城市污水污泥催化热解特性研究
城市污水污泥催化热解特性研究
作者：张立国， 刘蕾， 张秋云， 吴宏海
作者单位：张立国,刘蕾(东莞理工学院化学与环境工程学院,东莞523808)， 张秋云,吴宏海(华南师范大学化学与环境学院,广州510006)
引用本文格式：张立国.刘蕾.张秋云.吴宏海城市污水污泥催化热解特性研究[会议论文] 2012
中国城市垃圾典型组分热解特性及动力学研究
收稿日期:2007-11-16; 修订日期:2008-03-12 作者简介:张 楚(1984-),男,湖北荆州人,上海交通大学博士研究生1 专题综述 文章编号:1001-2060(2008)06-0561-06 中国城市垃圾典型组分热解特性及动力学研究 张 楚,于 娟,范 狄,章明川 (上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240) 摘 要:对城市生活垃圾中的8种典型组分进行了热重分析实验,提出热解指数来表征垃圾的热解特性,热解指数越高,垃圾越容易热解。结果表明,提高加热速率有助于增大热解指数;相同加热速率和粒度条件下,8种垃圾组分的热解能力依次为:废塑料、废纸张、废皮革、瓜皮类、化纤、落叶、植物类厨余和废橡胶,其中废塑料的热解指数远远大于其它7种组分。用积分法对热解实验数据进行处理,得出反应动力学参数及反应速率控制方程,从而得到相应工况和温度区间下的动力学模型。可以看出,垃圾组分不同,其反应机理可能不同,相对应的热解动力学模型也不同。关 键 词:垃圾;组分;热解;热重分析;动力学分析 中图分类号:TK6文献标识码:A 引 言 目前我国城市生活垃圾的年 产量达113亿t,往年累计堆存量达610亿t,占地约313万km 2。而实际垃圾处理能力远跟不上垃圾产生量的增长,全国有近2/3的城市形成了垃圾包围城市的严重局面。未能有效处理的垃圾在堆积、简易填埋等过程中产生了大量的酸碱有机物,并溶解出垃圾中的重金属,这不仅对大气、水、土壤和植物等人类赖以生存 的环境造成污染,而且还要侵占 大量的土地,这对于土地资源本来就十分贫乏的我国来说,是十分沉重的负担。 垃圾热解技术以其较高的能源利用率和较低的二次污染排放而被认为是垃圾焚烧技术的下一代垃圾热化学处理技术[1~3] 。热解法也称为裂解法,是把有机废弃物在无氧或贫氧条件下加热到600~900e ,用热能使化合物的化合键断裂,由大分子量的有机物转化成小分子量的可燃气体、液体燃料和焦炭的过程。这种技术与焚烧法相比温度较低,无明火燃烧过程,重金属等大都保持原状在残渣之中,可回收大量的热能,尤其是此种方式具有二口恶英产生的逆条件,较好地解决了垃圾焚烧技术的最大难题。 热重法是在程序控制温度下借助热天平获得物质的质量与温度关系的一种技术,通常在恒定的升温速率下进行,是研究化学动力学的重要手段之一,具有试样用量少、速度快,并具有能在温度测量范围内研究原料受热发生热反应的全过程等优点。热重法测定反应动力学的实验方法通常有等温法(也称静态法)和非等温法(也称动态法)[4]。在本文研究中,将采用非等温法对生活垃圾典型组分的热解特性及反应动力 学参数进行研究。 1 热重实验 本次研究选择了垃圾中的8种典型组分进行实验,分别为:废橡胶、废皮革、废塑料、废纸张、瓜皮类、化纤、植物类厨余和落叶,其中瓜皮类选用的是香蕉皮,植物类厨余选用的是莴苣叶,其工业分析值如表1所示。由于实验材料都属于软质材料,无法用机器破碎,因此全部采用手工切割制取。 表1 城市生活垃圾组分工业分析结果(%) 水分灰分挥发分固定碳 废橡胶015380281945213518117废皮革0177812018767151 10185 废塑料0100201138798139012196废纸张51435241666313261589瓜皮类671362187424160 51165 化纤 0145268116490177016115 植物类厨余941011103041821011413 落叶 910056154468175 15171 实验仪器为WRT 22P 型微量热天平,采用高纯N 2为载气,流量为160mL/min;加热速率为 10、20和30e /min;热解终温为600e 。试样重量一般控制在4~5mg 之间,粒度大小分别为015和110mm 。为了消除水分蒸 第23卷第6期2008年11月 热能动力工程 J OU RN AL OF E NGINEERIN G FOR T HERM AL EN ERG Y A ND PO WER Vol 123,No 16 Nov 1,2008
煤粉热解特性实验研究
第28卷第26期中国电机工程学报V ol.28 No.26 Sep.15, 2008 2008年9月15日 Proceedings of the CSEE ?2008 Chin.Soc.for Elec.Eng. 53 文章编号：0258-8013 (2008) 26-0053-06 中图分类号：TQ 530文献标识码：A 学科分类号：470?10 煤粉热解特性实验研究 魏砾宏1，李润东1，李爱民1，李延吉1，姜秀民2 (1．沈阳航空工业学院清洁能源与环境工程研究所，辽宁省沈阳市 110034； 2．