制浆造纸厂污泥热分解特性及其动力学、热力学分析
丁蕾
陈方军
任冠龙
熊勤钢
华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州 510640
摘要：热解技术在制浆造纸厂污泥的无害化、资源化、减量化处置方面具有很大的应用潜力.目前对制浆造纸厂污泥在热解过程的热解行为、热动力学特性和产品组成情况了解仍不全面.采用热重红外联用(TG-FTIR)、快速热解-气质联用(Py-GC/MS)技术,研究了制浆造纸厂污泥在不同加热速率下的热分解行为以及挥发性产物的释放特性,并采用多组分平行反应动力学模型、动力学补偿法以及主图法探究了有机物热解动力学.研究结果表明,制浆造纸污泥中的有机物质主要集中在温度范围为140℃至600 ℃之间进行热解,热解产物主要包括H2O、CH4、CO2、CO、NH3、酮、醛、羧酸、酚、芳烃、醚和醇类等物质.随着热解温度升高至600～900℃时,制浆造纸污泥中的CaCO3将会分解,产生大量CO2,同时CO2会与热解炭反应生成CO.研究采用的4组分的平行反应动力学模型可以较好地描述制浆造纸污泥中的有机物分解过程.4个假组分的平均表观活化能分别为 171.54、179.50、192.05、200.86 kJ/mol;指前因子分别为 1.74× 1011～8.34× 1016、1.47×1011～5.55×1013、1.40×1011～1.55×1012、1.67×1010～1.34×1013 s-1.不同组分之间遵循不同的反应机理模型,随着转化分数增加反应机理模型也会逐渐发生变化.
关键词：制浆造纸污泥热解动力学热力学热重红外
分类号：X705(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(22178123)国家自然科学基金(22311530109)华南理工大学国家级大学生创新创业训练计划资助项目(202310561107)
论文发表日期：2024-04-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 180-189 )
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