技术之一。本文将热解技术应用于滇池底泥,为滇池底泥热化学处理提供参考。通过工业分析、元素分析、XRF分析,全面了解滇池底泥成分。通过TG-DTA分析对滇池底泥热分解特性进行研究。在上述分析的基础上,在热解终温为500~1000℃范围内对滇池底泥进行了热解实验研究,并对具有代表性的热解产物进行了特性分析。得到如下结果:(1)工业分析和元素分析结果表明,滇池底泥中固定碳含量较低,灰分含量最高,挥发分含量36.56%,有一定的能源利用价值;滇池底泥C、H元素含量较高,具有一定的潜热,并且其中Si、Al、Fe等元素含量较高,具有建材开发价值,底泥中还含有多种金属元素,在热解过程中可能起到催化作用。(2)在空气气氛中对滇池底泥进行了TG-DTA实验,结果表明,滇池底泥的燃烧可分为四个阶段。TG曲线的动力学计算结果表明,第二阶段(230.02℃~420.69℃)属一级反应,反应活化能为22.691kJ/mol,第三阶段(420.69℃~530.89℃)属二级反应,反应活化能为15.390kJ/mol.(3)滇池底泥热解气中主要成分H2、CO、CH4、CO2、C2H4及C2H6。高温段H2、CO、CH4等可燃性气体大量产生。通过理论计算得出,820~860℃所收集气体的LHV约为12122.19kJ/m3,属于中热值气体燃料。液态热解产物主要成分是苯酚(Phenol)及其烃基衍生物,没有燃料利用价值,但高含量的苯酚及其衍生物可用作化工原料。固态产物中富集了大量的Si、Al、Fe等矿物元素,具有较好的建材利用前景。
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