上海交通大学机械与动力工程学院，上海市闵行区 200240) Thermogravimetric Analysis on the Pyrolysis Characteristics of Pulverized Coal WEI Li-hong1, LI Run-dong1, LI Ai-min1, LI Yan-ji1, JIANG Xiu-min2 (1. Institute of Clean energy and Environmental Engineering, Shenyang Institute of Aeronautical Engineering, Shenyang 110034, Liaoning Province China; 2. School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Minhang District, Shanghai 200240, China) ABSTRACT: The pyrolysis characteristics of different particle size Hegang(HG) and Zhungaer(ZGE) coal were investigated by non-isothermal thermogravimetry in high purity argon. The results show that there are four stages (dehydration, holding, rapid weight-loss and slow weight-loss) during the non-isothermal weight loss process of different granularity coal powders, the differential thermo- gravimetry(DTG) curve has two weight loss peaks when temperatures lower than 1400℃. There was no differences in the weight-loss characteristics of various samples at the temperature below 400℃. For the pyrolysis characteristics of HG coal with rising heating-up rate , the initial release temperature decreases, the maximum weight loss rate and pyrolysis index D increase. Therefore the heating-up rate increase is favorable to improving pyrolysis characteristics of pulverized coal. In addition, comparison between similar particle size HG and ZGF coal at 10℃/min heating rate shows that the pyrolytic characteristics of HG coal with high ash and similar volatile is better than ZGE coal. KEY WORDS: pulverized coal; pyrolysis characteristics; particle size; thermogravimetric analysis 摘要：利用热天平，以高纯氩气为气氛气体，研究了细化鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性。实验结果表明，不同粒度的细化和超细煤粉的热失重过程可以分为4个阶段，在1400℃之前热失重微分曲线有2个失重峰。室温~400℃，各样品的失重特性无明显区别。400~980℃，粒度对煤粉失重速率间存在较好规律性。升温速率对鹤岗细煤粉热解特性的影响表现在，随着升温速率的提高，挥发分的初析温度降低；热 基金项目：国家高技术研究发展计划基金项目(2002AA527051)；辽宁省教育厅A类计划项目(2004D079)。 The National High Technology Research and Development of China (863 Programme)(2002AA527051)．解最大失重速率增大，达到最大失重速率的温度升高，煤粉的热解特性指数D值增大，即升温速率的增加有利于细煤粉的热解。此外，在10℃/min加热条件下，对比了平均粒径基本相同的鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性，发现挥发分含量接近，而灰分含量较高的鹤岗煤的热解特性明显优于准噶尔煤。 关键词：煤粉；热解特性；颗粒粒度；热分析 0 引言 煤的热解作为煤燃烧过程中的一个重要的初始过程，对煤粉着火有极大的影响，也影响到燃烧的稳定性及后期的燃尽问题。由于煤本身具有复杂性、多样性和不均一性，因此影响煤热解的因素繁多，如煤阶[1]、矿物成分和含量[2]、粒径[3-4]、升温速率[5]、温度[6-7]、停留时间[5]、压力[8-9]、煤的显微组分[10]、气氛[11]等。超细煤粉燃烧技术是目前一种重要的有效控制NO x排放的燃烧技术(在电站煤粉锅炉燃烧方面，将超细化煤粉定义为20μm以下的煤粉[12])，美国2000年清洁煤技术项目中将超细煤粉再燃作为降低燃煤NO x排放的主要技术之一。本文采用非等温热重分析方法，研究了粒度、升温速率和煤种对细化和超细化煤粉的热解特性的影响，由微分热重曲线计算热解反应动力学参数。 1 实验部分 1.1 样品的选取和制备 实验采用鹤岗(HG)，准噶尔(ZGE)煤，经过碾磨，不进行筛分制成细化和超细化煤粉，原煤的煤质分析数据见表1。
生物质与煤共热解特性研究
