市政污泥与地沟油混合燃料的特性研究

《市政污泥与地沟油混合燃料的特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文市政污泥与地沟油混合燃料的特性研究作者姓名薛演振学科专业工程热物理指导教师楼波副教授所在学院电力学院论文提交日期2018年4月ResearchoncharacteristicofblendedfuelsofmunicipalsludgeandwastecookingoilADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XueYanzhenSupervisor：A.Prof.LouBoSouthChinaUniversityofTechnol

2、ogyGuangzhou,China分类号：X705学校代号：10561学号：201520110631华南理工大学硕士学位论文市政污泥与地沟油混合燃料的特性研究作者姓名：薛演振指导教师姓名、职称：楼波副教授申请学位级别：工学硕士工程领域名称：工程热物理研究方向：高效低污染燃烧技术论文提交日期：2018年04月18日论文答辩日期：2018年06月03日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：刘金平委员：马晓茜楼波姚顺春李泽宇摘要利用市政污泥与地沟油混合所制的混合燃料热干燥及燃烧是一

3、种可实现废弃物的减量化、无害化和资源化目标的处置方式。研究市政污泥与不同比例地沟油混合燃料在不同温度、混合比例的干燥特性、动力学模型、热值、燃烧特性、地沟油对混合燃料燃烧特性的相互作用，为污泥与地沟油燃料化处理提供理论及应用基础。为了降低混合燃料的含水率，通过对混合燃料进行不同温度和混合比例恒温干燥实验，并拟合动力学模型，研究结果表明，干燥温度越高，所需干燥时间越少，干燥速率越快，但时间减少幅度随着温度的进一步升高而减小。由于大于140℃出现水分沸腾的动力驱动形成的翻滚现象，出现了自由水与间隙水逸出重合，使

4、140℃-180℃后达到最大干燥速率相应时间比120℃延后，但相应的干基含水率总体上却变化不大。混合比例越高，干燥时间越长，干燥速率越低。对比不同温度下7种薄层干燥模型，Midilli模型为最佳拟合混合燃料干燥过程的模型，对不同比例也同样适用。80-180℃下不同比例的混合燃料有效水分扩散系数范围5.85x10-9~9.99x10-8m2/s，活化能范围29.6~40.8kJ/mol，活化能随着混合比例的增大而增大，而有效水分扩散系数却不是随着混合比例的增加单调降低。为了研究混合燃料的利用价值，利用氧弹热量

5、仪和热分析仪，分别对混合燃料进行热值及燃烧实验，并进行燃烧过程活化能求解。结果表明，在对100、140、180℃下干燥所得的1:0、1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4、0:1混合燃料热值实验中，发热量与干燥温度无关，而随着混合比例的升高呈现线性增长关系。地沟油的加入使混合燃料的发热量大大增加，所有比例混合燃料比纯污泥发热量大约1.5倍以上，表明地沟油的加入促进了混合燃料热值的增加，使混合燃料更具有价值。在对140℃下干燥所得的不同比例混合燃料进行10、20、30℃/min升温速率燃烧特性实验中，

6、在20℃/min的升温速率下，市政污泥燃烧过程分为2个阶段、地沟油燃烧过程分为3个阶段，而混合燃料随着混合比例的不一样，燃烧阶段可分为2或4个阶段，同时地沟油的混入使混合燃料的后期燃烧特性更好。在不同升温速率下，燃烧速率和最大峰值随着不同升温速率而升高，但总失重率几乎一样。通过对不同升温速率下Ozawa-Flynn-wall(OFW)和Friedmen两种无模型方法反应动力学的分析，并计算平均活化能发现：混合比例为1:0.3时，混合燃料的平均活化能最小，其值分别为149.2kJ/mol(OFW)和139.5

7、kJ/mol(Friedmen)。为了进一步了混合燃料燃烧过程，利用对比方法研究地沟油对混合燃料燃烧特性的I相互作用。对比分析实验的TG/DTG曲线与理论的TG/DTG曲线得到实验残余物的质量小于理论残余物，并通过差值ΔTG得到在高温下市政污泥与地沟油之间相互作用效果明显，两者耦合作用对整个过程燃烧的促进具有积极的意义。20℃/min下燃烧特性指数(C、S)随着地沟油混入比例的增加而增加，而燃尽温度却相反，表明地沟油的混入有利于污泥的燃烧与燃尽。在不同升温速率下，大多数燃烧特性参数随着升温速率的升高呈现线性

8、增长的趋势，而燃烧特性指数(C、S)却升温速率的升高呈现非线性增长的关系，同时该指数的增加表明了升温速率的增加不仅弥补了着火温度及燃尽温度带来的不利影响，还有助于混合燃料的燃烧，燃烧效果更好，综合燃烧性能更好。对比实际燃烧特性参数和理论参数的发现，混合燃料可燃性指数C实际值比理论值更大，意味着有一定的地沟油混入（>1:0.1）混合燃料前期的可燃性比预期的增强。实际燃烧的燃尽温度低比理论预期低85℃左右，意味更容易