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生物質干餾技術范文1
垃圾處理是當今一大世界級的難題,面對令人頭疼的垃圾,世界各國普遍采取的做法除了填埋,就是焚燒。而這兩種處理方法,都要對環境造成嚴重污染,也嚴重危害人類健康。
此前不久,中國的環保技術企業面對這一世界級難題取得重大突破。由中國知名環保企業――科谷環境技術有限公司研制開發的“城市生活垃圾干餾轉化處理裝置”近日獲得中國環境科學學會“環境友好型技術產品”,并獲得了國家發明專利證書。該產品以電加熱方式將生活垃圾在高溫無氧條件下轉化為油、氣和炭,再將氣用于發電,電力回用于生活垃圾干餾過程,符合國家環保產業政策發展方向。
據考證,垃圾焚燒技術易產生酸性氣體、重金屬、二f英、呋喃、飛灰等有害物質,特別是一級致癌物二f英是公眾最擔心的問題。焚燒前垃圾需發酵一周左右,大量的有害滲濾液和臭氣問題無法避免,焚燒后的飛灰屬于危險廢棄物,處理難度大,會對子孫后代產生長遠影響。
這種新的生活垃圾無氧裂解干餾技術,將生活垃圾低成本的轉化為清潔新能源(氣、炭、油),并產生收益。干餾技術從原理上根本杜絕了二f英的產生,無需生活垃圾分類處理,大大降低了生活垃圾收集、運輸、處置的綜合成本??乒裙纠靡慌_25噸/天“城市生活垃圾干餾轉化處理裝置”自2015年10月在湖南益陽開始試驗運行至今,設備運轉良好。采用該技術垃圾處理后的收益高,政府補貼低,綜合成本遠遠低于傳統技術。中國科學院上海高等研究院分析測試中心測試了發電機出口煙氣中二f英濃度低于0.008ng-TEQ/m3,殘炭中污染物浸出濃度滿足國家浸出毒性標準要求。
據這項技術的專利持有人何勇介紹,自始至今,地球上進行了無數次的干餾,將不同歷史時期的生物質(如森林等)和動物,在火山爆發的熔巖中無氧裂解,為人類留下了天然氣、石油和煤炭。受這一原理的啟發,我們認識到干餾技術無非是將生物質放在無氧條件下高溫干餾,其裂解速度之快是前所未有,十五分鐘就將散落在垃圾中的生物質化學變化為可燃氣、油和炭。
何勇與他的技術團隊親身經歷了生活垃圾堆肥、填埋和焚燒發展的全過程,他還深有感觸地說道,干環保事業就要有一份濃厚的社會責任感,是用良心才能支撐起來的一項事業。由于深深感受到垃圾對人的危害,同時也為了讓子孫后代有一個好的生存環境,這些一直是我們從事這項事業,并取得重大技術成果的驅動力。
真正利于環保的垃圾處理工藝,必須滿足如下一些要求:生活垃圾當天處理完畢,而不是垃圾搬家;生活垃圾處理后不臭、不污染水質和大氣;生活垃圾處理不擾民。讓我們再來通過一組數據集中比較一下當前主流的垃圾處理工藝及其危害。
填埋工藝:不僅要占用大量的土地,臭氣和污水需要花費大量資金治理,往往還效果不佳,花費30年時間處理,垃圾減量只有50%。
堆肥工藝:可利用垃圾生產有機肥,但占用一定量的土地,臭氣和污水需要花費大量資金治理,往往還效果不佳,處理時間需要一個月,垃圾減量為65%。
焚燒工藝:當天可以把垃圾處理完,并能發電上網,但要堆肥七天降低含水量,臭氣和污水需要大量資金治理,往往還效果不佳,焚燒要產生新的污染物二f英,是一級致癌物,需要大量資金治理,往往還效果不佳,嚴重影響人類的健康,可使垃圾減量80%。