生物质与煤共热解特性研究 摘要：选取一种典型生物质样品（棉秆），并将生物质样品与煤分别以1:9、3:7、5:5的质量比混合。采用热重分析法，在相同升温速率下，对各样品进行热解实验，探讨了生物质与煤热解特性的差异以及它们共热解时生物质对煤热解过程的影响。研究表明，生物质与煤的热解特性差异很大：生物质热解温度低，热解速度快，而煤相对热解速度慢，热解温度高；在生物质与煤混合热解时，总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征；随混煤中生物质比例的增加，热解温度降低，热解速度变快。 关键词：热重分析生物质煤热解共热解 随着人们越来越关注化石能源的使用对生态环境的不利影响，生物质能源的利用份额逐年上升[1]。但是，由于生物质分布分散、能量密度低、收集运输和预处理费用高、热值低、水分大、转化利用需要外热源等缺点[2]，使得单独利用生物质燃料的设备容量较小、投资费用较高、系统独立性差和效率低。为了使生物质在较短期内实现大规模有效利用，并具有商业竞争力，生物质与煤混合燃烧和转化技术在现阶段是一种低成本、大规模利用生物质能源的可选方案。 1 生物质能的转化 生物质的利用转化方式主要有直接燃烧、热化学转化和生物转化[3]。热化学转化是指高温下将生物质转化为其它形式能量的转化技术，包括气化(在气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下对生物质进行部分氧化而转化成气体燃料的过程)、热解(在没有气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下，单纯利用热使生物质中的有机物质等发生热分解从而脱除挥发性物质，常温下为液态或气态，并形成固态的半焦或焦炭的过程)和直接液化(在高温高压和催化剂作用下从生物质中提取液化石油等)；生物转化法是指生物质在微生物的发酵作用下产生沼气、酒精等能源产品。 固体生物质的热解及其进一步转化是开发利用生物质能的有效途径之一。在生物质热化学转化过程中，热解是一个重要的环节。生物质形态各异，组成多为木质素、纤维素等难降解有机物，与矿物燃料不同，因此生物质热解过程是一个复杂的过程，影响生物质热解的运行参数有终端温度、加热速率、压力和滞留时间等[4]。生物质的组成、结构等对热解也都有影响。研究生物质与煤共同作为燃料所具有的特性可为更广泛的利用生物质能提供参考依据。 2 试验 2.1 试验仪器及性能指标 采用美国Perkin-Elmer公司生产的热重－差热联用仪（TG/DTA），其性能指标如下：
干燥特性曲线实验报告
洞道干燥特性曲线测定实验 一、实验目的 1. 了解洞道干燥装置和流化床干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求干燥速率曲线、恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 二、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定而取得。 1. 干燥速率的定义 干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即： C G dX dW U Ad Ad ττ= =- kg/(m2s) (11－1) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m2s ）；A －干燥表面积，m2；W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ；Gc －绝干物料的质量，kg ；X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料 2. 干燥速率的测定方法 （1）将电子天平开启，待用。将快速水分测定仪开启，待用。 （2）将0.5~1kg 的湿物料（如取0.5~1kg 的黄豆放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。 （3）开启风机，调节风量至40～60m3/h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出10克左右的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量i G 和终了质量iC G 。则物料中瞬间含水率 iC iC i i G G G X -= 。 计算出每一时刻的瞬间含水率i X ，然后将i X 对干燥时间i τ作图，如图11－1，即为干燥曲线。
废旧塑料的热解-新
废旧塑料的热解 废塑料热解是将已清楚杂质的塑料置于无氧或者低氧的密封容器中加热，使其裂解为低分子化合物。其基本原理是将塑料制品中的高聚物进行彻底的大分子裂解，使其回到低分子量状态或单体态。按照大分子内键断裂位置的不同，可将热解分为解聚反应型、随机裂解型和中间型。解聚反应型塑料受热裂解时聚合物发生解离，生成单体，主要切断了单分子之间的化学键。这类塑料有α-甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等，它们几乎100％地裂解成单体。随机裂解型塑料受热时分子内化学键的断裂是随机的，产生一定数目的碳原子和氢原子结合的的分子化合物，这类塑料有聚乙烯、聚丙烯等。大多数塑料的裂解两者兼而有之，属于中间型，但在合适的温度、压力、催化剂条件下，能使其中某些特定数目链长的产物大大增加，从而获得有一定经济价值的产物，如汽油、柴油等。 裂解所要求的温度取决于塑料的种类及回收的目的产物，温度超过600℃，热解的主要产物是混合燃料气，如CH4、C2H4等轻烃。