污泥超临界水气化影响因素的研究进展
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石德智,马彩灵,张涵博,刘嘉宇,蔡桦伊,童海航,罗丹,吕梦莹
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Research progress on influencing factors of supercritical water gasification of waste sludge
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Dezhi SHI,Cailing MA,Hanbo ZHANG,Jiayu LIU,Huayi CAI,Haihang TONG,Dan LUO,Mengying LÜ
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表1 污泥SCWG的均相催化剂效果研究汇总
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Table 1 Research summary of homogeneous catalyst for SCWG of sludge
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| 污泥供给 | 反应器 | 运行 | 催化剂 | 产气各成分体积分数/% | 气化效率 |
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| H2 | CH4 | CO2 | CO |
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| 初沉污泥（质量分数2%~3%）〔12〕 | Inconel 625 管式反应器（83 mL） | 600 ℃，25 MPa，2 min，催化剂、有机物质量比为0.4~0.47 | — | 15 | 17 | 32 | 32 | 每kg干污泥产气20 mol | | KOH | 48 | 12 | 39 | — | 每kg干污泥产气36 mol | | K2CO3 | 43 | 13 | 41 | — | 每kg干污泥 产气56 mol | | NaOH | 53 | 15 | 32 | — | 每kg干污泥产气43 mol | | 二次污泥（质量分数3%）〔40〕 | 间歇釜式反应器 | 450 ℃，34 MPa，60 min，催化剂占10%（质量分数） | NaOH | 66.4 | 17.7 | 4.6 | 3.9 | TOC去除率为74% | | 市政污泥（质量分数5 %）〔33〕 | Hastelloy C276管式反应器 | 600 ℃，24~30 MPa，3 min，催化剂占10%（质量分数） | NaOH | 42 | 17 | 39 | 2 | — | | 二级纸浆/造纸厂污泥（质量分数2 %）〔14〕 | Hastelloy合金序批式反应器（75 mL） | 500 ℃，37 MPa，60 min | NaOH | 44 | 12 | 42 | 2 | 每kg干污泥产14.50 mol H2 | | 初沉污泥（质量分数2.8%）〔14〕 | 32.3 | 11.7 | 48.4 | 7.6 | 每kg干污泥产2.50 mol H2 | | 二次污泥（质量分数4.5%）〔14〕 | 20 | 15.5 | 55.3 | 9.2 | 每kg干污泥产1.20 mol H2 | | 消化污泥（质量分数2.8%）〔14〕 | 20 | 13.6 | 55 | 11 | 每kg干污泥产1.00 mol H2 | 质量分数2%市政 污泥+质量分数2% 羧甲基纤维素钠〔15〕 | 316L不锈钢流化床反应器 | 540 ℃，25 MPa，2 min，催化剂占0.5%（质量分数） | — | 43.6 | — | — | — | 每kg干污泥产9.26 mol H2 | | K2CO3 | 52.2 | — | — | — | 每kg干污泥产13.98 mol H2 | | 质量分数10%市政污泥+质量分数2%羧甲基纤维素钠〔15〕 | 316L不锈钢流化床反应器 | 540 ℃，25 MPa，2 min，催化剂占0.5%（质量分数） | — | 17.7 | — | — | — | 每kg干污泥产1.89 mol H2 | | K2CO3 | 26.6 | — | — | — | 每kg干污泥产2.74 mol H2 | | 城市剩余污泥〔19〕 | 不锈钢序批式反应器（300 mL） | 390 ℃，23 MPa，30 min，催化剂占5%（质量分数） | — | 25 | 10 | 65 | — | — | | KOH | 56 | 21 | 23 | — | | K2CO3 | 53 | 20 | 26 | — | | NaOH | 52 | 19 | 30 | — | | Na2CO3 | 49 | 18 | 33 | — | | NaHCO3 | 47 | 17 | 36 | — | | 消化污泥（质量分数10%）〔25〕 | 321不锈钢序批式反应器（500 mL） | 400 ℃，30 MPa，30 min，催化剂占1.5%（质量分数） | — | — | 30 | 65 | 5 | 每kg湿污泥产气2.00 mol | | K2CO3 | — | 26 | 74 | — | 每kg湿污泥产气6.80 mol | | 市政污泥（质量分数0.23%）〔41〕 | Inconel 625管式反应器 | 450 ℃，33 MPa，120 min | — | 49 | 17 | 31 | 3 | 碳化率为55% | | K2CO3 | 47 | 15 | 37 | 1 | 碳化率为85% | | 消化污泥（质量分数22.95%）〔42〕 | 316不锈钢序批式反应器（100 mL） | 400 ℃，24 MPa，10 min，催化剂占5%（质量分数） | — | 19.8 | 5.4 | 72 | 2.8 | 每kg干污泥产1.06 mol H2 | | NaOH | 84.5 | 10.1 | 4.1 | 1.3 | 每kg干污泥产2.68 mol H2 | | Ni | 59.5 | 7.5 | 27.4 | 5.6 | 每kg干污泥产3.58 mol H2 | | 脱水污泥（质量分数16.96%）〔26〕 | 316不锈钢序批式反应器（100 mL） | 450 ℃，>21 MPa，30 min，催化剂占8%（质量分数） | KOH | 58 | 10 | 28 | 4 | 每kg干污泥产2.60 mol H2 | | NaOH | 64 | 14 | 10 | 12 | 每kg干污泥产2.70 mol H2 | | K2CO3 | 43 | 6 | 49 | 2 | 每kg干污泥产3.50 mol H2 | | Na2CO3 | 35 | 10 | 52 | 3 | 每kg干污泥产2.70 mol H2 | | Ca（OH）2 | 42 | 33 | 17 | 8 | 干污泥不产H2 |
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