唯有干餾處理工藝,才能把垃圾當天處理完畢,占用土地較少,又不產生新的污染、保障人類的健康,為了讓這一工藝造福社會,中國的專業技術人員奮斗了30年。這種工藝采用無氧裂解,把大分子轉化成小分子,把生物質、動物、石油制品轉化為新能源油、可燃氣和炭,重量減量達90%以上。
此外,這種工藝還不產生對水環境、土壤、大氣的二次污染,而且無氧裂解是還原反應,根本不產生二f英,能處理陳年填埋的生活垃圾,還能騰出填埋場的土地,大大延長填埋場使用年限。
據有關專家介紹,“城市生活垃圾干餾轉化處理裝置”采用全球最先進垃圾處理技術,具有以下創新特點:為連續干餾工作方式(國內外同類產品為間歇工作方式);裂解反應時間小于15分鐘(國內外同類產品裂解反應時間5小時);干餾生產過程無新污染物排放(國內外同類產品氣化干餾,實質是下部缺氧焚燒上部局部干餾,生產過程有污染物排放);生產過程無人值守,全部為遠程遙控操作(國內外同類產品生產過程需人工操作);有高強度防爆裝置(國內外同類產品無防爆設計);無論是小型或大型的處理工廠都可提供簡單而可靠的設備,每小時處理1-50噸;為自加熱技術,以生活垃圾為原料,以生活垃圾干餾產生的可燃氣作為燃料進行發電,產生的電再對生活垃圾進行干餾,干餾再產生可燃氣,可燃氣產生電再對生活垃圾進行干餾,連續循環上述過程,無需另行投入能源,使系統用本身產生的電進行加熱干餾,多余的電量可以連網用于向國家輸送能源。采用密閉緩存倉,裂解工序氧氣含量近乎為零,使裂解安全性得到大幅提高(國內外同類產品采用氣化技術,裂解工序氧氣含量高,裂解安全性低);進料螺旋輸送機利用可燃氣預熱和除水,進料螺旋輸送機利用可燃氣預熱和除水過程中的水蒸氣和低溫可燃氣進入炭中繼箱的炭層,既可調節炭溫,又產生一氧化碳和氫氣。
生物質干餾技術范文2
關鍵詞秸稈;綜合利用;原理;安徽省
中圖分類號 S216.2 文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2012)08-0264-02
安徽省是農業生產大省,農作物秸稈產量大,分布廣,種類多。近年來,全省認真落實農業可持續發展戰略,大力支持發展循環農業,積極探索秸稈綜合利用的有效途徑,推進農作物秸稈綜合利用。
1安徽省秸稈綜合利用現狀
調查統計表明,2011年全省秸稈資源總量逾4 000萬t,秸稈類型主要有水稻、小麥、棉花、玉米、大豆等。目前,秸稈主要有以下幾種利用方式。
1.1秸稈還田
將收獲后的農作物秸稈刈割或粉碎后,翻埋或覆蓋還田,一般秸稈還田數量不宜過多,以2 250~3 000 kg/hm2為宜,秸稈粉碎(切碎)長度小于10 cm,含水量30% 以上時,還田效果好。耕深20 cm以上,保證秸稈翻入地下并蓋嚴,一般可增產10%左右。秸稈還田能增加土壤有機質含量,改善土壤物理性質,使土壤耕性變好,提高土壤酶活性,緩解安徽省土地中氮、磷、鉀比例失調的矛盾,而且后效十分明顯,有持續的增產作用。2011年,安徽省秸稈作為肥料還田使用量逾500萬t(不含根茬還田),占可收集資源量的13%。
1.2秸稈青貯養畜
農作物秸稈是草食性家畜重要的粗飼料來源。據測算,1 t普通秸稈的營養價值平均與0.25 t糧食的營養價值相當。秸稈切碎填入密閉的青貯池中,經過微生物發酵作用青貯科學處理,秸稈的營養價值可以大幅度提高,形成營養更加豐富的秸稈飼料。2011年,安徽省秸稈作為飼料使用量逾300萬t,占可收集資源量的10%[1]。
