污泥微波熱解-發(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)能量效率研究.pdf

1、隨著城市污水處理量的增加和水處理程度的深化，污泥產(chǎn)量大幅提高，而環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，更加劇了污泥處置問(wèn)題的嚴(yán)峻性。與此同時(shí)，污泥作為一種生物質(zhì)能源，具有很高的利用價(jià)值。污泥微波熱解技術(shù)作為污泥處理處置的前沿技術(shù)，具有快速、高效節(jié)能、成本低、資源化利用率高優(yōu)點(diǎn)，是污泥資源化利用的發(fā)展方向。本文以污泥微波熱解-產(chǎn)物綜合利用為思路，從微波熱解的產(chǎn)能規(guī)律以及產(chǎn)物能量回收途徑和效果兩個(gè)方面展開(kāi)研究。
　　首先，本文通過(guò)間歇式污泥微波熱解實(shí)驗(yàn)

2、考察了熱解過(guò)程的產(chǎn)物分布、熱解氣成分以及能量需求。結(jié)果表明：隨著熱解終溫的提高，污泥的失重率和產(chǎn)氣量均提高，在較高的終溫下污泥失重率和揮發(fā)份去除率均超過(guò)90％，具有良好的減量化、穩(wěn)定化效果。通過(guò)計(jì)算不同溫度下的能量需求和產(chǎn)物能量，結(jié)果顯示在各相產(chǎn)物中，熱解氣的化學(xué)能最高。熱解終溫為800℃時(shí)能源回收率和制氣效率均為最高，從回收能源方面考慮宜作為污泥熱解的最佳條件。同時(shí)，本文對(duì)應(yīng)用于中小型污水處理廠的連續(xù)式微波熱解設(shè)備進(jìn)行了初步模擬，分析

3、了其能耗和運(yùn)行費(fèi)用。
　　相比傳統(tǒng)污泥處理方式，各種污泥熱解技術(shù)的能耗均較高。因此對(duì)熱解氣為主的產(chǎn)物進(jìn)行能量回收就顯得至關(guān)重要。由固體氧化物燃料電池(SOFC)和微型燃?xì)廨啓C(jī)(MGT)組成的發(fā)電系統(tǒng)具有燃料適應(yīng)性強(qiáng)、效率高、不受規(guī)模限制等優(yōu)勢(shì)，是小規(guī)模分散式生物質(zhì)氣利用的最佳方式。本研究建立了SOFC-MGT發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，模擬結(jié)果表明在設(shè)計(jì)工況下，使用熱解氣為燃料的系統(tǒng)發(fā)電效率達(dá)到55.9%，熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)效率高達(dá)74.