城市生活垃圾外熱式熱解技術的研究.pdf

1、資源與環(huán)境是21世紀的兩大主題，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，各國政府對垃圾處理技術標準的提高，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)應用方面受到阻礙。 垃圾熱解技術具有二次污染小，無害化徹底，資源化程度高的特點，是處理垃圾的重要技術之一，

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組分作為研究對象，主要從以下幾個方面開展研究： 深入探討了城市生活垃圾熱解的原理、工藝與反應過程，全面總結了垃圾熱解技術國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀與進展以及城市生活垃圾熱解技術的優(yōu)點，對國外典型垃圾熱解工藝作出了科學的分析與比較； 采用TG－DTG分析方法對典型的有機垃圾組分：木屑，廢紙張，織物以及廢塑料PVC的熱失重特性作了詳細深入的分析，并建立了多階段一

3、級反應模型，獲取了各組分在各溫度區(qū)間內(nèi)的熱解動力學參數(shù)； 在自行設計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驗研究，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、熱解溶液以及熱解殘留半焦的特性，結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、極性中性物等幾個大類之后利用GC/MS來進行分析，獲得

5、焦油組分的構成信息。 自行研發(fā)了生物質粉體供熱城市生活垃圾外熱式熱解新工藝，并做了大量的實驗研究，結果表明：用生物質直接燃燒技術為垃圾熱解供熱，具有獨創(chuàng)性，該外熱式熱解系統(tǒng)運行穩(wěn)定，產(chǎn)氣率較高，可達45％以上；熱解結束后，在高溫下通入水蒸氣，能實現(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