随着工业的进步和发展,工业固体废弃物的产量也在逐年增多,如何妥善处置这些固废是近年来亟待解决的问题之一。新兴的微波热解技术获得了许多研究者的青睐,其可以高效、快速地对工业固废进行无害化处置与资源化利用。但是微波热解技术还需一定的改善和放大,才能实现规模化应用。本文采用自主设计的螺杆移动床微波热解设备,以糠醛渣、印染污泥两种工业固体废弃物为原料进行微波热解实验,考察了不同温度、螺杆转速、催化剂对热解产物的影响,并且采用气相色谱(GC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)等检测方法重点分析了气相、液相产物的组成与结构,总结了微波热解过程印染污泥中氮的迁移转化规律。最后根据实验数据对两种物料的微波热解过程进行了质量衡算、能量衡算和电耗计算。结果表明:(1)印染污泥的冷凝液在650℃时达到最大产率,为12.86wt%。糠醛渣的冷凝液的产率在550℃达到最大,为21.49wt%。热解气的主要成分为CO2、CO、CH4和H2。印染污泥和糠醛渣的热解气产率均随着热解温度的升高而增加,两者在750℃下获得最高产率,分别为14.00wt%和40.73wt%。且H2含量也达到最大值,分别为33.77vol%和28.09vol%。(2)CaO催化剂的使用可以使两种物料的冷凝液和热解气的产率降低,同时热解气中CO2含量也大幅度降低,提高了 H2含量。在印染污泥中添加Fe使不可凝气体的产率比无催化剂时增加了 5.7wt%,而且优化了气体组成,H2含量增大。向糠醛渣中添加高岭土、碳酸钾可以降低冷凝液的产率,增加热解气的产率。尤其是添加碳酸钾可以促进二次热解,获得最低的冷凝液产率(8.14wt%)和最高的热解气产率(51.51wt%)。(3)印染污泥的热解油中包含芳香族化合物、含氧类化合物、脂肪族化合物和一些含有N、P、S原子的化合物等。热解油中芳香族化合物含量最高,其中大部分是含氮芳杂环化合物,如吡啶及其衍生物,含量约为30%-50%。温度对热解油成分的影响体现在低温时含氧化合物居多,高温时芳香族化合物含量占主体地位。而糠醛渣热解后得到的生物油中含有:(1)酚类化合物,如苯酚等;(2)呋喃类化合物,如2-呋喃甲醇等;(3)酯类化合物,如4-羰基戊酸甲酯等(4)酮类化合物,如1-(乙酰氧基)2-丙酮等。(4)HCN和NH3是热解过程中释放的两种典型的含氮气体,NH3主要来自低温段的无机盐与蛋白质类化合物的分解,最大产率为0.65%(650℃);而HCN主要来自高温段腈类化合物和杂环含氮化合物的二次裂解,最大产率为12.30%(850℃)。微波热解过程中印染污泥的氮回收率为72-91℃%,且污泥中至少有1/3的氮还保留在固体中。(5)能量衡算结果显示,糠醛渣的三相产品能量回收率要比印染污泥的高。在相同实验条件下(650 ℃,1rpm),糠醛渣气、液、固三相产品能量回收率分别为45.69%、0.95%、15.7%。而印染污泥的分别为17%、0.59%、7.64%。当实验条件为450-750℃,1-9rpm,印染污泥微波热解的耗电量处于0.64-5.26 kWh/kg干物料。而糠醛渣在450-750 ℃,1 rpm的操作条件下进行微波热解,其电耗范围处于1.26-5.13kWh/kg干物料。较高的螺杆转速和较低的温度可以减小微波热解过程的耗电量。