1.3秸稈能源化利用
秸稈能源化利用的主要方式有秸稈固化成型燃料技術、秸稈氣化和秸稈聯戶沼氣技術等[2]。近年來,安徽省積極支持開展秸稈沼氣、秸稈氣化、秸稈固體成型等技術和產品的研發、標準的制定等工作,建立了一批試點。截至2011年底,安徽省農村地區已累計建設秸稈沼氣集中供氣工程1處,秸稈熱解氣化站6處,固體成型加工點19處,年可產成型燃料約11.4萬t。2011年,安徽省秸稈能源化利用量約400萬t,占可收集資源量的11%。
1.4秸稈種植食用菌
秸稈中含有豐富的碳、氮、礦物質及激素等營養成分,且資源豐富,成本低廉,適合作多種食用菌培養料。2011年,安徽省食用菌秸稈利用量約30萬t,占可收集資源量的1%。
1.5秸稈作為工業原料
秸稈纖維作為一種天然纖維素纖維,生物降解性好,可以作為工業原料,如紙漿原料、保溫材料、包裝材料、各類輕質板材的原料,可降解包裝緩沖材料、編織用品等,或從中提取淀粉、木糖醇、糖醛等[3]。2011年,安徽省秸稈作為工業原料使用量約70萬t,占可收集資源量的2%。
1.6秸稈廢棄及焚燒
隨著農村經濟條件和生活水平的提高,煤、液化氣等商品能源在農村地區的應用越來越廣泛,導致不少秸稈被棄于田頭和路邊或者被焚燒,嚴重污染環境,影響工農業生產和人民生活[4]。安徽省每年廢棄焚燒的秸稈總量約2 265萬t,主要為小麥、水稻和玉米秸稈,占可收集資源量的63%。
2秸稈利用的相關原理分析
2.1秸稈還田的利用原理
秸稈還田有堆漚還田、過腹還田、直接還田等多種方式。由于長期使用單一的耕作制度,土壤的肥力基本耗盡,土壤已經板結,光靠石油、煤炭制成的化肥解決不了根本問題。農作物光合作用的產物有1/2以上存在于秸稈中,農作物的秸稈富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機質等。秸稈還田可以提高土壤氮、磷、鉀養分含量;提高土壤活性有機質,增加土壤有機質含量,降低土壤容重。同時,農作物秸稈提供的養分占有機肥總養分的13%~19%,是農業生產重要的有機肥源。經測算,每1 t秸稈中的氮、磷、鉀養分含量相當于8 kg尿素、13 kg過磷酸鈣、13 kg硫酸鉀。秸稈還田后土壤中氮、磷、鉀養分含量都有增加,其中尤以鉀素的增加最為明顯。根據定位試驗結果,全氮平均比對照提高0.005%~0.090%,速效磷增加0.75~12.00 mg/kg,速效鉀增加8.6~38.8 mg/kg。據統計,安徽省水稻播種面積約231.33萬hm2,年產水稻約1 832萬t,谷草比按0.8計,年可產秸稈1 286萬t;小麥播種面積約230.2萬hm2,年產小麥約1 727萬t,谷草比按0.88計,年可產秸稈1 023萬t。水稻秸稈還田量以3 000 kg/hm2為宜,早、中稻按一季,晚稻按一季計算,年水稻秸稈可還田逾690萬t,占水稻秸稈資源的54%;小麥秸稈還田量以3 000 kg/hm2為宜,年小麥秸稈可還田逾400萬t,占小麥秸稈資源的39%,占小麥秸稈資源的36%,加上過腹等還田14%,總計占50%左右。
2.2秸稈能源化利用原理
