不同金属氧化物的催化含油污泥热解研究

为了提高含油污泥热解效果，国内外学者对热解过程的影响因素如反应终温、升温速率、催化剂等进行大量研究。有学者提出金属氧化物会对含油污泥的热解过程有催化效果，具体研究如下。

使用TG研究了几类成本较低的无害添加剂对在升温速率为5.2°C/min，温度区间为105-476°C内的条件下含油污泥热解过程存在催化作用，所用的添加剂可分为三类即含铝添加剂（Al、Al2O3、AlCl3）、含铁添加剂（Fe、Fe2O3、FeSO4·nH2O、FeCl3），实验结果表明在添加剂中Al2O3和Fe2O3能大大提高裂解反应速率，减少固体残留量，提高液相产品产率。

使用高炉渣热量从城市污泥中生产可燃气体的可能性，通过TG分析城市污泥在600-900°C的温度区间内使用不同气化剂（air，N2与H2O）以及高炉渣的添加等不同条件下对污泥气体产物的影响，结果表明高炉渣的添加使H2、CO、CH4明显增加，证明高炉渣中的金属氧化物对污泥气化过程存在一定的催化效果。

利用热重分析仪研究了金属氧化物Al2O3，CaO，Fe2O3，TiO2以及ZnO对污泥热解过程的影响，分别检测了原料污泥，脱矿处理后的污泥，以及添加特定金属氧化物的脱矿污泥的热解行为，实验结果表明Fe2O3和ZnO的存在对污泥有机物分解有一定的抑制作用，而Al2O3，CaO和TiO2促进了污泥在整个热解阶段有机物的分解，所有的金属氧化物均对初段热解有促进作用。

利用TGA技术研究了赤泥对市政污泥热解过程展开研究，结果表明赤泥能提高污泥热解失重率，使污泥中的有机物裂解反应程度更加彻底，同时赤泥中的Fe2O3能进一步改善污泥热解条件，降低污泥热解终温，缩短了反应时间。赤泥的添加催化了污泥热解进程，通过动力学计算可知赤泥加入后污泥热解的反应活化能有明显下降。

将粒化高炉渣工艺中产生的大量热量用于污泥热解，在自行设计的高炉渣热量回收系统中通过高炉渣直接与城市污泥接触使污泥发生热解反应产生富氢气体，主要研究了炉渣温度、炉渣污泥比率，粒度等影响因素。实验结果表明，高炉渣温度对热解产物分布有显著影响，高炉渣通过催化焦油降解以及CO2与CnHm重整反应，大幅度提高H2与CO的含量，高炉渣的粒度较小有利于污泥热解过程中轻质气体的析出，生成更少的焦炭及矿物油。