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        污泥在型煤中的分散特性

        来源:河南丰韬工程材料有限公司 浏览次数: 日期:2012年10月7日 09:06

                外墙保温材料 污泥作为型煤枯结剂首先要使活性污泥在粉煤中均匀分散。活性污泥不同于常用的合成氨气化型煤枯结剂—白泥和石灰,其含水量高达82%,是一种软体胶质固体,较难混人粉煤之中。因此活性污泥在粉煤中分散性的诸影响因家对于型煤质量具有密切的关系。
            1.煤/泥比对分散性的影响
              煤/泥比指粉煤与活性污泥质量之比。活性污泥在粉煤中的添加量除了受强度制约外,还受活性污泥在粉煤中分散性的限制。表10-1是在充分搅拌条件下煤/泥比(湿基,以w表示)与混合料过筛率(V)的关系。随着煤/泥比的提高、混合料过10目和20目筛的比例相应增加。当煤/泥比超过6:1时,混合料过10目筛的比例相对于4:1时有较大的提高;当煤/泥比超过8:1时,混合料过10目筛的比例略有增加,而过20目筛的比例却有大幅度的提高,比6:1时增加了近3倍,说明当煤/泥比超过8:1时,活性污泥在粉煤中获得了较好的分散。研究发现,当煤/泥比下降到一定值后,污泥在粉煤中分散性急剧变差,污泥成团趋势变得越发强烈。
            2.搅拌强度对分散性的影响
              表10-2是不同的煤/泥比下搅拌强度与混合料过筛率的关系。如表所示,在一定煤/泥比下,粉煤在混合料中的分散性与搅拌强度有关。随着搅拌时间的延长即搅拌强度的增加,过10目和20目筛率相应上升,但当搅拌时间达到一定值后,过筛率趋于平缓;此外,恒定值的大小主要由煤/泥比决定。比较不同的煤/泥比下过10目和20目筛率可以发现,煤/泥比为8:1时,较低的搅拌强度即能使过筛率接近恒定值,即该比例以下,活性污泥在粉煤中的分散性对搅拌强度的依赖有所降低。
                活性污泥在粉煤中分散性对型煤气化速率也有影响。图10-4是在同一煤/泥比,不同过筛率下1000℃时碳转化率与反应时间的关系。由图可见,在一定的气化时间下,当用于型煤成型的混合料过筛率较小(活性污泥在粉煤中分散不充分)时,对应的碳转化率较低;过筛率增大,相应的碳转化率随之升高。活性污泥是一种含大量有机物的固体,在高温加热之后首先挥发和气化,由于其充分分散于粉煤之中,压制的型煤在气化时造就了良好的孔结构和丰富的内表面,良好的孔结构是提高其气化活性的关键。Ivi煤气化后残留灰渣的碳分析结果显示,活性污泥在粉煤中分散得越充分.相应气化活性越高,气化后残留灰渣中碳含量也越低。
            三、外墙保温材料 污泥型煤的气化及烟烧特性
               污泥添加量2.0%(干基)及白泥添加量0.3%(干基)时,可制得与合成氨气化用型煤质量相当的混合型煤(简称污泥型煤)。活性污泥由于来源的不同组分差别很大,某些活性污泥可能含有大量的挥发性异臭物质,及多种多环芳烃,因此有必要对使用活性污泥型煤是否会产生二次污染作深人考察。
            1.气化反应速率与枯结剂的关系
               图10-4和图10-5分别表示了两种试样在900- 10001温度范围内碳转化率与反应时间的关系和气化速率和碳转化率的关系。由图可见,在相同的温度下,污泥型煤的碳转化率高于白泥型煤。从图可见,在相同的沮度下,污泥型煤的气化速率大于白泥型煤,气化温度愈高,污泥型煤与白泥型煤的气化速率之差也愈大。在1100℃时,污泥型煤的气化速率超过白泥型煤50%以上。通过观察气化反应之后留下的残留灰渣。可以发现,在相同的气化温度和气化时间下,污泥型煤的残炭要少于白泥型煤,污泥型煤残留的灰渣也略比白泥型煤显得疏松。
               污泥型煤气化速率快以及残留碳含量低的原因,是由于粘结剂污泥中的挥发组分含量较高,在高温下,挥发组分迅速分解逸出,致使型煤形成良好的疏松孔结构,十分有利于气化反应。而白泥主要由金属氧化物组成,不具备这一功能,所以可以认为污泥既是一种粘结剂,又是一种良好的疏松剂。
            2.型煤干燥过程中二次污染
              污泥型煤在压制成型后,在约120-200℃的烟道气中进行干澡。干燥过程中所产生的热解气体组成如表10-3所示。
               由.上表可知,污泥型煤与白泥型煤在干操的情况下(120--200t)所产生的组分为H2O, Cq,没有发现其他有害成分逸出。说明污泥型煤的挥发分在200℃以下的干燥过程中,主要产物是脂肪酸的浅度热解放出Cq,干燥和热解气不会引起环境的二次污染。污泥型煤在200℃时仍有较多量的水分逸出,说明污泥型煤的结合水分多于白泥型煤,而白泥型煤水分主要是吸附态水,它在120℃时就已经全部逸出。
            3,热解过程中的二次污染
               污泥型煤在气化炉内经历了热解和气化两个阶段,气化炉上层型煤的热解产物气主要是在气化上行过程即通过吹风,上吹阶段和二上吹阶段带出。一般气化炉煤层炉面温度较低为400℃左右,为了考察污泥型煤在400℃时的热解产物。同样用气相色谱和傅里叶变换红外光谱分别对污泥型煤和白泥型煤的热解气进行分析,其结果如表10-4所示。
               合成氨气化过程是在高温下进行的,为了考察污泥型煤在气化过程中的热解行为,用色红联用分析技术分析了两种型煤在1000℃时的热解产物的组成,得到的分析结果见表10-5.
               由表10-5的分析结果可见,在1000℃的高沮气化后,污泥型煤的气化产物和白泥型煤一样最终全部转化为CO, CH;和cq,气相中无有机物存在,故可确认污泥型煤的气化组分符合合成氨要求。在气化过程中无二次污染产生。

         

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