钠盐催化剂对制革污泥热解制油的影响.pdf

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1、第34卷第3期太阳能学报Vol_34．No．32013年3月ACTAENERGIAESOLARISSINICAMar．，2013文章编号：0254-0096(2013)03-0407-06钠盐催化剂对制革污泥热解制油的影响李桂菊，白丽萍，王昶，贾青竹，李越洋，张琳婕(天津科技大学环境科学工程系，天津市海洋资源与化学重点实验室，天津300457)摘要：为考察催化剂对制革污泥热解制油的影响，采用热重分析，研究不同钠盐催化条件下制革污泥的微分热重(DTG)曲线。利用自行设计的直接热化学污泥油化试验装置，调

2、查钠盐催化剂及其用量对制革污泥油化产物分布和油收率的影响。研究结果表明，3种钠盐催化剂均使污泥热解反应向低温区移动，钠盐的催化作用大小依次为N％CO，>NaSO>NaC1，从DTG曲线分析可知，钠盐催化剂的最佳投加量为污泥量的2％(以钠离子计)；在直接热化学液化法制革污泥油化试验中，催化剂碳酸钠的投加量为污泥量的2％时，可获得较大的油产率(41．01％)。通过GC／MS分析，制革污泥热解得到油产品的化学成分与生物柴油相近。能量衡算分析得出：在试验条件下，能量回收率可达53．25％，系统为能量产出型。

3、关键词：制革污泥；催化热解；直接热化学液化；油产率中图分类号：X794文献标识码：ALBL(LawrenceBerkeleyLaboratory)工艺、日本资源0引言环境技术综合研究所的液化工艺_5J、荷兰Shell公司据不完全统计，生产1t牛皮，可产生30～50m的HTU(HydroThermalUpgrading)工艺等。Isabel的污水和150kg污泥_lJ，即我国制革业每年可产生Fonts等研究了直接热化学液化法生物质制油的的污泥量为100万t。制革污泥主要来自浸水阶段技术中操作条件对污泥

4、热解油品分布的影响，认为产生的水洗污泥、脱毛浸灰阶段产生的含硫污泥、鞣催化剂对油产率的影响至关重要。国外研究学革阶段产生的含铬污泥以及用物理、化学、生物方法者“认为在污泥热解过程中，添加有效的催化剂处理制革废水后产生的生化污泥J。制革污泥的处能缩短热解时问、降低所需反应温度、提高热解能理问题已经成为一个复杂的环境问题，受到越来越力、减少固体剩余物、控制热解产品分布的范围。直多的学者关注。从污泥成分来看，其有机物含量丰接热化学液化的本质是热解，其中还发生各种复杂富，制革污泥中挥发性固体含量高达约60％

5、l3J，是的变化，低分子化的分解反应和分解物高分子化的制油的好原料。污泥制油工艺是利用污泥中含有大聚合反应等，污泥先生成水溶性中间体，在水中反复量有机物和营养元素这一特点，利用热解技术使污聚合、水解。为此，液化制取油中适度的聚合反应是泥中有机质转化成油制品的过程。污泥油化通常有主要的，抑制由油向焦碳聚合更加重要，而催化剂在低温热解油化和直接热化学液化法两种技术。低温此起到重要作用。国外生物质热解制油，所选用的热解制油所采用的污泥需经干燥脱水，使其干基含水率在5％以下，此过程需消耗大量能量；通过油化原

6、料大多是木材，采用的催化剂有碱性金属盐及过的能量衡算可知，过程所需的能量与生成油的有效渡金属盐等。这些催化剂对污泥的催化性能如何需能量的比值(能耗率)接近1，剩余能量低。直接热进一步研究。本文选择钠盐做催化剂，研究其对制化学液化法的反应在水中进行，原料无需干燥J，适革污泥热解的影响。用于含水率80％以上的污泥的转化反应。1试验材料、装置及方法国外学者对此工艺研究较早，典型的工艺包括：美国PERC(PittsburghEnergyResearchCenter)工艺、1．1试验材料收稿日期：2011一l

7、1基金项目：天津市高等学校科技发展基金计划项目(20090519)通讯作者：李桂菊(1969一)，女，博士、教授，主要从事固体废物资源化方面的研究。1~69@163．COB太阳能学报34卷本试验使用的制革污泥样品来自天津隆庆制革湿基计算方法。如果按干基计算，挥发分含量则可有限公司。污泥在制革厂经重力浓缩、脱水等预处达到56．98％，这说明制革污泥有机质含量较高，污理，污泥试样呈黄褐色，有臭味，粘稠并混有少量浅泥热解的油品收率与污泥中的挥发分含量直接相色固体残渣，属于混合污泥。制革污泥工业分析和关，可

8、见制革污泥是油化的很好原料。由于Na元素元素分析结果如表1所示。含量不到干污泥含量的千分之一，因此，忽略制革污表1中的水分含量仅为59．30％，可能是由泥自身含有钠元素对其热解的催化作用。于样品风干的时间较长。挥发分和灰分A采用的本试验采用碳酸钠、硫酸钠、氯化钠3种钠盐作表1制革污泥工业分析和元素分析Table1Proximateanalysisandultimateanalysisoftannerysludge为催化剂，图1是以碳酸钠为例的TG．DTG曲线图。100