污泥-木屑混合成型燃料制备工艺优化及燃烧特性

摘要

针对城市污泥能源化利用中成型燃料结构强度低、燃烧稳定性差的技术瓶颈，探究成型力与污泥-木屑掺混比对燃料物理性能及燃烧特性的协同影响机制，以优化污泥基生物质成型燃料制备工艺。以市政污泥与木屑为原料，系统测试成型力（4～12 kN）和污泥质量分数（0～100%，干基）对燃料致密性（密度、耐∶磨性）、力学性能（抗压强度）及燃烧特性（热值、热重分析）的影响，结合微观形貌与能耗分析揭示作用机制。实验结果表明：在污泥-木屑质量比11条件下，8 kN成型力表现最优，燃料密度达810.4 kg/m³，抗压强度为3.98 MPa，能耗较12 kN降低21.70%；当污泥质量分数为50%时（成型力为8 kN），成型燃料热值最高（13.70 kJ/g），微分热重峰值增至13.8%/min，较纯污泥燃料提高253.8%，可燃性指数（S）达9.10×10^-7 min^-2·℃^-3，较纯污泥燃料提升295.7%；同时，该条件下样品耐磨率为0.302%，抗压强度为3.98 MPa，能满足工业应用标准要求。微观结构分析显示，木屑纤维与污泥有机质形成了较为致密的结合结构。综合来看，污泥质量分数为50%、8 kN成型力为最优工艺组合，兼具高机械强度与燃烧效率，为污泥资源化提供了可工业化推广的技术参考。

关键词

污泥 / 木屑 / 生物质成型燃料 / 成型力 / 燃烧特性