餐厨垃圾水热炭化产物分配规律及液固产物特性研究

摘要

以实采餐厨垃圾为对象,探究了3种反应强度(“温和”180℃-1h、“中等”220℃-2h和“剧烈”260℃-4h)下餐厨垃圾水热炭化三相产物分配规律及液固产物特性.结果表明,反应强度显著影响产物分配.随反应强度提升,固相产物(水热炭)产率先上升后下降;液相产物(炭化液)产率先降低后趋于稳定;而气相产物产率持续上升.但无论何种强度,产物均以水热炭(40.4%~52.1%)和炭化液(38.3%~57.5%)为主,仅有少部分转移至气相产物(2.1%~13.3%)中.此外,反应强度显著影响所得炭化液和水热炭特性.随反应强度提升,炭化液pH值逐渐提升、COD和sCOD含量逐渐降低,而电导率值则表现出先降低后升高的变化趋势.进一步分析表明,炭化液中含有丰富的醛类、酮类和挥发性脂肪酸(VFAs)类物质.随反应强度提升,水热炭表面更加粗糙、复杂,比表面积逐渐提升.同时,水热炭化反应有助于餐厨垃圾中碳元素在水热炭中的富集,且富集程度随反应强度提升而显著增加.因具备较低H/C和O/C值、和烟煤相似的热值(23.9~28.3MJ/kg),以及较高的点火温度(267.5~302.3℃),水热炭具有作为安全的清洁燃料进行能量利用的潜力.