造纸污泥与粉煤混燃的燃烧特性研究.doc

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1、造纸污泥与粉煤混燃的燃烧特性研究【摘要】本文采用综合热重分析法，在不同升温速率及泥煤不同比例混合条件下，开展造纸污泥、煤及泥煤混合物的燃烧热重实验研究。结果表明，造纸污泥的热重曲线存在3个明显的失重区域，分别与两个挥发分析出阶段和一个固定碳燃烧阶段相对应。【关键词】造纸污泥；粉煤；燃烧；热重分析TnvestigationontheCo-combustionCharacteristicsofPulverizedCoalandPaperMillSludgeZHANGNinglLIUJing-yong2ZIIOUJian-bo2WEI

2、Pei-tao2LUOHai-jian2(1.GuangdongCheriaEnergyTechnologyCo.,Ltd.,GuangzhouGuangdong510300,China；2.UniversityofTechnology,GuangzhouGuangdong510030,China)[Abstract]Thecombustioncharacteristicsofpapermillsludge,coalandtheirblendswithdifferentproportionswerestudiedbythermo

3、gravimetricanalysis(TG-DTG)atdifferentheatingrates.Theresultsshowedtha/ttherewereobviouslythreetemperature刁onesinthepapermillsludgecombustioncurves：correspondingtotwostagesofdevolatilizationsandfixedcarboncombustion,respectively,wheretheweightofsludgewaslostpromptly.

4、[Keywords]Papermillsludge；卩u1veri刁edcoal；Combustion；Thermogravimetricanalysis0引言造纸污泥是一种成分复杂的废弃物，主要包括不溶性纤维素以及填料、凝聚剂等，含水率高（60%以上）、成分复杂且处理利用难度大［1］。与其他废物的处理一样，减量化、无害化、资源化是造纸污泥处理的发展趋势，以往采用的海洋倾倒和卫生填埋都会对环境造成巨大污染［2］,焚烧法止是顺应这种趋势而产生的有前途的污泥处理方法。木文以广东某造纸厂经过带式压滤机脱水后的污泥为研究对象，采用综合热

5、重分析仪对其燃烧特性进行了研究，考察了与粉煤不同的混合比例条件下的失重特征，以期为造纸污泥掺混粉煤燃烧、焚烧设备的运行及燃烧参数的确定提供指导。1材料与方法1・1试样污泥采自广东某造纸厂的脱水车间，将污泥自然干燥14d,研磨后过80目筛。煤样为广东某煤场烟煤，煤样为空气干燥基，研磨后过80目筛。实验试样为污泥、煤粉及4种不同比例的混合试样，混合试样中粉煤质量分数分别为10%、20%、30%和40%o污泥和粉煤的元索分析和工业分析如表1所示，造纸污泥具有高挥发分、低固定碳和低热值的特点，而粉煤具有高固定碳、高热值和低挥发分的特点。

6、1.2实验装置和条件采用德国耐驰公司综合热分析仪（STA409PC）,可获得试样的热重曲线（TG）、微商热重曲线（DTG）o主要技术数据如下：热天平精度lug；最大试样量lOOOmg；温度范围室温〜140CTC；实验气氛为空气、氮气；升温速率范围0.l~30K/mino样品粒度小于80目，按要求均匀混合后取样;升温速率20K/min；试样质量9mg左右；实验氛围空气，流量为50mL/min。从造纸污泥在不同升温速率条件下TG和DTG曲线（图1和图2）可以发现，污泥燃烧过程中可分为3个阶段，各阶段的温度区间及失重率见表2,温度区间

7、的分界点取DTG曲线上两区间相邻处的极小值点［3］。由于采用风干后的污泥样品，所以图2显示的第1个失重峰较小，此阶段为脱水阶段。失重主耍是由丁•污泥中自由水和化学结合水析出［4］,水分蒸发吸收汽化潜热，表现在DTG曲线上有一个吸热峰。第2阶段是挥发分的析出和燃烧，此阶段DTG曲线首先有一个明显的失重峰，并在其后有一个侧峰,其原因应该是污泥所含挥发分的成分比较复杂，各成分的化学键强弱不一造成的［5］。此阶段失重率在43.5%左右，可能是由于半挥发性组分混合物,或者是存在于细胞中和污泥稳定化处理过程中形成的有机聚合体等含碳化合物的C

8、-C键断裂，产生C02、C0和部分水蒸气造成的［6］。第3阶段有一个明显的失重峰，此阶段应该是污泥中少量固定碳的燃烧过程，主要是污泥中高沸点有机物被分解，比如纤维素等难降解物质的燃烧，这与污泥的成分有较大的关联。煤的TG和DTG曲线明显不同于污泥，其燃烧过程可分