温度对污水污泥流化床热解油成分影响的GC-MS分析

　　引　言

　　随着人们环保意识的增强和相关法规的建立,城市污水处理厂的数量以及处理的污水量都在大幅度增长。污水处理厂产生的污泥的处置问题日益为人们所 重视。污泥处置方法主要包括:填埋、海洋倾弃、肥料农用、焚烧及资源化利用等,污泥的处置技术应使污泥稳定化、无害化、减量化和资源化[1]。污泥产量巨 大,含有机物成分高,毒性有机物和重金属种类多,含量丰富,倒入海洋势必造成严重的甚至是灾难性的后果。随着社会的发展,污泥投海处置这一方法近年来已被 国际禁止,污泥中含有大量有机物,可作肥料,但是由于污泥中成分复杂,重金属等有害物质较多,发达国家已经对这种处置方法施加了越来越严格的限制。填埋则 由于场地的日益受限和环保的因素而越来越失去其可行性。焚烧法具有稳定化、无害化、减量化和资源化的优点,是一种很有发展前景的处置方法,但其能耗较高。 污泥热解是将污泥在惰性气氛下加热,产生不凝性气体、油和炭的技术,在一定条件下污泥热解是一个能量净输出过程[2~3]。

　　本实验通过流化床热解方法从污水污泥中获得热解油,采用GC-MS分析不同热解温度下获得的热解油的成分,为进一步的研究工作及污泥低温热解所得油产品的改良和使用提供参考。

　　1　实验

　　1.1　原料

　　本研究使用的污泥为上海某城市污水处理厂总污泥排出管处的污泥,污泥在75℃下干燥两天后用粉碎机粉碎为粒径小于2 mm颗粒。污泥的工业分析和元素分析如表1所示。采用0.2~0.5mm的石英砂作为床料。

　　1.2　实验装置

　　污泥流化床热解制油系统如图1所示。反应器由φ50×5的2520钢管制造,高度为2 000 mm。为防止热解蒸气在旋风除尘器凝结,在流化床反应器出口到冷凝器入口之间缠绕高温加热带,试验过程中保证管路和旋风除尘器的温度在300℃。试验采用 高纯氮气以保证反应的惰性气氛,由氮气瓶出来的高纯氮气经燃气表后分为两路,一路作为流化气经风室和布风板进入反应器,一路作为压料风和播料风经给料装置 后和污泥一起进入反应器。两路氮气和热解产生的蒸气经旋风分离器后进入盘管冷凝器,可凝结的液体产物进入收集瓶,氮气和不凝结气体经浮子流量计和燃气表后 排入大气。污泥由密封的料斗随同压料风和播料风进入反应器,热解残碳部分留在反应器中,随同热解产生的蒸气流出反应器的残碳在旋风分离器被分离。污泥热解 所需的热量由流化床反应器外布风板上的4组硅碳棒及布风板和风室处电阻丝电炉提供。

　　260℃;接口温度260℃;载气为高纯氮气;分流比1:10;进样量1μL。质谱条件:电离方式EI;电子轰击能量70 eV;离子阱温度200℃;质量扫描范围40-500 amu。