NTP-DBD气化城市污泥及其模型化合物:气氛对产物分布及特性的影响

摘要

城市污泥制备高品质合成燃气,是减小环境污染、提高废弃物附加值、实现能源化利用的有效方法之一。本文采用介质阻挡放电低温等离子体(NTP-DBD)技术,利用热重-质谱联用(GT-MS)对城市污泥及其模型化合物亮氨酸、葡萄糖的气化特性进行了研究。重点考察了反应气氛、放电频率对合成气体分布情况的影响,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)对固体产物结构进行了表征。结果表明,在Ar气氛下,较热重热解污泥,NTP-DBD气化污泥产生合成气的浓度提升了1.84%。放电频率由10.5kHz调至9.2kHz时,输出电压提高了36%,并且污泥气化效率提高了5倍;当工作气氛为CO_(2)时,气化效率占污泥挥发分含量的74.86%。相较于葡萄糖而言,模型化合物亮氨酸气化产生的H_(2)、CO、CO_(2)、CH_(4)较多,说明污泥中蛋白质对污泥气化的气体产物贡献较大。与传统热解气化结果相比,NTP-DBD气化技术能够有效提高合成气产量、降低高温操作难度且避免污泥气化过程中二英等剧毒类物质产生。