秸稈能源化利用從低效燃燒發展到秸稈沼氣、秸稈固化和秸稈干餾氣化等高效利用。秸稈作為優質的生物質能可部分替代煤炭和石油,節約能源,有利于改善能源結構,減少二氧化碳排放,緩解和應對氣候變化。
2.2.1秸稈沼氣。以農作物秸稈為主要原料,利用厭氧發酵技術制取沼氣,獲取能源、有機肥料和治理環境污染的農村能源工程技術。目前,有以河北省為代表的中溫發酵技術和以河南省(安徽省農村能總站參與研究)為代表的常溫發酵技術。其中,中溫發酵工藝流程為:以攪拌機為動力,將秸稈同其他輔料按照一定比例混合均勻加水攪拌后,經過進料口,通過泥漿泵將發酵原料打入沼氣發酵罐,在30~55 ℃和pH值6.8~7.5的環境下進行發酵產氣。其過程如下:秸稈—粉碎—加菌種及添加劑—加入40~55 ℃熱水—攪拌—打入發酵罐—產氣—脫水—脫硫—入儲氣罐—輸配系統—農戶使用。常溫發酵技術工藝流程為:秸稈—粉碎—專利進料裝置—厭氧發酵(特殊培養)—產氣—脫水—脫硫—入儲氣罐—輸配系統—農戶使用。采用秸稈沼氣工程技術,每2 kg干體秸稈或5.5~7.5 kg鮮體秸稈可產生1 m3沼氣,每1 hm2耕地所產生的作物秸稈可生產出3 000 m3的沼氣,相當于1 500 kg液化石油氣。
2.2.2秸稈固化成型燃料。目前,農作物秸稈成型的主要技術方式有顆粒型成型機、螺旋連續擠壓成型機、機械驅動活塞式成型機和液壓驅動活塞式成型機。秸稈成型燃料是一種無污染、清潔又可再生的環保型燃料。將農作物秸稈粉碎,堆積密度一般為0.10~0.25,而加工后的燃料塊密度為0.7~1.2,該過程完全是通過設備產生的強大的壓力或擠壓式克服秸稈的彈性進行強制壓縮堆積來完成的。經測算,每2 t秸稈利用熱值可替代1 t標準煤,可有效減少一次能源消耗。
2.2.3秸稈干餾氣化。安徽省農村能源總站和蕪湖恒久公司聯合開展試點試驗,進行技術創新,此項目獲得3項國家專利。利用秸稈類生物質為主要原料,采取干餾熱解氣化裝置和凈化系統,平均1 t稻草產300 m3氣體,產出熱值達15 480.8~17 572.8 kJ,副產品為500 kg 80%的純碳粉,通過供氣管網(要求農戶相對集中)可為1個村或800戶以上輸送高熱值的秸稈燃氣。目前,此項目正在調試階段,產氣量低,目標是每1 t秸稈產氣達到400~500 m3。
2.2.4秸稈液化。秸稈在一定溫度和壓力下,產生液體物質,生產石化產品。安徽省科技大學朱席鋒教授正在中試研究階段。
2.2.5秸稈發電。目前,安徽省裝機3臺共6.6萬kW·h,消耗60萬t作物秸稈,占秸稈資源的1%。
3展望
目前,全省秸稈50%用于還田,45%用于能源利用,5%用于其他綜合利用。在當今能源短缺的背景下,加強秸稈能源化利用的研究意義重大。在秸稈氣化和秸稈制沼氣上下功夫,增加投入,可提高秸稈利用量至70%。此外,加大秸稈還田財政投入,在稻、麥收割時進行直接還田。同時,提高收割、粉碎、深埋秸稈的機械技術創新,降低機械運行成本,提高機械的運行經濟性和可靠性。
4參考文獻
[1] 高翔.江蘇省農作物秸稈綜合利用技術分析[J].江西農業學報,2010(12):130-133.
[2] 王激清,張寶英,劉社平,等.我國作物秸稈綜合利用現狀及問題分析[J].江西農業學報,2008,20(8):126-128.