温度在400～600℃时，主要裂解产物为混合轻烃、石脑油、重油、煤油及蜡状固体，PE、PP的裂解产物主要是燃料气和燃料油，PS热解产物主要是苯乙烯单体。 热解反应主要表现为C-C键的断裂，同时伴有C-H键断裂，热效应为吸热过程。即外界必须提供大于C-C键能的能量，反应才能顺利进行。因此，早期的塑料热解方法均为简单的热裂解，即单纯通过加热，使废塑料发生裂解。但这种方法存在明显的缺陷，即能耗高、效率低、选择性不强。因此人们迅速开发出了催化裂解法，在热解阶段假如催化剂，不但可以降低反应所需的活化能、提高效率，而且可以提高产物的选择性，相对于高温热解有着明显的优势。由于催化剂的使用增加了成本，而且催化剂容易积炭失活，而且催化剂本身不易回收。之后人们又开发出了热裂解-催化改质工艺，使得催化热解工艺得到进一步的完善。综上所述，废塑料热解主要包括热裂解法、催化热裂解法、热裂解-催化改质法，其中又有不同的工艺形式，如图1-1所示。 一、废塑料热裂解的分类 1热裂解 热裂解法是最简单的塑料裂解方法，它通过提供热能，克服塑料聚合物裂解所需的活化能，并产生以下三种反应：（1）聚合物通过解聚生成单体；（2）聚合物分子链无规则断裂，产生低分子化
污泥的定义与几种分类方式
污泥的定义与几种分类方式 污泥的特性 目前常用的给水和废水处理方法有物理法、化学法、物理化学法和生物法。|污泥干燥机|无论哪种方法都或多或少会首开沉淀物、颗粒物和漂浮物等，所产生的物质统称为污泥。污泥是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒和胶体等组成的非均质体。它很难通过沉降进行彻底的固液分离。|污泥干燥机|由于污泥的来源及水处理方法不同，产生的污泥性质也有所不同。污泥的性质主要取决于被处理废水的成分、性质及处理工艺。虽然污泥体积比处理废水体积小得多，但污泥处理设施的投资却占到总投资的30%～40%，甚至超过50%.因此从污染物无害化处理的角度来看，污泥处理|污泥烘干机|占有十分重要的地位。 污泥的分类与形式 污泥的种类很多，分类也比较复杂，目前一般可按以下方法分类。 1、按来源分 大致可分为给水污泥、生活污水污泥和工业废水污泥三类。 生活污水还可按处理方法进一步分类。工业废水污泥可以按其来源分类： 食品加工、印染工业废水等污泥：挥发性物质、蛋白质、病原体、植物和动物废物、动物脂肪、金属氢氧化铝、其他碳氢化合物； 金属加工、无机化工、染料等废水污泥：金属氢氧化物、挥发性物质、动物脂肪和少量其他有机物 钢铁加工工业废水污泥：氧化铁（大部分）、矿物油油脂;|污泥干燥机| 钢铁工业等废水污泥：疏水性物质（大部分）、亲水性金属氢氧化物、挥发性物质 造纸工业废水污泥：纤维、亲水性金属氢氧化物、生物处理构筑物中的挥发性物质。 2、按污泥成分及性质分 以有机物为主要成分的污泥可称为有机污泥，|污泥烘干机|其主要特性是有机物含量高，容易腐化发臭，颗粒较细，密度较小，含水率高且不易脱水，呈胶状结构的亲水性物质，便于用管道输送。 生活污水处理产生的混合污泥和工业废水产生的生物处理污泥是典型的有机污泥，|污泥干燥机|其特性是有机物含量高（60%～80%），颗粒细（0.02～0.2mm），密度小（1002～1006kg/m3),呈胶体结构，是一种亲水性污泥，容易管道送，但脱水性能差。 以无机物为主要成分的污泥常称为无机污泥或沉渣，沉渣的特性是颗粒较粗，密度较大，含水率较低且易于脱水，|污泥烘干机|但流动性较差，不易用管道输送。给水处理沉砂池以及某些工业废水物理、化学处理过程中的沉淀物均属沉渣，无机污泥一般是疏水性污泥。 3、按污泥从污水中分离的过程分 1>初沉污泥。指污水一级处理过程中产生的沉淀物，|污泥干燥机|其性质随污水的成分，特别是混入的工业废水性质而发生变化。 2>活性污泥。指活性污泥处理工艺二次沉淀池产生的沉淀物，扣除回流到曝气池的那部分后，剩余的部分称为剩余活性污泥。 3>腐殖污泥。指生物膜法（如生物滤池、生物转盘、部分生物接触氧化池等）污水处理工艺中二次沉淀池产生的沉淀物。 4>化学污泥。指化学强化一级处理（或三级处理）后产生的污泥。
(完整版)花生壳生物质热解特性研究毕业设计
毕业论文 学院：材料科学与工程学院 专业年级：08级高分子二班 题目：花生壳生物质热解特征研究 指导教师：杨素文博士 评阅教师： 2012年5月
摘要 生物质能是重要的可再生资源之一，而热解是未来最有前景的生物质利用方式之一。通过对生物质的热解动力学研究，可以获得热解反应动力学参数，对于判断热解反应机理和影响因素以及优化反应条件具有重要意义。利用热分析仪，在氮气气氛下，采用不同升温速率对花生壳热解行为进行了研究。通过热重分析实验了解生物质受热过程中的基本变化规律及其影响因素，结果表明，随升温速率的增大，达到最高热解速率时所对应的温度也越高，且升温速率越高热解越快，达到相同热解程度所需的时间越短。通过热重曲线研究花生壳的热解动力学，求出动力学参数。 关键词：生物质, 热解、热重分析，动力学 ABSTRACT Biomass energy is one of most important renewable energies. Paralysis is one of most promising methods of biomass utilization in the future. Study on biomass paralysis kinetics which can obtain paralysis kinetic parameters is of great important significance toward judging paralysis mechanism and influence factors and optimizing reaction
干燥特性曲线实验.
