城市污泥热解特性及理化性能研究

摘要

对等温和非等温2种升温方式下污泥的热解过程进行研究,利用热重分析仪、X线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪及扫描电镜对污泥的热解和理化特性进行分析,结合热解特征参数,采用分布活化能模型,揭示其相应热解机理.研究结果表明:在非等温条件下,随着升温速率增加,热解过程在高温区发生,最大质量损失率提升,对应峰值温度偏移,产生热滞后,利于挥发分析出;分布活化能模型适于热解率α≤0.8范围内的动力学分析,活化能随热解率α增长呈先增后减趋势;污泥矿物组分中Si元素结晶性能较好,多以SiO2和SiS2等无机形式赋存,同时检测到AlPO4和属六方晶系且具α-型晶体结构的α-HgS存在;在等温条件下,随着热解时间延长和温度升高,表面官能团种类及含量减少,挥发分析出促进孔隙结构发展,热解过程中碳架结构坍塌和孔道烧熔表现为微观形貌上的无序程度和玻璃化程度加深.