生物質干餾技術范文3
關鍵詞:生物質液壓成型機;雙活塞雙向成型三級壓縮
中圖分類號:TH45 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2012)-11-0171-1
0 引言
生物質能是僅次于石油、天然氣和煤炭而居于世界能源消費總量第四位的可再生資源,生物質能在整個能源系統中占有重要地位,有可能成為未來可持續能源系統的重要組成,在20世紀40年代生物成型技術出現研究熱潮,把生物質粉碎、擠壓成型成為相關學者研究熱點。生物質成型機在這樣的背景下產生。
本文以農作物秸稈為生物質原料,研究了一種以液壓驅動雙活塞雙向沖壓成型的生物質成型機機械系統,對提高生產率具有重要意義。
1 液壓驅動生物質成型機機械系統結構設計
本文用分模塊設計方法,按作用將成型機機械系統劃分成五個模塊,各模塊來同步設計,對縮短成型機設計和安裝周期具有重大意義。
1.1 主壓裝置是成型機機械系統核心,是生物質原料沖壓成型的主要動力原件
根據相關生物質成型機專家和學者實驗研究表明:在一定范圍內,成型壓力與成型密度呈正相關系,成型密度隨著壓力的增大而增大,所以調高成型壓力,一定程度上提高了生產率。
F=PAη=P(S1-S2)η=P(∏d2/4-D2/4)η
(1)式中F–生物質成型壓力;P—單活塞活動工作壓力;
A—活塞有效工作面積;S1—液壓缸內徑橫截面積
S2—活塞桿橫截面積;η—液壓油缸機械效率
d—液壓缸內徑 D—活塞桿外徑
根據(1)公式可知:設計雙缸雙活塞雙向沖壓結構,增大了活塞有效工作面積,在液壓缸體積和單活塞工作壓力一定條件下,提高了成型壓力,對提高生產率具有重要意義。為此,根據成型機整體體積和布局要求,主壓裝置設計成液壓驅動雙液壓缸串聯雙活塞雙向沖壓結構,具體結構如圖所示。
1.2 成型裝置設計
成型裝置是生物質原料加熱和成型的主要構成,改裝置的設計是否合理,直接影響系統能耗和原料成型質量。
為了提高加熱系統熱利用率,成型裝置利用保溫棉提高保溫效果。由于生物質原料中存在水分,溫度過高,生物質在干餾過程中易產生高壓蒸氣,會發生“放氣”和“放炮”現象,中斷成型,在成型安置的錐套上設計排氣小孔,可以降低筒內水蒸汽的壓力,減少“放氣”和“放炮”現象。為了工作安全,在成型裝置外表面設計了防護蓋,避免了生物質成型過程中高壓水蒸汽及成型棒傷及工作人員。
1.3 兩級預壓裝置設計
由于農作物秸稈加工前密度很小,為了提高生產率,需在單位時間內一次增加原料壓縮量,一次增加原料增加量途徑有兩種:增加原料密度或增加原料進給量。增加原料密度,需要對原料進行預壓。增加原料進給量需要原料多次進給或增大進料倉體積。分析這兩種途徑,增大原料密度意義較大,為此該成型機機械系統中設計了兩級預壓裝置。
1.4 液壓驅動生物質成型機機械系統總設計圖如下:
2 結語
本文設計了一種以液壓驅動雙活塞雙向壓縮成型為核心,螺旋預壓裝置和水平液壓預壓裝置為輔的生物質成型機機械系統,用分模塊設計方法,按作用將成型機機械系統進行模塊劃分,并使用AutoCAD、UG等相關機械設計軟件輔助,分別對各模塊同步進行詳細結構設計,最后各模塊組合出成型機的機械系統。該設計方法提高了成型機設計質量,縮短了設計和安裝周期。
生物質干餾技術范文4
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生物質干餾技術范文5
關鍵字:內蒙古東部 油頁巖 開發
內蒙古東部地區油頁巖資源經過統計,資源儲量共計3991.61億噸,折頁巖油227.97億噸。其中礦區探明、查明資源儲量2.69億噸,折頁巖油0.15億噸。預測資源儲量3991.61億噸,折頁巖油116.3億噸。內蒙古東部地區油頁巖資源開發條件優越,潛力巨大。
一、分布集中,便于整裝規劃、開發