一、实验课程名称：化工原理 二、实验项目名称：干燥特性曲线测定实验 三、实验目的和要求： 1. 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 四、实验内容和原理实验内容：测定时间与物料质量的变化关系，计算含水量、干燥速度，绘制干燥曲线与干燥速率曲线。 实验原理：在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中的被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定。 按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。 1. 干燥速率的定义 干燥速率的定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分 GdX质量。即－ 2. 干燥速率的测定方法 将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量G，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分X。再将物料烘干后称重得到绝干物料重Gc，则物料中瞬间含水率X为 *
医疗废物典型组分的热解特性研究
硕士学位论文 论文题目 医疗废物典型组分的热解特性研究 作者姓名苏鹏宇 指导教师岑可法教授 马增益副教授 学科(专业) 工程热物理 所在学院机械与能源工程学院 提交日期 2005年1月
Study on Pyrolysis Characteristics of Typical Components in Medical Waste Candidate: Su Pengyu Supervisor: Professor Cen Kefa Associate Professor Ma Zengyi Thermal Physics Engineering Clean Energy and Environmental Engineering Key Laboratory of Ministry of Education Institute of Thermal Power Engineering Zhejiang University, Hangzhou, China Jan.2005
学号 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解浙江大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月日签字日期：年月日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：电话： 通讯地址：邮编：
稻谷自然干燥特性与品质的研究
谷物化学与品质分析 稻谷自然干燥特性与品质的研究 刘建伟 徐润琪 包清彬 (四川工业学院包装与食品工程系,成都 610039) 摘要 研究了不同自然干燥条件下的稻谷干燥特性及其对稻谷干燥品质,特别是对稻谷爆腰发生的影响。结果表明:采用控制干燥速度和避免过度干燥的室外阴干的方法,可以有效地降低稻谷爆腰率,提高稻谷干燥品质。 关键词 稻谷 自然干燥 干燥特性 干燥品质 爆腰率 稻谷干燥是稻谷收获后在产地进行的加工过程,其目的是为了防止稻谷霉烂变质、提高稻谷的储藏性和加工性。稻谷干燥就是利用自然的(太阳能)或人工的加热方法,使稻谷水分蒸发除去的一个过程。自然干燥方法,由于不受场地限制、不需要设备投资和能源消耗,至今仍被包括我国在内的大多数发展中国家广泛采用。但是,自然干燥方法受人为因素和自然条件的影响较大,干燥品质难以保证。随着社会经济的进步,我国也会向先进国家广泛采用的人工(机械)干燥方向发展。但从环境保护、节省能源及绿色食品考虑,利用太阳能进行农产品干燥的应用研究同样受到重视并取得一定成果。【1】 表1 1998年稻谷试样及干燥实验结果 试样编号品种(产地)采集时间干燥条件 环境空气 温度(℃)湿度(%)干燥时间 (h) 干燥速度 (%/h) 含水率(%wb) 初始干燥终储藏终 爆腰率 (%) 398B1桂朝2号(红光)9月5日室内阴干26.566.027.615.6 2.0 398B1A桂朝2号(红光)9月5日室外晒干31.750.78.0 3.4627.613.183.2 398B1B桂朝2号(红光)9月5日室外晒干31.750.717.00.8527.613.228.0 398B1C桂朝2号(红光)9月5日室外晒干31.750.717.00.9127.613.220.4 398B1D桂朝2号(红光)9月5日室外阴干31.750.725.00.5427.613.88.4 398B2桂朝2号(红光)9月5日室外阴干31.750.711.5 1.2427.614.115.09.2 398B3桂朝2号(红光)9月5日室外晒干31.750.78.5 2.8627.611.514.136.5 98B4冈优22(红光)9月7日室内阴干26.566.024.615.910.6 98B4A冈优22(红光)9月7日室外晒干33.046.5 