Pulping gasification is an important way of efficient and clean utilization of petroleum coke. The investigation on the interaction mechanisms of sludge and petroleum coke in the co-slurry is an important research issue in the fields of thermal physics engineering and solid waste utilization.The surface property variation of the modified sludge and their influence on the particle property of petroleum coke in the co-slurry will be obtained by means of surface chemistry and morphology structure tests.The research on the variation of particle diameter and particle number in the co-slurry will be carried out, and the formation mechanisms of reticular structure between particles will be interpreted.And then, the primary effect of the sludge on the stability of coke-water slurry can be revealed. Finally, the mathematical models describing the structural strength and shear sensitivity of the sludge-coke slurry will be developed.The aim of this project is to study the internal relationship between the properties of sludge and petroleum and the preparation of high concentration coke-sludge slurry.Thus, the micro-mechanism of interaction between sludge and petroleum coke particles in co-slurry would be revealed.The findings of this project have a promoting role in increasing the concentration of sludge-coke slurry, and in revealing the enhancement effect of sludge on the stability of the coke-water slurry. It also has an important theoretical significance and practical value in the high efficiency resource utilization of large scale high concentration sludge-coke slurry.
石油焦与污泥共成浆气化是解决石油焦成浆稳定性差、气化活性低问题的重要途径之一,探索污泥与石油焦共成浆的机理及其相互作用规律是工程热物理和固废能源化利用领域重要的基础研究内容。借助表面化学和形态结构的测试技术,探讨污泥改性前后表面性质的变化规律及其在共成浆中对石油焦颗粒性质的影响机理。研究共成浆中颗粒粒径和数目等对颗粒间相互填充形成絮凝网状结构改善浆体稳定性的内在机理,揭示污泥提高石油焦成浆稳定性的根本原因,构建污泥焦浆空间结构强度和剪切敏感性的数学模型。通过本项目研究,掌握污泥性质和石油焦性质与制备高浓度污泥焦浆的内在关联,揭示污泥与石油焦在共成浆中颗粒间的微观作用机理。研究结果对优化提高污泥焦浆浓度和揭示污泥增强水焦浆稳定性机理具有很好的推动作用,对发展大规模污泥焦浆的高效资源化利用技术具有重要的理论意义和实用价值。
本研究紧紧围绕污泥与石油焦共成浆中的相互作用机理展开,首先研究了添加剂种类及添加量对污泥改性前后理化特性的影响,获得了改性前后污泥中胞外聚合物及其种类对污泥与石油焦共成浆的影响规律;其次分析了改性剂种类及添加量对制备高浓度污泥焦浆的影响,研究了上述因素对污泥焦浆流变性、稳定性及流动特性的影响,获得了制备高浓度污泥焦浆的最佳运行参数;首次采用FBRM在线分析了污泥与石油焦共成浆过程中的颗粒粒径大小及分布特性,进而间接推导出两者在共成浆过程中相互絮凝形成稳定网状三维结构的机理。另外,通过微观方法获得了污泥颗粒与石油焦颗粒在成浆过程中相互填充形成絮团的过程从而深入阐明污泥提高水焦浆稳定性的机理。基于旋转粘度计和转矩流变仪的分析结果,建立和完善了污泥增强水焦浆稳定性的数学模型。研究了污泥水热后的理化特性,包含气液固三相产率及成分、固产物的含氧官能团的脱除及转换机理、液体产物中有机物种类及含量,全面阐明了污泥经过水热提质的机理,从根本上解释了污泥水热后的废液提高污泥煤浆浓度的原因。研究结果对优化提高污泥焦浆浓度和揭示污泥增强水焦浆稳定性机理具有很好的推动作用,对发展大规模污泥焦浆的高效资源化利用技术具有重要的理论意义和实用价值。发表论文17篇,其中期刊论文11篇,SCI收录6篇,EI收录9篇,EI源期刊录用1篇;会议论文6篇,其中国际会议4篇,国内会议2篇;申请发明专利5项,其中授权2项;培养硕士研究生6名,其中已毕业4名.
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数据更新时间:2023-05-31
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