本區油頁巖主要分布于通遼市的開魯坳陷及其周邊中生代衛星湖泊內。具有分布集中、規模巨大、“品質”良好的特征,適于規模開發。
1. 具調查,開魯坳陷預測資源儲量3995億噸以上,包括了全部億噸以上預測區和楊樹溝油頁巖的探明資源儲量。整體看開魯坳陷預測資源量相當于吉林省農安地區的三倍,超出全國首輪油頁巖資源評估對整個松遼盆地估算的資源儲量。
2. 油頁巖層系集中。全部形成于中生代的晚白堊世溫暖潮濕的湖泛期淺―深湖相環境中。總厚度大,一般超過30m,厚處可達70m。
3. 油頁巖干酪根為腐泥、腐殖腐泥型,為浮游藍藻生物,少有陸相生物成因類型,屬優質油頁巖。且含油率分布穩定,一般均在5~6%之間。
4. 埋藏較淺,小于500米者近半,便于露天或井工開采,同時也適宜考慮原位開發。同時,開魯坳陷地處平原,斷裂不發育,盆地構造形態相對完整,是地下干餾提取頁巖油的有利場所。
二、外部開發條件優越
1. 自然、地理
通遼市海拔一般僅300~400m,地勢相對平坦,便于野外作業;區內氣候屬半干旱大陸性氣候,年平均氣溫5~6℃。降水量350~400ml,占蒸發量1/3。無霜期達160天。氣候對礦山開采影響小。
2. 交通、運輸及通訊
通遼市是內蒙古東部地區的一個交通樞紐。鐵路有集通線、京通線、同霍線、通海線等鐵路,是多條鐵路的交匯地。公路四通八達,有通往北京、呼和浩特、海拉爾及東北三省的航空,交通十分方便。開魯坳陷坐落于開魯縣范圍內,其南部延至奈曼旗。距通遼市僅幾十km。交通十分方便,外部運輸條件頗為良好。
3. 供水、供電
通遼電廠是東北電網的主力骨干電廠,供電充足。開魯坳陷內有西遼河、新開河及南部牦牛河等河流,能充分保障大型礦業生產基地用水。
4. 區域經濟與社會環境
通遼市土地肥沃,以農牧業為主,是自治區主要產糧地區,也是人們所稱“黃牛之鄉”,全國良種細毛羊繁育基地和生豬主要產區。全市森林覆蓋率大于13%,是全國最大木本油料及冠果生產基地。區內有霍林河煤田是全國著名的五大露天煤礦,此外有硅砂及小規模金屬礦產地。但總的來講,通遼市是內蒙古全區礦產資源比較匱乏的一個城市。奈曼旗楊樹溝油頁巖礦區是該市目前可供規?;_發的唯一礦區。
三、礦產開發利用技術條件評價
1. 開發技術條件
(1)水文地質工程地質條件分析
開魯坳陷及其周邊地區油頁巖層位大部分賦存于當地侵蝕基準面和地下水之下。評價區內僅有三條河流,坳陷內無大的構造破碎帶。地下水主要補給為大氣降水,礦坑水主要來自區域地下徑流,礦坑涌水量不大,水文地質條件為簡單-中等類型。但,由于開魯坳陷匯水面積較大,地區內通常有一定厚度流砂層,屬透水層。對坳陷中部,今后工作中應加強水文觀測,以便準確取得數據,為開發利用提供水文地質方面依據。
礦區油頁巖層系地層屬于較軟-中等堅硬。淺部存在氧化帶及風化層,同時油頁巖由于自身物質成分特點決定其內物質易風化揮發。露天開采時邊坡失穩現象會有發生;地下開采時,礦坑頂板易下沉、塌陷、滑落于底板鼓脹等不良工程現象,對礦床開采影響較大,應充分留足水體保護礦柱,加強支護,選擇適當邊坡角,限制廢石、廢棄物堆放高度。
(2)開采技術條件
開魯坳陷及其周邊中生代衛星湖油頁巖評價區,油頁巖資源規模巨大,坳陷內各部位均有分布,埋藏由近地表至1000m以下。適于做露天開采,井工生產和原位開發。一般露天開采適宜于在坳陷邊緣、隆起區及斜坡區。坳陷區內則一般較深。本地區油頁巖層位包括嫩江組和青山口組兩個,間隔較大。所以在選擇開采方法時應該注意結合實際情況確定。有時幾種采礦方法,分階段、時期使用也不失為一種適當的選擇。
在露天開采時,要選擇適宜礦床本身特點的邊坡角,據楊樹溝礦區長期觀測:本地區安息角大致35~38°,自然堆積、大小混雜高度可達2~5m,比較穩定。