6.0 2.1224.613.031.6 98B4B冈优22(红光)9月7日室外阴干33.046.58.0 1.3324.613.618.0 98B4C冈优22(红光)9月7日室外阴干33.046.511.0 1.0624.613.618.0 98B4D冈优22(红光)9月7日室外阴干33.046.517.00.6224.614.111.6 98B4E冈优22(红光)9月7日室外阴干33.046.518.00.5924.614.210.8 98B5冈优22(红光)9月7日室外阴干33.046.511.50.6924.615.115.712.8 98B6冈优22(红光)9月7日室外晒干33.046.58.5 1.3324.613.314.526.0 98B7汕优149(银丰)9月10日室外晒干15.846.7 98B82优838(银丰)9月10日室外晒干15.67.6 398B9小香谷(郫筒)9月11日室外晒干15.639.2 注:3为常规稻谷,其余为杂交稻谷。
干燥特性曲线实验报告
洞道干燥特性曲线测定实验 一、实验目的 1. 了解洞道干燥装置和流化床干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求干燥速率曲线、恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 二、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定而取得。 1. 干燥速率的定义 干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即： C G dX dW U Ad Ad ττ==- kg/(m2s) (11－1) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m2s ）；A －干燥表面积，m2；W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ；Gc －绝干物料的质量，kg ；X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料 2. 干燥速率的测定方法 （1）将电子天平开启，待用。将快速水分测定仪开启，待用。 （2）将0.5~1kg 的湿物料（如取0.5~1kg 的黄豆放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。 （3）开启风机，调节风量至40～60m3/h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出10克左右的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量i G 和终了质量 iC G 。则物料中瞬间含水率 iC iC i i G G G X -= 。
干燥特性曲线测定实验
浙江科技学院 实验报告 课程名称：化工原理 实验名称：干燥特性曲线测定实验学院：生物与化学工程学院专业班：化工111 姓名：王建福 学号：5110420016 同组人员：杨眯眯张涛 实验时间: 2013 年11 月28 日指导教师：诸爱士
一、 实验课程名称：化工原理 二、实验项目名称：干燥特性曲线测定实验 三、实验目的和要求： 1. 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 四、实验内容和原理 实验内容：测定时间与物料质量的变化关系，计算含水量、干燥速度，绘制干燥曲线与干燥速率曲线。 实验原理：在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中的被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定。 按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。 1. 干燥速率的定义 干燥速率的定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量。即 C G dX dW U Ad Ad ττ= =- (1) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m 2 s ）；A －干燥表面积，m 2； W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ； Gc －绝干物料的质量，kg ； X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料，负号表示X 随干燥时间的增加而减少。 2. 干燥速率的测定方法 将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量G ，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留 在物料中的水分就是平衡水分X * 。再将物料烘干后称重得到绝干物料重Gc ，则物料中瞬间含水率X 为 G Gc X Gc -= （2） 计算出每一时刻的瞬间含水率X ，然后将X 对干燥时间τ作图，如图1，即为干燥曲线。 图1恒定干燥条件下的干燥曲线
