生物質(zhì)復配制備成型燃料的試驗研究.pdf

1、近年來，隨著城市生活垃圾產(chǎn)生量不斷增長和填埋場剩余庫容的大幅減少，如何處理城市生活垃圾問題變得極其重要。目前單一的傳統(tǒng)垃圾處理技術(shù)如衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥等已經(jīng)無法滿足混合垃圾減量化、資源化和無害化處理要求，同時也造成生活垃圾中大量高含水率有機組分和可回收利用組分的極大浪費。生活垃圾生物干化預處理后復配生物質(zhì)制備成型燃料技術(shù)有效的利用了生活垃圾中易腐有機物，大大降低了由于易腐有機物造成二次污染問題，但目前生活垃圾生物干化技術(shù)還不完善，惡臭

2、污染問題未得到有效改善，同時垃圾生物干化和燃料成型技術(shù)的耦合鮮有報道。本課題采用自制生物干化裝置深入探討了生活垃圾生物干化的試驗條件，試圖通過改變生物干化操作條件改善源頭臭氣釋放問題；同時研究了利用干化產(chǎn)物與生物質(zhì)木屑、污泥復配制備成型燃料的成型工藝參數(shù)，通過熱重測試分析了干化產(chǎn)物與生物質(zhì)木屑（污泥）不同復配比例的成型燃料燃燒機理，研究其基本燃燒特性參數(shù)和燃燒動力學特性。通過研究，為濕垃圾制備成型燃料的應(yīng)用提供有價值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為城市生

3、活濕垃圾的處理和利用提供一種新的途經(jīng)。
　?。?）生活垃圾生物干化脫水條件優(yōu)化試驗。
　　本文通過調(diào)整物料碳氮比、接種外源菌劑、控制通風量、添加綠化廢物四組單因素對生活垃圾進行了生物干化脫水效果的研究，結(jié)果顯示：生活垃圾經(jīng)過12d生物干化后含水率均大大下降，垃圾發(fā)熱量也快速增加，基本上生物干化8d左右能達到7000 kJ/kg的經(jīng)濟性焚燒熱值。生活垃圾生物干燥效果最佳C/N為20.7，消耗每g可降解有機物可去除水分1.95g

4、，同時相較于C/N為15試驗組NH3釋放濃度大大降低。接種外源微生物可加快有機物降解腐熟，對生活垃圾脫水效果也有促進作用，垃圾專用菌、污泥源菌劑和垃圾滲濾液源菌劑接種試驗組垃圾脫水率分別比空白組約高出2.0％，0.8%，6.6%；合適的通風量有利于堆體溫度升高，通風量為0.4 L/(kg·min)堆體溫度均高于其他試驗組，過大或過小通風量均不利于堆體溫度積累。通風量增加，NH3釋放濃度逐漸減小，單位可降解有機物脫水能力呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢

5、。添加綠化廢物有利于增加堆體內(nèi)部空隙實現(xiàn)堆體溫度迅速上升，同時有利于降低NH3釋放濃度。添加量為200g/kg堆體升溫啟動較快，在生物干化2d后達到最高堆體溫度57℃，單位可降解有機物脫水能力高達1.61kg/kg；
　　綜上所述，經(jīng)過單因素逐級優(yōu)化試驗得出生活垃圾生物干化最佳試驗參數(shù)：最佳C/N為20.7，垃圾滲濾液源菌劑脫水效果最佳，考慮到能量耗損，通風量選取0.4 L/(kg·min)；綠化廢物添加量為200g/kg與生活垃

6、圾共處理脫水效果最佳。
　?。?）成型燃料的成型工藝參數(shù)研究。
　　采用XQ-5嵌樣機裝置對干化產(chǎn)物與生物質(zhì)木屑、污泥復配進行了成型工藝參數(shù)的研究，結(jié)果表明：成型壓力、粒度、添加劑均對成型密度有一定的影響；成型壓力超過35Mpa后對成型密度影響不大；小粒徑干化產(chǎn)物有利于壓縮成型；添加污泥的成型燃料密度迅速增大，但成型燃料熱值有小幅下降；添加木屑對成型密度影響不大，但增加了成型燃料發(fā)熱量。采用熱壓成型及熱壓成型過程添加塑料薄膜

7、有利于改善成型燃料的抗?jié)B水性能。在以污泥為粘結(jié)劑，干化產(chǎn)物與木屑復配成型的正交試驗中，得到了制備成型燃料的最佳試驗條件：成型壓力為30Mpa，污泥、木屑添加量為10%，含水率為10%。
　?。?）成型燃料燃燒特性及燃燒動力學研究。
　　采用熱重分析技術(shù)對典型垃圾單組分及干化產(chǎn)物與木屑(污泥)復配而成的成型燃料進行燃燒特性分析，結(jié)果顯示：污泥的著火溫度最低，木屑著火溫度較高；摻混木屑的成型燃料著火溫度隨摻混比例增加而略有降低，