本地區油頁巖系主要巖石為頁巖,含油頁巖、砂質頁巖、鈣質頁巖及粉砂巖。風化帶以下新鮮巖石試驗結果,抗壓強度251-391kg/cm2,內摩擦角66°-75°。實驗結果見表7-7。
據此確定開魯坳陷露天穩定邊坡角大致為:松散層:黃土、紅土類為35°,風化頁巖為30°,頁巖、含油頁巖35°,油頁巖為40°。對于處在坳陷中心部分,由于現有資料不足,應補充資料,以后根據實際情況予以確定。
油頁巖開采的主要問題:一是由于預測區主要位于開采地區,是內蒙古重要農區,開采時動遷人員較大,成本較高;二是由于油頁巖極易風化,從而影響油頁巖質量,應采取合適的工藝,加以解決;三是淺表層油頁巖由于氧化、風化作用,油頁巖質量與物化性質與新鮮巖石差距大,應注意解決其后利用及開采中可能出現的問題。
2. 加工技術條件與方向
油頁巖的利用,特別是對露采和井工開采的礦區,應考慮用組和工藝把采礦、頁巖干餾、發電、建材、稀有元素提取等單獨的生產過程組合成前后連續、密切相關、互為補充的組和工藝,最大限度地利用礦物的熱能和組成特性,最經濟地生產熱、電、頁巖產品、建材、金屬材料及化工產品。最后的灰渣也可以作為路基材充填和改良土壤用。油頁巖是多灰分礦產,開發油頁巖一定要走綜合利用之路,盡可能做到物盡其用,減少污染,變廢為寶。也只有這樣,才能保證油頁巖的開發取得最大的經濟效益。
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生物質干餾技術范文6
關鍵詞:焦化 廢水處理 技術
焦炭是高耗水產業,每年全國焦化廢水的排放量約為2.85 億t。焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學產品精制過程中形成的廢水,水質隨原煤組成和煉焦工藝而變化,是一種典型的難降解有機廢水。其成分復雜,毒性大,它的超標排放對人類、水產、農作物都可構成很大的危害??傊?,焦化廢水污染,是工業廢水排放中一個突出的環境問題,也是擺在人們面前的一個急需解決的課題。
目前焦化廢水一般按常規方法先進行預處理,然后再進行生物脫酚二次處理。但往往經上述處理后,外排廢水中COD、氰化物及氨氮等指標仍然很難達標。針對這種狀況,近年來國內外出現了許多比較有效的焦化廢水治理技術。這些方法大致分為物化法、生物法、化學法和循環利用等4類。
一、焦化廢水的預處理技術
焦化廢水中部分有機物不易生物降解,需要采用適當的預處理技術。
常用的預處理方法是厭氧酸化法。這是一種介于厭氧和好氧之間的工藝,其作用機理是通過厭氧微生物水解和酸化作用使難降解有機物的化學結構發生變化,生成易降解物質。焦化廢水經厭氧酸化預處理后,可以提高難降解有機物的好氧生物降解性能,為后續的好氧生物處理創造良好條件。
二、焦化廢水的二級處理技術
(一)物理化學法
(1)吸附法
吸附法處理廢水,就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質,使廢水得到凈化。常用吸附劑有活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。這種方法處理成本高,吸附劑再生困難,不利于處理高濃度的廢水。
(2)利用煙道氣處理焦化廢水
由冶金工業部建筑研究總院和北京國緯達環保公司合作研制開發的“煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法”已獲得國家專利。該技術將焦化剩余氨水去除焦油和SS后,輸入煙道廢氣中進行充分的物理化學反應,煙道氣的熱量使剩余氨水中的水分全部汽化,氨氣與煙道氣中的SO2反應生成硫銨。
該方法投資省,占地少,以廢治廢,運行費用低,處理效果好,環境效益十分顯著,是一項十分值得推廣的方法。但是此法要求焦化的氨量必須與煙道氣所需氨量保持平衡,這就在一定程度上限制了方法的應用范圍。
(二)生物處理法
