本文關鍵詞：單顆粒污泥燃燒機理及底渣中重金屬特性研究

  更多相關文章： 單顆粒污泥 收縮率 燃燒機理 含水率 燃燒模型 重金屬

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展以及民眾環(huán)保意識的提高,污水排放量日益增加,其處理率也逐年提高,加之我國一貫的“重水輕泥”, “污泥圍城”現(xiàn)象日益嚴重。相比土地利用、填埋等傳統(tǒng)處理工藝,污泥焚燒因其減容效果顯著、可回收污泥中能量而受到越來越多的關注,如何高效清潔焚燒污泥已成為當前研究熱點。本文以此為目標,就單顆粒污泥燃燒機理及底渣中重金屬特性進行了研究。通過搭建實驗臺,研究了含水率、顆粒粒徑、氧濃度以及火焰等因素對污泥燃燒過程的影響,著重研究了不同因素對溫度場的影響。結果表明：1)含水率對火焰形態(tài)以及顆粒完全燃燒所需時間均會產生影響。低含水率污泥顆粒燃燒過程中火焰明亮,高含水率顆粒燃燒過程中火焰昏暗甚至沒有火焰的出現(xiàn)。通過壓汞法對三種含水率污泥顆粒燃燒后的底渣進行了分析,結果表明48%含水率污泥顆粒燃盡后底渣具有最大的平均孔徑,因而其燃盡速率較快。2)不同粒徑污泥顆粒因其比表面積差異而影響干燥、熱解、焦炭燃燒等幾個反應的宏觀進行方式。當污泥顆粒暴露在高溫爐膛時,其由外到內的每層均依次經(jīng)歷干燥、熱解、焦炭燃燒等幾個互不重疊反應,但因燃燒工況、燃料性質等影響而可能在宏觀上表現(xiàn)為幾個反應的同時進行。3)通過改變氧濃度,研究了富氧燃燒下的溫度場分布。結果表明氧濃度主要影響焦炭的燃燒,因而富氧燃燒對提高污泥日處理量具有重要意義；通過改變燃燒氛圍,研究了揮發(fā)份燃燒,即火焰對溫度場的影響,結果表明其影響較小。基于實驗結論,選取了熱流干燥模型、二次熱解模型及焦炭燃燒模型等幾個子反應模型,并將其有機結合起來對污泥顆粒燃燒的整體過程進行了研究。結果表明在低溫段及加熱段模擬結果與實驗結果具有較好的吻合效果；高溫段因忽略了熱電偶導線對傳導熱量的影響且缺乏相關熱物性參數(shù)的準確描述,因而產生一定偏差。本文最后研究了不同含水率及不同比例添加劑對污泥燃燒后底渣中重金屬特性的影響,結果表明不同含水率及添加劑均會對底渣中重金屬浸出濃度及殘留含量產生一定影響,但對不同重金屬元素其效果不盡相同。
【關鍵詞】：單顆粒污泥 收縮率 燃燒機理 含水率 燃燒模型 重金屬
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 污泥處置現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 衛(wèi)生填埋12
• 1.2.2 土地利用12-13
• 1.2.3 污泥焚燒13
• 1.3 焚燒技術的發(fā)展13-16
• 1.4 焚燒研究現(xiàn)狀及進展16-20
• 1.4.1 焚燒技術的研究16-18
• 1.4.2 焚燒過程中重金屬的遷移轉化18-20
• 1.5 本文研究內容20-21
• 第二章 污泥顆粒燃燒的試驗研究21-38
• 2.1 引言21-22
• 2.2 試驗樣品及裝置22-24
• 2.2.1 實驗樣品及預處理22-23
• 2.2.2 實驗裝置23-24
• 2.3 實驗結果及討論24-36
• 2.3.1 含水率對燃燒過程的影響分析24-31
• 2.3.2 顆粒粒徑對燃燒過程的影響分析31-34
• 2.3.3 火焰對燃燒過程的影響分析34-35
• 2.3.4 氧氣濃度對燃燒過程的影響分析35-36
• 2.4 本章小結36-38
• 第三章 污泥顆粒燃燒的數(shù)值模擬38-50
• 3.1 引言38-39
• 3.2 模型介紹39-46
• 3.2.1 干燥模型40-41
• 3.2.2 熱解模型41-42
• 3.2.3 焦炭反應模型42-44
• 3.2.4 控制方程與邊界條件44-46
• 3.3 實驗結果及討論46-49
• 3.4 本章小結49-50
• 第四章 底渣中重金屬特性研究50-58
• 4.1 引言50-51
• 4.2 重金屬分析檢測方法51-52
• 4.2.1 重金屬含量檢測51
• 4.2.2 重金屬浸出毒性檢測51-52
• 4.3 試驗結果及討論52-57
• 4.3.1 含水率對重金屬影響52-54
• 4.3.2 添加劑對重金屬影響54-57
• 4.4 本章小結57-58
• 第五章 全文總結與研究展望58-61
• 5.1 全文總結58-60
• 5.2 本文研究創(chuàng)新點60
• 5.3 進一步工作及建議60-61
• 參考文獻61-66
• 碩士期間成果66

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本文編號：919935