污泥烘干机的主要特点及工艺流程
污泥烘干机的主要特点及工艺流程 污泥烘干机是针对污泥这一类具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等特点的物料，专门研发设计的污泥专用干燥设备，在烘干机简体内部结构上做了特殊设计，不仅提高了热效率，而且有效避免了污泥在干燥机内的沾粘和过分干燥现象。 污泥烘干机的主要特点: (1)热容量系数大，热效率高。通过破碎搅拌装置和圆筒回转的复合效果，使总传热系数提高至普通回转干燥机的2～3倍。破碎搅拌装置破碎物料，物料和热风的接触面积增大，同时亦防止了热风的短路，使热风的热量得到充分利用。 (2)产品粒径均一。由于城市污水厂的污泥在脱水的过程中投加了絮凝剂，使污泥粘性增大，在烘干过程中容易结块，既影响了烘干的效果，又增加了利用的难度（需上一套泥块破碎设备）。在本干燥设备中，通过搅拌破碎装置和筒内的窑式活动板作用，使泥块结硬之前就被破碎，最终的出料为粒径均一的颗粒（约2mm左右），使污泥的后续处理或利用工序更加简便。 (3)运转、操作容易。该设备配备了自动控制系统，沼气燃烧器具有大、小火头燃烧方式。烘干转筒末端设有温度传感器，通过温度传感器控制燃烧器火头的大小转换，从而控制烘干滚筒内部的湿度，防止温度过高造成污泥的焦化。转筒的转速可通过控制柜进行调节。(4)环保、节能。采用污泥消化处理中产生的沼气为加热能源，大大降低了污泥干燥的成本，为沼气的综合利用又开创了一个新的应用领地。 (5) 独特的破拱、振打装置，有效地解决了物料同机体、扬料装置相互粘结及烘干过程中物料结块、运动受阻的问题。 新型污泥烘干机特点：1、高效节能污泥烘干机，污泥烘干机采用新型传动装置，相比一般污泥烘干机，节约用煤量近20%，为客户节约成本，就是为我们的客户创造价值。 2、绿色环保污泥烘干机，污泥烘干机采用多级净化除尘设备，达到和高于国家要求的环保标准，降低设备对于环境的污染。 污泥烘干机工艺流程如下图：
废塑料热解机理及低温热解研究_李向辉
再 生资源与循环经济 而且可以将废塑料还原成燃料和化学品，从而有效地回收废物资源。但是废塑料热解反应通常需要很高的温度，使得热解法回收废塑料过程变得复杂。分析比较了热解回收废塑料相对于其他方法的优势，并系统地阐述了塑料热降解的机理。 在综合国内外研究的基础上提出两种低温热解废塑料的方法：加催化热解和共热解。并利用塑料降解的自由基理论，分析了催化热解和共热解法降低塑料降解温度的机理。 关键词：废塑料；热解机理；催化热解；共热解中图分类号：X783.2 文献标志码：A 文章编号：1674-0912（2011）06-0037-05 作者简介：李向辉（1979-），男，河南洛阳人，工程师，学士，研究方向：废水治理与固废资源化。 塑料因具有许多优越的品质（如轻质、廉价、不生锈、耐腐蚀、可重复利用等）而在世界范围内得到了广泛应用。调查表明，1950年以来，塑料消耗量几乎以每年10%的速度在递增。随着我国经济的快速发展，塑料的人均消费量大幅度增长。目前我国已经成为世界第一大塑料消费国，塑料消费总量超过6000万t ，约占世界消费总量的1/4。世界各地的塑料平均消费量比较见图1。 塑料的日益广泛应用给人们生活带来极大方便的同时，也造成了大量的白色污染。塑料垃圾质轻且体积庞大，被丢弃后不易分解，造成土地板结，妨碍作物呼吸和吸收养分；在紫外线作用和燃烧时，排放出CO 、氯乙烯单体、HCl 、甲烷、NOx 、SO 2、烃类、芳烃、碱性及含油污泥、粉尘等污染水体和空气，含氯塑料焚烧释放二 恶英等有害物质[1]。 废塑料的处理显得越来越迫切和必要。回收利用是解决废塑料问题的最根本途径，其中利用化学热解法可以将废塑料转化为燃料和化学品。热解是指在无氧或缺氧的条件下进行的不可逆热化学反应,有机固体废弃物的热解最终可生成可燃气、热解焦油和焦炭。研究表明，废塑料通过加热裂解作用可以生成大量的高热值的液化油产物及气体产物[2]。由于塑料的耐热性能，塑料热解通常需要很高的温度（400℃）。有时为了获得高产量的化学原料，热解温度将高达700~900℃[3]。目前，国内外有关塑料热解的研究有很多，而有关低温热解法回收废塑料却鲜有报道。塑料热解过程大多在高温条件下进行，苛刻的反应条件是这项技术不能广泛应用的一个重要原因，因此探究低温条件下热解回收废塑料的方法及其机理具有十分重要的意义。文中系统地分析了塑料热降解过程中的反应机理，并在此基础上研究了低温热解废塑料的方法及其机理，旨在为低温条件下热解回收废塑料提供理论依据。 1目前我国常用的塑料处理方法比较 废塑料处理的主要方法包括填埋法、机械回收和热化学回收法。其中热化学回收又分为回收热能和回收燃料物质。目前我国常用的塑料处理方法如图2所示。 世界亚洲非洲西欧东欧美国日本中国印度 1980年 2000年 2010年 160140120100806040200 塑料的平均消费量k g /a 图1世界各地的塑料平均消费量比较
