城市生活垃圾破碎機的研制及粒徑對垃圾熱解氣化特性的影響研究.pdf

1、為了提高城市生活垃圾資源化處理的效率，需要對垃圾進行破碎預處理，我國對垃圾的破碎都主要是針對垃圾中的硬質和脆性物料，破碎設備以錘式破碎機和沖擊式破碎機為主，但由于有機生活垃圾中高韌性、低硬度的固體廢棄物如修剪下來的樹枝、舊橡膠輪胎、塑料和紙等含量較大，而沖擊破碎的方式對含水率要求高和對韌性物料破碎效果差的缺點遠遠滿足不了對有機垃圾破碎的要求。
　　 本文針對有機城市生活垃圾密度小、間隙大、低硬度和韌性物質含量高的特點，提出了垃圾

2、壓縮剪切破碎的新方法并設計制造了一臺實驗型垃圾破碎機，通過破碎實驗對這種破碎方法的可行性以及影響破碎機性能的因素進行了分析和探討。并對破碎后粒徑對城市生活垃圾熱解和水蒸汽氣化特性的影響進行了研究。
　　 （1）采用某一組分的城市生活垃圾(廚余57.6wt.％，紙板6.9wt.％，織物7.2wt.％，木竹19.7wt.％，塑料8.6wt.％)作為實驗原料，在實驗型破碎機上進行垃圾破碎實驗，以破碎產品粒徑分布和破碎單位功耗作為衡量指

3、標，探討破碎機工作參數如壓縮室壓力、轉子轉速、刀片間距、工作負荷和進料方式對破碎機性能的影響。結果表明：實驗型破碎機能夠有效地對有機生活垃圾進行破碎處理，在最佳工況下，破碎產品中粒徑達到設計要求(粒徑小于10mm)的顆粒重量百分含量為85.7％，破碎單位功耗為13.2J/g；垃圾在破碎前受到壓力越大，破碎效果越好，單位能耗越低；增加轉速雖然能降低破碎能耗，但是影響破碎產品質量；減小刀片間隙可以提高產品中小粒徑顆粒的比重，但能耗較高，對于

4、韌性高的物料如塑料的破碎，刀片間隙應相應地減小，使破碎空間等于或稍小于破碎要求粒；為了保證生產過程的穩(wěn)定性和安全性，需嚴格控制垃圾破碎機工作負荷，在負荷允許的范圍內進行生產操作；與單向進料的破碎方式相比，雙向進料提高了破碎機的工作效率，降低了破碎單位能耗，對破碎產品的粒徑分布影響不明顯。
　　 （2）通過改變垃圾組分、含水率和原料尺寸，探討原料自身特性對破碎機性能的影響。結果表明：新型破碎機能夠用于不同類固體廢棄物的破碎處理，但

5、對于低硬度物料的破碎更有效；物料中含水率的增加不利于垃圾的破碎，且在低工作壓力下，含水率對破碎產品質量和單位能耗的影響更顯著；垃圾原料尺寸對破碎產品粒徑分布的影響不明顯，原料尺寸越小破碎能耗越低。
　　 （3）將破碎后的產品進行篩分，采用自行設計的管式爐熱解反應器和上吸式固定床氣化反應器作為小試平臺，探討粒徑在不同的溫度下對垃圾熱解和水蒸氣氣化特性的影響。結果表明：增加反應溫度可以降低焦油和焦炭產率，提高氣體產量；粒徑越小氣體產

6、量越高，焦油和焦炭量越低；粒徑的影響隨著溫度的升高逐漸減??；熱解和氣化燃氣中H2和CO的含量隨著粒徑的減小而增加，CO2降低；熱解和氣化溫度越高，原料粒徑越小，反應進行的越完全，殘留的焦炭中C和H元素含量越低，灰分的含量相對增加。
　　 （4）以自行研制的垃圾壓縮裝置作為實驗平臺，探討垃圾粒徑和壓力對垃圾體積壓縮比的影響。在自制的連續(xù)性進料的固定床催化熱解爐中進行了中試研究，探討粒徑和進料壓力對垃圾催化熱解產氣特性的影響，得出了