[发明专利]一种利用脱水Fenton污泥与生物质快速共热解制备富氢燃气的方法

说明书

本发明公开了一种利用脱水Fenton污泥与生物质快速共热解制备富氢燃气的方法，将脱水Fenton污泥粉末与生物质废弃物粉末混合，制成热解前体原料；随后取适量的热解前体原料，在600~800℃、Ar气氛保护下热解，气相产物通过气体收集装置进行收集。本发明基于脱水Fenton污泥含铁、钙元素的特性，将脱水Fenton污泥充当生物质热解催化剂。脱水Fenton污泥可以显著提升生物质热解气体产物中氢气的含量，尤其是在800℃的热解温度下，可燃性气体中氢气体积百分数得到了明显提高。本发明利用脱水Fenton污泥与生物质共热解制备富氢燃气，是一项“变废为宝”、“以废治废”的良好举措，为废物的妥当处理以及氢能源的获取提供了一条有效途径。

技术领域

本发明涉及一种利用脱水Fenton污泥与生物质快速共热解制备富氢燃气的方法。

背景技术

Fenton氧化技术是目前市场上应用范围最广，使用频率最高的高级氧化技术，其具有强氧化性，无选择性，设备简单，操作简便等特点。Fenton氧化技术主要通过Fe²⁺与H₂O₂反应生成强氧化性的羟基自由基(OH)来实现难降解污染物的氧化降解，而在氧化过程结束之后需要通过投加碱的方式去除水中的铁离子，使剩余铁离子以沉淀形式析出，并中和废水的pH值。Fenton污泥，即在Fenton氧化工艺后续的絮凝过程中产生的化学污泥，其中的无机物主要由Fe(OH)₃组成。此外，由于廉价的氢氧化钙(Ca(OH)₂)或氧化钙(CaO)通常用作中和、絮凝的碱性添加剂，因此Fenton污泥中通常含有一定量的钙元素。

利用Fenton氧化技术每处理1吨废水大约会产生5kg含水率为60％的Fenton污泥，Fenton污泥包含各种顽固的有机污染物，重金属和沉积物杂质，使其具有危险特性。一般处置方式是通过板框压滤机进行浓缩脱水后，再进行掩埋和焚烧，这会对环境造成严重的二次污染，并且处置成本较高，约为废水处理总运营成本的35～50％。热解作为安全处理污水污泥的最有前途的热化学方法之一，由于其具有能量回收，养分循环利用，重金属固化和生产高质量生物炭等优点，与填埋和焚烧等直接处理方式相比具有许多优势。

因此基于上述背景技术内容，找到一种对环境友好、经济绿色可持续的Fenton污泥处置方法，是目前全世界急需解决的问题。

发明内容

综上，针对现有技术中存在的“脱水Fenton污泥产量大、不妥善处理易产生二次污染、处理成本高”等问题，本发明的目的在于提供一种利用脱水Fenton污泥与生物质快速共热解制备富氢燃气的方法，本发明的方法中通过脱水Fenton污泥充当生物质热解催化剂，实现生物质高效催化裂解制取富氢燃气。

所述的一种利用脱水Fenton污泥与生物质快速共热解制备富氢燃气的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)对Fenton污泥进行脱水处理，所得脱水Fenton污泥经磨碎后过100目筛，制成脱水Fenton污泥粉末；将生物质废弃物烘干后粉碎，过100目筛，制成生物质废弃物粉末；

2)将步骤1)所得脱水Fenton污泥粉末与生物质废弃物粉末进行均匀混合，得到热解前体原料；

3)将步骤2)所得热解前体原料置于Ar气氛保护下热解，热解产生的热解气即为富氢燃气产品。

所述的一种利用脱水Fenton污泥与生物质快速共热解制备富氢燃气的方法，其特征在于步骤1)中，所述Fenton污泥是Fenton工艺处理含有机物的废水所产生的沉淀污泥，其包含有机物和无机物，无机物的主要成分为Fe(OH)₃；步骤1)中，生物质废弃物为大豆秸秆。

所述的一种利用脱水Fenton污泥与生物质快速共热解制备富氢燃气的方法，其特征在于步骤1)中，对Fenton污泥进行脱水处理的过程为：Fenton污泥先经机械压滤进行初次脱水后，在100-110℃温度下干燥10-20h即得脱水Fenton污泥；