畜禽糞便熱解特性研究.pdf

1、近年來畜禽養(yǎng)殖業(yè)開始迅猛發(fā)展，畜禽糞便引起的環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重。目前，畜禽糞便的處理技術(shù)效率不高，并且容易造成二次污染，而采用熱解技術(shù)來對畜禽糞便進(jìn)行處理具有明顯的優(yōu)勢，不僅可以有效地降低環(huán)境負(fù)擔(dān)，還能使熱效率提高，同時得到生物油、固體炭以及熱解氣等有較高利用價值的產(chǎn)品。但是目前國內(nèi)關(guān)于畜禽糞便的熱解特性的研究還比較少。本文以豬糞、牛糞、雞糞三種畜禽糞便為研究對象，對它們的工業(yè)成分、元素成分和熱值等基本特性進(jìn)行了系統(tǒng)測定和分析，并進(jìn)行

2、了畜禽糞便的熱解特性分析和熱解動力學(xué)分析。主要得到以下結(jié)論:
　　1)豬糞、牛糞、雞糞三種畜禽糞便（干燥基）的工業(yè)成分幾乎相同，其中揮發(fā)分含量分別為68.18％、69.84％、69.53％，牛糞的揮發(fā)分最高，熱解會比豬糞和雞糞進(jìn)行得充分。三種畜禽糞便（干燥基）的各元素含量相差也不大，主要以C和O為主，H、N元素含量較低，S元素含量最低，豬糞、牛糞和雞糞的C和H元素含量之和分別為48.15％、50.14％、43.94％，牛糞的為最高

3、，因此牛糞熱解可能會比豬糞和雞糞產(chǎn)生更多的氣體燃料。對三種畜禽糞便（干燥基）熱值分析的結(jié)果表明，豬糞和牛糞的熱值相當(dāng)，高位熱值分別為16.93KJ/g和16.86KJ/g，低位熱值分別為15.35KJ/g和15.34KJ/g，均高于雞糞，因此豬糞和牛糞熱解所需的溫度可能低于雞糞。
　　2)對熱解TG和DTG曲線分析得出，升溫速率20℃/min下三種畜禽糞便中豬糞和牛糞揮發(fā)分釋放難易程度相當(dāng)，均較雞糞容易，牛糞的最大熱解速率最高，最

4、終殘留固體最少;隨著溫度升高，熱解產(chǎn)物的生成量增加，在200～400℃熱解產(chǎn)物的生成速率最快，熱解最劇烈;隨著升溫速率的增加，牛糞的起始降解溫度、最大熱解速率及所對應(yīng)的溫度均增加，揮發(fā)分更容易析出，但是最終固體殘留物也增多。
　　3)采用三種方法進(jìn)行了畜禽糞便的熱解動力學(xué)分析，其中FWO法得出了牛糞在不同轉(zhuǎn)化率下的熱解動力學(xué)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)牛糞的熱解活化能隨轉(zhuǎn)化率的逐漸增加而降低，轉(zhuǎn)化率為60％時，活化能最低，為157.86KJ/mol

5、，各轉(zhuǎn)化率下熱解活化能的平均值為170.60KJ/mol。通過Coats-Red fern積分法確定了三種畜禽糞便的動力學(xué)模型均為D6三維擴(kuò)散模型，機(jī)理函數(shù)f(a)=3/2（1-α）4/3[(1-α)-1/3-1]-1，求得豬糞的活化能E為87.8KJ/mol，頻率因子A為3.5×106min-1;牛糞在升溫速率為10℃/min、20℃/min、30℃/min時，活化能E分別為101.5KJ/mol、101.0KJ/mol、102.5K