钠盐对玉米秸秆热解气生成规律影响及反应动力学分析

东北地区主要的农业废弃物玉米秸秆焚烧严重,造成环境污染,其合理消纳是亟需解决的问题。基于此,该文利用微型流化床与过程质谱联用仪研究在床温分别为550、600、650、700及750 ℃添加Na2CO3和NaCl的玉米秸秆热解气相产物（CO、CO2、CH4、H2）的析出特性,并采用等温模型拟合法计算了单组分气体产物生成反应的动力学参数。结果表明：随着温度的升高,4种热解气体产物的释放强度均有所增大,其中CO的变化程度最大。同时,添加钠盐后,各种气体释放起始时间差逐渐减小,说明钠盐促进了热解反应的进行。其中,添加Na2CO3后热解产生的CO、CO2和CH4的速率明显变快,表明其对含炭气相组分的生成具有明显促进作用。而添加NaCl后H2的生成速率明显加快,说明NaCl对H2生成具有选择性催化作用。此外,秸秆热解中不同气相产物生成反应活化能的计算结果也证实了上述结论。该文通过热解制备可燃气的方式以期为玉米秸秆的处理提供参考。     

污泥与秸秆掺烧过程及污泥灰中重金属含量分析

焚烧是处理污泥的一种有效方式，但处理过程中会产生重金属等污染物，若对焚烧后的污泥灰进行填埋等处理会污染土壤，因此降低污泥灰中重金属含量是亟待解决的问题。基于此，在一台实验室规模的管式炉中，研究了350～650 ℃下污泥与玉米秸秆的掺烧反应。主要目的是探究不同温度及秸秆掺混比对燃烧灰中8种重金属（Zn、Mn、Pb、Sb、As、Ni、Cr、Cu）含量的影响。结果表明：在试验工况下，随着秸秆的添加，灰中重金属Zn、Pb、Sb含量减少，350 ℃纯秸秆与纯污泥的燃烧灰相比三种重金属的含量分别降低了93%、90%及82%；在温度350～550 ℃下，Mn、Cr在掺烧灰中的含量比污泥或秸秆单独燃烧时高，350 ℃混烧灰中这两种重金属的含量分别比纯秸秆灰高出了20%及37%。而Ni、Cu的含量却相反，450 ℃掺烧灰中这两种重金属含量分别比纯秸秆灰中含量低了30%及50%。随后，借助XRD等测试手段探究了灰中重金属含量变化的原因。结果表明：秸秆灰中含有较多的KCl，350 ℃时高达45.4%，其通过化学反应转化为HCl，而后与重金属发生反应形成氯化物，促进重金属Zn、Pb、Sb的挥发。而掺烧灰中未发现KCl，这表明掺烧有助于KCl的转化，促进了Cu、Ni的挥发；同时，研究表明秸秆掺烧也有助于硅酸盐的分解，生成大量SiO2，其含量在650 ℃掺烧灰中可高达76.4%，这有助于Mn、Cr在掺烧灰中的保留。最后，基于试验数据利用多种函数拟合以建立混烧灰中重金属含量与反应条件间的关系，结果表明二者遵循Poly2D函数规律，进而可预测不同燃烧条件下秸秆与污泥掺烧灰中重金属的含量，从而对混烧灰的填埋风险进行评价。该研究可为污泥资源化处理提供技术支撑。