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本课题以城市污水污泥为主要原料,掺入一定量的煤和稻草,通过冷压成型制成污泥成型燃料。本课题从研究污泥成型燃料所用原料的基本特性着手,通过成型试验,研究燃料的成型工艺参数,通过小试样热分析试验,分析成型燃料的燃烧机理,研究其热解与燃烧动力学特性和基本燃烧特性参数,通过大试样模拟实际燃烧过程试验,分析污泥成型燃料在燃烧设备中的实际燃烧特性,探索污泥成型燃料的合理燃烧工艺。通过研究,为污泥成型燃料的制备和燃用提供有价值的基础数据,为城市污水污泥的处理和利用提供一种新的途经。污泥的发热量很低、灰分量很高,直接燃烧利用非常困难。在污泥中加入适量的煤和稻草后所制备的污泥成型燃料,其燃料性能与锅炉中常用的褐煤和一类烟煤相当,可以替代褐煤和一类烟煤作为工业锅炉的燃料,燃用褐煤和一类烟煤的锅炉设备原则上无需进行结构改造就可以直接燃用污泥成型燃料。采用原料配比为N50M45C5(即污泥占50%、煤占45%、稻草占5%)、成型压力为100kN、含水率为12.5%时所制作的污泥成型燃料,其松弛密度、抗压强度和落下强度指标最佳。配比为N50M45C5、成型压力为50kN所制作的污泥成型燃料,在燃烧温度控制在900～1000℃、过量空气系数控制在1.3～1.7时燃烧速率最快。因此,从提高燃烧速率角度考虑,在燃料成型时,在保证成型燃料具有必要物理性能的前提下,应重点考虑如何降低成型压力,而在成型燃料燃烧时,则应重点控制好过量空气系数。污泥成型燃料的灰熔点约在1250℃左右,其灰分在易溶性和难溶性之间,所以在锅炉中燃烧时需考虑受热面结渣问题,燃烧时炉膛出口的烟气温度要控制在1150℃以下。原料与成型燃料的热解和燃烧动力学特性试验在热分析仪上进行,通过热重曲线获得试样的着火温度、可燃性参数和燃烧特性参数,对污泥成型燃料的燃烧特性进行全面评价。不同配比的污泥燃料的着火温度在230℃～245℃之间,均低于污泥单独燃烧时的着火温度,且挥发分含量越高,着火温度越低,越容易着火和燃尽。所有试样中,N50M45C5试样在20℃/min升温速率下的燃烧可燃性能和燃烧性能最佳。燃料燃烧动力学试验采用不同的反应级数的机理函数进行描述,污泥成型燃料的燃烧过程第一阶段符合2级反应,第二阶段符合0.5级反应。