餐廚垃圾熱解實驗研究及快速熱解反應器的設計.pdf

1、隨著我國經濟的迅速發(fā)展，居民生活水平不斷提高，餐廚垃圾的產生量日益增大。然而，大部分餐廚垃圾尚未得到有效合理的處理利用。熱解方法由于能夠有效實現固體廢棄物的無害化、減量化、資源化利用而在固體廢棄物處理方面得到廣泛應用。本文圍繞熱解方法處理餐廚垃圾進行了一系列的研究。
　　利用熱重-紅外聯用技術及管式爐反應器研究了餐廚垃圾的熱解行為。首先進行了餐廚垃圾的熱解動力學計算。餐廚垃圾的熱解過程分為兩個階段，溫度區(qū)間分別為30～354℃、3

2、54～650℃。兩個階段熱解動力學反應模型函數積分形式均為g(α)=(1-α)-1-1，但第二階段活化能較大，熱解過程第二階段需要更高的反應能量。熱解溫度為500℃時可基本滿足餐廚垃圾的減量化處理要求。對升溫速率為19.75℃/min，熱解終溫為500℃的熱解產物進行了分析。結果表明，氣體產物主要是CO和CH4；固體產物焦的恒容低位發(fā)熱量為20.33 MJ/kg；液體產物焦油主要是醇和烴，占焦油總量的70.55%。通過分析不同熱解溫度焦

3、的紅外譜圖、元素組成及熱解過程的小分子氣體釋放規(guī)律，探究了餐廚垃圾的熱解機理。290℃時，餐廚垃圾中肽鍵斷裂，釋放出大量CO2和CO；350℃時，脂類化合物已經完全分解或揮發(fā)；500℃時，焦中甲基及亞甲基峰消失，釋放出大量烴類；未分解的物質主要是淀粉。最后考察了升溫速率對熱解產物分布的影響。提高升溫速率，焦收率基本不變，焦油收率下降，氣體產物收率增加。
　　對餐廚垃圾熱解產物焦進行了氣化實驗研究。在熱重分析儀內進行了餐廚垃圾熱解焦

4、的CO2氣化實驗，使用混合反應模型求得餐廚垃圾熱解焦的氣化動力學參數。在管式爐反應器內進行了餐廚垃圾熱解焦的CO2及水蒸氣氣化實驗，考察氣化溫度對產氣量及氣體成分的影響。結果表明，800℃時，餐廚垃圾熱解焦即可完全氣化。提高氣化溫度，氣化產氣量及產氣速率增加。CO2氣化氣體產物主要是CO，水蒸氣氣化氣體產物主要是CO、H2和CO2。水蒸氣氣化溫度明顯低于CO2氣化溫度；提高氣化溫度，水蒸氣氣化氣中CO含量升高，CO2含量降低，這些現象可