【印染污泥】关于印染污泥混燃特性

表3 实验污泥的综合燃烧特征指数

利用统计分析软件SPSS对这4个参数进行相关性分析，结果见表 4. 从表  4可以看出，C、S间有显著相关性(p<0.05)，因此，建议联合采用C、S这2个参数评价污泥综合燃烧性能，以便获得污泥焚烧性能的准确信息.

表4 4个燃烧特性参数的相关性

4 污泥燃烧动力学模型

每个试样的燃烧实验可以认为是一系列挥发分释放、燃烧的综合行为，它们的活化能符合以下动力学方程(陈镜泓和李传儒，1985):

da/dτ=kf(a)=kAe-E/RT f(a)(4) 式中，a为热解转化率(%);E活化能(J ˙  mol-1);A为频率因子(min-1);R为气体常数，8.314(J ˙ mol-1 ˙ K-1);T为反应温度;f(a)为与燃烧机理相关的函数.  经过整理得到：

式中，φ为升温速率(℃ ˙ min-1)，φ=dT/dt. 令c=ln[ARφE (1−2RTE )]  ，对于本实验中反应温区及大部分E值而言，c的值近似看做常数，令b=-ER ，X=1T ，Y=ln[−ln(1−a)T 2 ]  (n=1)，Y=ln[−1−(1−a) 1−n T 2 (1−n) ] (n≠1). 则有，Y=c+bX.  以不同的反应级数n带入试探求解，并进行线性拟合，数据的线性越好，则反应机理函数选择的越适合，再从直线的斜率求得活化能E.

假设试样由3部分物质(即挥发分1、挥发分2和固定碳)组成，从污泥及其混合物燃烧的宏观动力学角度，把失重过程的3个阶段与3个相互独立的、连续的、平行反应相对应，各部分物质在升温过程中单独进行反应(温俊明等，2004).  在实验数据的处理过程中发现，无论是单步反应还是多步反应，在每步反应中，DTG峰值两侧的反应机理一般不同.  本研究中将试样DTG曲线中燃烧速率较大的挥发分1、挥发分2及固定碳失重峰前后采用不同的燃烧机理模型来描述. 以YR污泥(升温速率是20 ℃ ˙  min-1)燃烧为例，分别在不同的反应机理下将峰前峰后的横、纵坐标数据代入，并进行线性拟合(n分别取0.5、1、1.5、2)，以可决系数R2为最大时来确定反应曲线方程和活化能E，其燃烧动力学方程图解和动力学参数图解见图  6.

图6 YR污泥第1挥发分析出峰前燃烧动力学方程参数图解

延伸阅读：

絮凝剂对污水处理系统中污泥DHA、EPS的处理方式

【基础知识】你知道污泥老化的原因吗?

污水处理行业关于活性污泥的培养与驯化分析