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超临界水气化能够适应高含水固废的能源化利用需求，制备富氢燃气；同时碱性添加剂能够降低气化反应所需的温度和压力条件，促进气化合成，是常用的气化催化剂。我国污泥年产量超过4000万吨，但污泥高含水难脱除、富含重金属，是一种量大面广的固体废物。
为提高污泥超临界水气化合成气品质，降低剩余物环境污染风险，本文主要研究了棕榈果壳和污泥混合超临界水气化对合成气产气与重金属迁移分布的影响；评估了固相剩余物重金属的环境风险变化及重金属减毒的机理。具体研究内容及结果如下：
(1)研究了温度和棕榈果壳等因素对污泥超临界水气化过程影响。在不同温度(380-460℃)下，实验发现升高温度有利于合成气产气量的增加，并且H2含量也会随着温度升高而增大。同时温度升高降低了CO2浓度，对CO影响较小，对CH4生成量影响存在波动。在400℃工况下，污泥与棕榈果壳混合气化对合成气的生成具有协同促进作用，混合实际产气量大于独立气化产气量。相比污泥单独气化，棕榈果壳与污泥混合气化的碳转化率从10.89%增长到17.03%，气化率从9.25%增长到13.26%。
(2)研究了超临界水气化固液相剩余物中重金属的含量和赋存形态。超临界水气化后，重金属以更稳定的形态赋存在固相剩余物中，当棕榈果壳占混合物比例为20%时，重金属在固相中的分布比例大于80%。固相剩余物中的重金属毒性降低，重金属环境风险指数从303.78降低到184.30。棕榈果壳与污泥混合超临界水气化，固相剩余物中重金属赋存形态从交换态/可还原态/可氧化态向更加稳定的残渣态转化，使重金属更加稳定在固相中。在已有数据的基础上，以重金属Ni质量平衡为指示物研究了超临界水气化设备腐蚀规律，认为更高的温度和更低的压力有利于缓解反应釜内胆的腐蚀。
(3)研究了超临界水液相剩余物循环利用对气化产气和重金属迁移特性的影响。提出气化剩余液多次循环的工艺，分析认为具有可行性，能够降低水耗；实验结果表明，气化剩余液循环利用有利于催化气化产气及H2合成；同时有利于降低剩余液中重金属的排放量，减少环境污染风险。
通过实验研究和机理分析，本文得到高含碱金属的棕榈果壳对污泥超临界水气化产气具有促进作用，不仅能够提高合成气产气量，而且能促进重金属向固相剩余物富集并具有更高的稳定性。
为提高污泥超临界水气化合成气品质，降低剩余物环境污染风险，本文主要研究了棕榈果壳和污泥混合超临界水气化对合成气产气与重金属迁移分布的影响；评估了固相剩余物重金属的环境风险变化及重金属减毒的机理。具体研究内容及结果如下：
(1)研究了温度和棕榈果壳等因素对污泥超临界水气化过程影响。在不同温度(380-460℃)下，实验发现升高温度有利于合成气产气量的增加，并且H2含量也会随着温度升高而增大。同时温度升高降低了CO2浓度，对CO影响较小，对CH4生成量影响存在波动。在400℃工况下，污泥与棕榈果壳混合气化对合成气的生成具有协同促进作用，混合实际产气量大于独立气化产气量。相比污泥单独气化，棕榈果壳与污泥混合气化的碳转化率从10.89%增长到17.03%，气化率从9.25%增长到13.26%。
(2)研究了超临界水气化固液相剩余物中重金属的含量和赋存形态。超临界水气化后，重金属以更稳定的形态赋存在固相剩余物中，当棕榈果壳占混合物比例为20%时，重金属在固相中的分布比例大于80%。固相剩余物中的重金属毒性降低，重金属环境风险指数从303.78降低到184.30。棕榈果壳与污泥混合超临界水气化，固相剩余物中重金属赋存形态从交换态/可还原态/可氧化态向更加稳定的残渣态转化，使重金属更加稳定在固相中。在已有数据的基础上，以重金属Ni质量平衡为指示物研究了超临界水气化设备腐蚀规律，认为更高的温度和更低的压力有利于缓解反应釜内胆的腐蚀。
(3)研究了超临界水液相剩余物循环利用对气化产气和重金属迁移特性的影响。提出气化剩余液多次循环的工艺，分析认为具有可行性，能够降低水耗；实验结果表明，气化剩余液循环利用有利于催化气化产气及H2合成；同时有利于降低剩余液中重金属的排放量，减少环境污染风险。
通过实验研究和机理分析，本文得到高含碱金属的棕榈果壳对污泥超临界水气化产气具有促进作用，不仅能够提高合成气产气量，而且能促进重金属向固相剩余物富集并具有更高的稳定性。