城市生活垃圾外熱式熱解技術(shù)的研究.pdf

1、資源與環(huán)境是21世紀(jì)的兩大主題，城市生活垃圾處理是這兩大主題中的重要課題。隨著人們環(huán)境資源意識的增強(qiáng)，各國政府對垃圾處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提高，傳統(tǒng)的垃圾處理主要方法填埋、堆肥、焚燒三種技術(shù)日益顯示出其缺陷，如垃圾填埋占用大片土地，堆肥法處理量小、效率低，焚燒法容易產(chǎn)生二次污染，特別是二惡英(Dioxins)的污染問題，使其在工業(yè)應(yīng)用方面受到阻礙。 垃圾熱解技術(shù)具有二次污染小，無害化徹底，資源化程度高的特點(diǎn)，是處理垃圾的重要技術(shù)之一，

2、正引起世界各國研究者的廣泛重視。 本文以城市生活垃圾典型有機(jī)組分作為研究對象，主要從以下幾個(gè)方面開展研究： 深入探討了城市生活垃圾熱解的原理、工藝與反應(yīng)過程，全面總結(jié)了垃圾熱解技術(shù)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展以及城市生活垃圾熱解技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，對國外典型垃圾熱解工藝作出了科學(xué)的分析與比較； 采用TG－DTG分析方法對典型的有機(jī)垃圾組分：木屑，廢紙張，織物以及廢塑料PVC的熱失重特性作了詳細(xì)深入的分析，并建立了多階段一

3、級反應(yīng)模型，獲取了各組分在各溫度區(qū)間內(nèi)的熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)； 在自行設(shè)計(jì)的外熱式熱解爐裝置平臺上對城市生活垃圾的熱解做了大量的實(shí)驗(yàn)研究，深入分析了城市生活垃圾外熱式熱解在不同工況下的產(chǎn)物分布情況、產(chǎn)氣特性、熱解氣體性質(zhì)、熱解溶液以及熱解殘留半焦的特性，結(jié)果表明熱解溫度是影響城市生活垃圾熱解過程的最重要的參數(shù)；隨著溫度的上升，氣體產(chǎn)率迅速增加，熱解溶液產(chǎn)率和半焦產(chǎn)率則呈下降趨勢。熱解氣體主要由CO、H2、CH4、CO2組成，隨著熱解

4、溫度的升高，CO、H2的含量逐漸升高；熱解氣體的熱值并不隨著熱解溫度升高而升高，而是有一個(gè)最大值；隨著熱解溫度的升高，熱解半焦的熱值呈上升的趨勢；熱解溶液中絕大部分是水分和揮發(fā)分，固定碳和灰分含量很低，二者之和也不足3％。 建立了垃圾熱解焦油的成分分析方法：液液分離——GC/MS，通過蒸發(fā)、萃取和分離等化學(xué)分離方法將城市生活垃圾熱解產(chǎn)生的焦油分成酸性組分、堿性組分、非極性、極性中性物等幾個(gè)大類之后利用GC/MS來進(jìn)行分析，獲得

5、焦油組分的構(gòu)成信息。 自行研發(fā)了生物質(zhì)粉體供熱城市生活垃圾外熱式熱解新工藝，并做了大量的實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明：用生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)為垃圾熱解供熱，具有獨(dú)創(chuàng)性，該外熱式熱解系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)氣率較高，可達(dá)45％以上；熱解結(jié)束后，在高溫下通入水蒸氣，能實(shí)現(xiàn)絕大部分殘留碳的氣化；該工藝熱解產(chǎn)生的氣體熱值在14～16MJ之間，是內(nèi)熱式熱解氣體熱值的3倍；利用專業(yè)流體軟件Fluent較好的模擬了該系統(tǒng)燃燒室和熱解室的溫度場，為以后系統(tǒng)優(yōu)化提