文档介绍：东南大学
博士学位论文
城市生活垃圾两步法气化熔融焚烧技术研究
姓名:朱颖
申请学位级别:博士
专业:环境工程
指导教师:金保昇
20080530
城市生活垃圾两步法气化熔融焚烧技术研究摘要步法气化熔融焚烧工艺——,并建立了系统试验随着我的提高,“垃圾围城”现象日益严重,生活垃圾的有效处置已经关系到我国社会、经济的可持续发展,开发适合我国国情的高效垃圾处理技术迫在眉睫。气化熔融焚烧技术是在直接焚烧基础上发展起来的新一代废物处理技术,该技术可以实现彻底的无害化、显著的减容性、广泛的物料适应性和高效的能源与物资回收,被认为是世纪最具发展潜力的垃圾处理综合利用技术。为了促进气化熔融焚烧技术在我国的应用,本文结合我国城市生活垃圾特点,提出了两装置,在研究并掌握我国城市生活垃圾组分低温气化特性基础上,分别在该试验装置上进行城市生活垃圾流化床低温气化单元试验研究和气化熔融联动试验研究,检验该工艺系统运行稳定性的同时,对我国城市生活垃圾的低温气化特性、熔融特性和气化熔融后污染物生成特性进行了研究和分析。在热重一差热分析仪和固定床试验装置上,研究了我国城市生活垃圾典型组分及其混合物的低温气化失重规律和气化气体生成特性,:典型组分及其混合物气化过程中,失重速率峰随升温速率增大逐渐向高温侧移动,失重率随反应终温升高而增大,失重主要发生在妗℃温度区间;纸类和聚乙烯的气化反应活化能均随反应深入而不断增大,厨余的气化反应活化能变化曲线呈先增大后减小的趋势,三者混合物的反应活化能随气化反应的进行,在经过三次小幅波动后持续增大;气化反应过程中,牟斡肽苊飨源俳鳫纳桑珻的参与有助于生成更多的,气化气体中、虲纳闪烤娣从ξ露壬叨龃螅换旌衔锲从滩皇亲榉的简单迭加,存在各组分之间的相互作用。在常压循环流化床单元试验装置上,研究了城市生活垃圾组分在不同温度和过量空气系数虺艵下的低温气化规律。研究表明:气化产气率随的增大而显著增大,随温度变化不明显;生成气化气体低位热值随增大而减小,随温度的升高而增大;化学能转化率的变化范围:聚乙烯为%ィ究槲%,聚乙烯和木块混合物旌衔颽%%,厨余类混合物旌衔颾ァ%;聚乙烯的碳转化率和能量转化率均为ィ煌耆ǚ从θ人鹗饰;其余三种物料的碳转化率分别高于%、%和%,能量转化率分别高于%、%和%,炉渣不完全反应热损失率分别低于%、%和%;与固定床相比,流化床作为低温气化反应器可提高反应物的转化率和气化强度。,进行系统联动试验,研究了我国城市生活垃圾的气化熔融特性和污染物生成特性。研究表明:随气化温度的升高,气化气体中可燃组分含量均增大,气化气体低位热值增高,气化产气率变化不显著,能量转化率和碳转化率呈现增大的趋势;随的增大,气化气体中可燃组分含量减小,气化气体低位热值减小;产气率增大,能量转化率和碳转化率呈现增大的趋势;垃圾中适当保持一定水分含量,有利于提高其气化气体的热值;熔融炉温度在℃时,生成的飞灰融渣表面基本熔融,但内部仍有少量未熔融转变成玻璃相;与低温气化段生成的多环芳烃的含量和毒性相比,气化熔融后生成的的含量和毒性均明显降低,且其分布具有从固相向气相迁移的趋摘要
势;生成的融渣中难挥发性重金属和的固熔率均大于%。,,整个系统能够协调稳定运行,城市生活垃圾流化床气化生成气体燃烧可为后部熔融系统提供所需热源,使熔融炉达到飞灰熔融温度,固融飞灰中的重金属,有效降低尾气中的生成量,因此,该工艺能够实现城市生活垃圾的减量化、无害化和资源化处理。在试验研究的基础上,本文采用杂赡茏钚』椒ń⒘顺鞘猩罾讲椒ㄆ化熔融焚烧系统预测模型,模拟结果与已有文献和本文的试验结果吻合良好,证明其具有较高的可靠性。计算表明,采用两步法气化熔融焚烧技术处理我国城市生活原生垃圾,垃圾低位热值高于/,气化时为即可获得低位热值为/钠澹无辅助热源的条件下,,燃烧绝热火焰温度可达到℃。关键词:城市生活垃圾;气化熔融;流化床;旋风炉;多环芳烃;重金属;杂赡茏小化东南大学博士学位论文’
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