污泥干化去除水分蒸发和扩散过程及干燥工艺
污泥干化（干燥） 污泥无论来自工业还是市政，其处理的一个可行目标就是使所有来自工业中的污染物作为原料返回到工艺中去。所有的污染物事实上都是中间过程流失的原料，造成流失的媒介大多数情况下是水，去除水，将使得大量的潜在污染物可以重新得到利用。 污泥所含的污染物一般均有很高的热值，但是由于大量水分的存在，使得这部分热值无法得到利用。如果焚烧高含水率的污泥，不但得不到热值，还需要大量补充燃料才能完成燃烧。 如果将污泥的含水率降到一定程度，燃烧就是可能的，而且，燃烧所得到的热量可以满足部分甚至全部进行干化的需要。同样的道理，无论制造建材还是其他利用，减少含水率是关键。因此，可以说污泥干化或半干化事实上是污泥资源化利用的第一步。 1.污泥干化概述干燥是为了去除水分，水分的去除要经历两个主要过程：1）蒸 发过程： 物料表面的水分汽化，由于物料表面的水蒸气压低于介质（气体）中的水蒸气分压，水分从物料表面移入介质。 2）扩散过程：是与汽化密切相关的传质过程。当物料表面水分被蒸发掉，形成物料表面的湿度低于物料内部湿度，此时，需要热量的推动力将水分从内部转移到表面。 上述两个过程的持续、交替进行，基本上反映了干燥的机理。干燥是由表面水汽化和内部水扩散这两个相辅相成、并行不悖的过程来完成的，一般来说，水分的扩散速度随着污泥颗粒的干燥度增加而不断降低，而表面水分的汽化速度则随着干燥度增加而增加。由于扩散速度主要是热能推动的，对于热对流系统来说，干燥器一般均采用并流工艺，多数工艺的热能供给是逐步下降的，这样就造成在后半段高干度产品干燥时速度的减低。对热传导系统来说，当污泥的表面含湿量降低后，其换热效率急速下降，因此必须有更大的换热表面积才能完成最后一段水分的蒸发。 污泥干燥中所谓的干化和半干化的区别在于干燥产品最终的含水率不同，这一提法是相对的。“全干化”指较高含固率的类型，如含固率85%以上；而半干化则主要指含固率在50-65%之间的类型。
污泥干燥技术
世界上最早将热干燥技术用于污泥处理的是英国的Bradford公司。1910年，该公司首次开发了转窑式污泥干化机并将其应用于污泥干化实践，进入80年代末期，污泥干化技术逐渐为人们所重视，污泥干燥技术的应用和推广，促进了污泥处理处置手段的改变，这种改变主要体现在：污泥填埋处置前，要将污泥进行干燥处理；污泥焚烧处置比例得到了较大提高；干污泥产品作为土地回用的肥源出售，产业规模不断扩大等。如今，污泥干化处理也得到了越来越多包括发展中国家环境工程界的重视。 在我国，随着国家经济实力的增强，国民环保意识的提高，城市污水处理行业得到迅速发展，城市污泥的产量与日俱增，污泥的处置和开发利用问题日益为人们所关注。污泥的干化处理，使污泥农用、作为燃料使用、焚烧乃至为减少填埋场地等处理方法成为可能。污泥干燥技术的完善与革新，直接推动了污泥处置手段的发展，拓展了污泥处置手段的选择范围，使之在安全性、可靠性、可持续性等方面得到越来越可靠的保证。 随着国内污泥处理市场的启动，各种污泥干燥设备应运而生，但污泥的干化处理需要消耗大量的热源，提高了污泥的处置成本。各种污泥干燥设备特性如何，处理规模与污泥干燥设备选型的关系，如何得到一套技术成熟、投资与操作费用最佳组合的干燥系统，是本文要探讨的关键点。 1、带有内破碎装置的回转圆筒干燥机 该烘干机采用直接干燥技术，将烟道气与污泥直接进行接触混合，使污泥中的水分得以蒸发并最终得到干污泥产品。 该机的主体部分为：与水平线略呈倾斜的旋转圆筒，烘干方式采用顺流式烘干。物料经供料装置从回转式转筒的上端送入，在转筒内抄板的翻动下（5～8r／min）与同一端进入的流速为1.2～1.3m／s、温度为700℃的热气流接触混合，滚筒中部设旋转的破碎搅拌翼，能使进入烘干机内的物料迅速被打碎，特别是有一定粘性的大块物料，可碎成小块，以便和热风充分接触，提高干燥效率，小块物料进一步碎成粒状，经20～60min的处理，干污泥经出料口输送出来。最终得到含水率低于14％的干污泥产品。 1.1 设备特点 通过破碎搅拌装置和圆筒回转的复合效果，使总传热系数提高至普通回转干燥机的2～3倍，可达300～500Kcal／m3·n·℃。破碎搅拌装置破碎物料，物料和热风的接触面积增大，同时亦防止了热风的短路，使热风的热量得到充分利用。由于城市污水厂的污泥在脱水的过程中投加了絮凝剂，使污泥粘性增大，在烘干过程中容易结块，既影响了烘干的效果，又增加了利用的难度（需上一套泥块破碎设备）。在本干燥设备中，通过搅拌破碎装置和筒内的窑式活动板作用，使泥块结硬之前就被破碎，最终的出料为粉粒状产品，使污泥的后续处理或利用工序更加简便。 1.2 该设备缺点 污泥刚进入干燥机时，含湿量很大，一般在80%左右，此时应是蒸发量最大，干燥效率最高点。但由于此时无法破碎，污泥与热空气弥散接触度很低，蒸发效率很低。待破碎机发挥作用时，物料水分一般在40%以下，这时物料已运行到回转圆筒的半程以上，导致有效空间不能充分发挥作用。对于出机水分要求较高的场合（如50%），干燥效率就更低，一般都会过干而造成浪费。与污泥进行过热交换的废气，一般在100度左右排入大气，浪费了大量热源，增大了操作成本，还导致了大气的污染。