生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機物的方法。目前,活性污泥法是一種應用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機物充分接觸;溶解性的有機物被細胞所吸收和吸附,并最終氧化為最終產物(主要是CO2)。非溶解性有機物先被轉化為溶解性有機物,然后被代謝和利用。
生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運行費用相對較低等優點,但是生物降解法的稀釋水用量大,處理設施規模大,停留時間長,投資費用較高,對廢水的水質條件要求嚴格,這也就對操作管理提出了較高要求。
(三)化學處理法
(1)焚燒法
焚燒法治理廢水始于20世紀50年代。該法是將廢水呈霧狀噴入高溫燃燒爐中,使水霧完全汽化,讓廢水中的有機物在爐內氧化,分解成為完全燃燒產物CO2和H2O及少許無機物灰分。
焚燒處理工藝對于處理焦化廠高濃度廢水是一種切實可行的處理方法。然而,盡管焚燒法處理效率高,不造成二次污染,但是處理費用昂貴使得多數企業望而卻步,在我國應用較少。
(2)催化濕式氧化技術
催化濕式氧化技術是在高溫、高壓條件下,在催化劑作用下,用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機物氧化,最終轉化為無害物質N2和CO2排放。濕式催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優點。但是,由于其催化劑價格昂貴,處理成本高,且在高溫高壓條件下運行,對工藝設備要求嚴格,投資費用高,國內很少將該法用于廢水處理。
(3)化學混凝和絮凝
化學混凝和絮凝是用來處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細小懸浮物及膠體微粒,以降低廢水的濁度和色度,但對可溶性有機物無效,常用于焦化廢水的深度處理。該法處理費用低,既可以間歇使用也可以連續使用。
(4)臭氧氧化法
臭氧的強氧化性可將廢水中的污染物快速、有效地除去,而且臭氧在水中很快分解為氧,不會造成二次污染,操作管理簡單方便。但是,這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點。同時若操作不當,臭氧會對周圍生物造成危害。因此,目前臭氧氧化法還主要應用于廢水的深度處理。在美國已開始應用臭氧氧化法處理焦化廢水。
(5)光催化氧化法
目前,這種方法還僅停留在理論研究階段。這種水處理方法能有效地去除廢水中的污染物且能耗低,有著很大的發展潛力。但是有時也會產生一些有害的光化學產物,造成二次污染。由于光催化降解是基于體系對光能的吸收,因此,要求體系具有良好的透光性。所以,該方法適用于低濁度、透光性好的體系,可用于焦化廢水的深度處理。
(6)電化學氧化技術
電化學水處理技術的基本原理是使污染物在電極上發生直接電化學反應或利用電極表面產生的強氧化性活性物質使污染物發生氧化還原轉變。目前的研究表明,電化學氧化法氧化能力強、工藝簡單、不產生二次污染,是一種前景比較廣闊的廢水處理技術。
(四)廢水循環使用
高濃度的焦化廢水經過脫酚,凈化除去固體沉淀和輕質焦油后,送往熄焦池以供熄焦,實現酚水的閉路循環。從而減少了排污,降低了運行等費用。但是此時的污染物轉移問題也值得考慮和進一步研究。
三、結語
總之,我們應根據焦化廢水的特點,深入研究先進的處理技術,尋求既高效又經濟的處理方法,降低運行費用,提高達標率,改善環境質量,減輕焦化廢水對各地水體的污染,實現水資源的循環利用。這既是當前經濟建設需要解決的現實問題,也是未來技術攻關所需要面對的的重點。
參考文獻: