[發明專利]一種利用脫水Fenton污泥與生物質快速共熱解制備富氫燃氣的方法

在審

• 申請號: 202110142356.9
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112961693A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 潘志彥;葉智恒;胡沔;鄭昕;酈林軍;趙天俊;李連朋;葉婧柔
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/10;C10J3/02;C10J3/20;B09B3/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發明公開了一種利用脫水Fenton污泥與生物質快速共熱解制備富氫燃氣的方法，將脫水Fenton污泥粉末與生物質廢棄物粉末混合，制成熱解前體原料；隨后取適量的熱解前體原料，在600~800℃、Ar氣氛保護下熱解，氣相產物通過氣體收集裝置進行收集。本發明基于脫水Fenton污泥含鐵、鈣元素的特性，將脫水Fenton污泥充當生物質熱解催化劑。脫水Fenton污泥可以顯著提升生物質熱解氣體產物中氫氣的含量，尤其是在800℃的熱解溫度下，可燃性氣體中氫氣體積百分數得到了明顯提高。本發明利用脫水Fenton污泥與生物質共熱解制備富氫燃氣，是一項“變廢為寶”、“以廢治廢”的良好舉措，為廢物的妥當處理以及氫能源的獲取提供了一條有效途徑。

技術領域

本發明涉及一種利用脫水Fenton污泥與生物質快速共熱解制備富氫燃氣的方法。

背景技術

Fenton氧化技術是目前市場上應用范圍最廣，使用頻率最高的高級氧化技術，其具有強氧化性，無選擇性，設備簡單，操作簡便等特點。Fenton氧化技術主要通過Fe²⁺與H₂O₂反應生成強氧化性的羥基自由基(OH)來實現難降解污染物的氧化降解，而在氧化過程結束之后需要通過投加堿的方式去除水中的鐵離子，使剩余鐵離子以沉淀形式析出，并中和廢水的pH值。Fenton污泥，即在Fenton氧化工藝后續的絮凝過程中產生的化學污泥，其中的無機物主要由Fe(OH)₃組成。此外，由于廉價的氫氧化鈣(Ca(OH)₂)或氧化鈣(CaO)通常用作中和、絮凝的堿性添加劑，因此Fenton污泥中通常含有一定量的鈣元素。

利用Fenton氧化技術每處理1噸廢水大約會產生5kg含水率為60％的Fenton污泥，Fenton污泥包含各種頑固的有機污染物，重金屬和沉積物雜質，使其具有危險特性。一般處置方式是通過板框壓濾機進行濃縮脫水后，再進行掩埋和焚燒，這會對環境造成嚴重的二次污染，并且處置成本較高，約為廢水處理總運營成本的35～50％。熱解作為安全處理污水污泥的最有前途的熱化學方法之一，由于其具有能量回收，養分循環利用，重金屬固化和生產高質量生物炭等優點，與填埋和焚燒等直接處理方式相比具有許多優勢。

因此基于上述背景技術內容，找到一種對環境友好、經濟綠色可持續的Fenton污泥處置方法，是目前全世界急需解決的問題。

發明內容

綜上，針對現有技術中存在的“脫水Fenton污泥產量大、不妥善處理易產生二次污染、處理成本高”等問題，本發明的目的在于提供一種利用脫水Fenton污泥與生物質快速共熱解制備富氫燃氣的方法，本發明的方法中通過脫水Fenton污泥充當生物質熱解催化劑，實現生物質高效催化裂解制取富氫燃氣。

所述的一種利用脫水Fenton污泥與生物質快速共熱解制備富氫燃氣的方法，其特征在于包括以下步驟：

1)對Fenton污泥進行脫水處理，所得脫水Fenton污泥經磨碎后過100目篩，制成脫水Fenton污泥粉末；將生物質廢棄物烘干后粉碎，過100目篩，制成生物質廢棄物粉末；

2)將步驟1)所得脫水Fenton污泥粉末與生物質廢棄物粉末進行均勻混合，得到熱解前體原料；

3)將步驟2)所得熱解前體原料置于Ar氣氛保護下熱解，熱解產生的熱解氣即為富氫燃氣產品。

所述的一種利用脫水Fenton污泥與生物質快速共熱解制備富氫燃氣的方法，其特征在于步驟1)中，所述Fenton污泥是Fenton工藝處理含有機物的廢水所產生的沉淀污泥，其包含有機物和無機物，無機物的主要成分為Fe(OH)₃；步驟1)中，生物質廢棄物為大豆秸稈。

所述的一種利用脫水Fenton污泥與生物質快速共熱解制備富氫燃氣的方法，其特征在于步驟1)中，對Fenton污泥進行脫水處理的過程為：Fenton污泥先經機械壓濾進行初次脫水后，在100-110℃溫度下干燥10-20h即得脫水Fenton污泥；