生活垃圾流化床气化及其二恶英生成特性的试验研究

论文摘要

随着经济的高速增长、人民生活水平的提高以及城市化进程的加剧,作为城市居民日常生活副产品的城市生活垃圾的处理受到全社会的普遍关注。目前,气化熔融技术以其彻底的无害化、显著的减容性、广泛的物料适应性和高效的能源与物质回收性等特点而备受关注,也被认为是21世纪最具潜力的焚烧处理替代技术。因此,在借鉴国外研究成果的基础上开发适合我国垃圾特性的气化熔融技术具有重要的现实意义。本文采用流化床气化熔融方案,对城市生活垃圾典型的高聚物组分PE和橡胶以及生物质组分纸类和木竹进行了流化床气化,研究了气化产物的特性,包括气化气的组分、气化气的产率和热值、非气相产物的组成、气化产物的质量分布和能量分布情况以及气化飞灰的燃烧特性和熔融特性。本文对模拟混合垃圾进行了气化试验,研究了温度对气化产物特性的影响。结果表明,温度的升高对气化反应具有积极的影响。随着温度的升高,气化气产率和热值增加,焦油的含量下降,气化产物的质量分数和能量转化率提高。在750℃时,气化反应进行的比较充分,气化产物的总质量分数和能量转化率分别为93.25%和85.69%。气化飞灰的灰熔点在熔融的温度范围内,能够顺利的实现飞灰熔融。本文对模拟垃圾流化床气化工况下二恶英的产生情况进行了研究。结果表明,试验条件下过量空气系数的减少能够有效地抑制二恶英的产生。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 城市生活垃圾的产生情况
• 1.3 城市生活垃圾的特性和危害
• 1.3.1 城市生活垃圾的特性
• 1.3.2 城市生活垃圾的危害
• 1.4 城市生活垃圾的处理技术
• 1.4.1 西门子气化熔融技术
• 1.4.2 热选技术
• 1.4.3 流化床气化熔融技术
• 1.4.4 高炉型直接气化熔融技术
• 1.5 本文的研究背景及意义
• 1.6 本文的主要内容
• 2 高聚物类的流化床气化特性
• 2.1 引言
• 2.2 试验物料的理化特性
• 2.3 试验装置
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 试验条件和工况
• 2.4.2 试验过程
• 2.4.3 数据处理方法
• 2.5 试验结果和分析
• 2.5.1 气化温度对气化气特性的影响
• 2.5.2 气化温度对非气相产物的影响
• 2.5.3 气化产物的质量分布和能量分布
• 2.5.4 气化飞灰的特性
• 2.6 本章小结
• 3 生物质类的流化床气化特性
• 3.1 引言
• 3.2 试验物料的理化特性
• 3.3 试验装置和试验方法
• 3.4 试验结果和分析
• 3.4.1 气化温度对气化气特性的影响
• 3.4.2 气化温度对非气相产物的影响
• 3.4.3 气化产物的质量分布和能量分布
• 3.4.4 气化飞灰的特性
• 3.5 本章小结
• 4 模拟垃圾的流化床气化特性
• 4.1 引言
• 4.2 模拟混合垃圾的配制
• 4.3 试验装置与方法
• 4.4 试验结果和分析
• 4.4.1 气化温度对气化气特性的影响
• 4.4.2 气化温度对非气相产物的影响
• 4.4.3 气化产物的质量分布和能量分布
• 4.4.4 气化飞灰的特性
• 4.5 本章小结
• 5 模拟垃圾气化过程中二恶英的形成
• 5.1 引言
• 5.2 试验物料
• 5.3 试验装置与方法
• 5.3.1 试验条件和工况的选择
• 5.3.2 试验过程
• 5.3.3 二恶英样品的预处理和分析方法
• 5.4 试验结果和分析
• 5.4.1 过量空气系数对二恶英生成量的影响
• 5.4.2 无机氯与有机氯的分布情况
• 5.5 本章小结
• 6 全文总结及展望
• 6.1 本文研究工作总结
• 6.2 下一步的工作展望
• 参考文献
• 作者简历