源头分类后的高热值垃圾热利用基础研究

论文摘要

大量且快速增长的城市生活垃圾已成为日益严重的环境与社会问题。城市生活垃圾分类后的高热值垃圾制成的RDF(Refuse Derived Fuel,垃圾衍生燃料)具有密度高、燃烧稳定、产生的二次污染低等特点,成为国内外固废处理领域的研究热点。本文对城市生活垃圾源头分类后的高热值垃圾热化学转化与利用过程热解与燃烧特性、燃烧动力学以及污染物排放特性开展理论与实验研究。结合沈阳市泉园小区和北方医院社区持续一年的垃圾分类活动,获得居民生活垃圾各种组分构成以及能量分布的翔实数据。利用机械成型设备将高热值垃圾制备成RDF,进一步分析RDF的热利用可行性。利用热重分析实验研究单组分高热值垃圾的燃烧特性,并系统研究升温速率、气氛(不同比例的氧氮混合气体)等参数对RDF燃烧特性的影响规律,最终根据热重分析数据建立RDF燃烧反应动力学模型,得到热解与燃烧反应动力学参数。在小型流化床焚烧实验装置上开展RDF焚烧实验,研究二氧化硫、氮氧化物等主要污染物的排放特性,并分析焚烧温度等参数对污染排放的影响。最后对垃圾衍生燃料化技术的推广应用前景进行技术可行性和经济性分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 垃圾的产生及危害
• 1.1.1 垃圾的产生
• 1.1.2 垃圾的危害
• 1.2 垃圾处理技术及现状
• 1.2.1 处理技术
• 1.2.2 垃圾焚烧技术
• 1.3 垃圾衍生燃料技术（RDF）
• 1.3.1 RDF的分类和性质
• 1.3.2 RDF燃烧技术
• 1.3.3 RDF热利用污染物排放特性
• 1.4 RDF技术国内外研究现状以及应用前景
• 1.4.1 国外研究现状及趋势
• 1.4.2 国内研究现状及发展前景
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 沈阳城市生活垃圾源头分类及 RDF的制备
• 2.1 生活垃圾源头分类目的及意义
• 2.2 沈阳市生活垃圾源头分类实践研究
• 2.3 RDF的制备
• 2.3.1 物料的来源
• 2.3.2 物料的破碎及成型
• 2.4 RDF样品的物化特性
• 2.4.1 RDF样品的工业分析
• 2.4.2 RDF样品的元素分析
• 2.4.3 热值的测定
• 2.4.4 氯含量测定
• 2.5 结论
• 第3章 RDF热分析实验研究
• 3.1 前言
• 3.2 热重分析实验
• 3.2.1 实验样品及仪器
• 3.2.2 实验条件及方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 各组分燃烧特性分析
• 3.3.2 混合燃烧特性分析以及RDF样品1与样品2的对比
• 3.3.3 升温速率对RDF燃烧特性的影响
• 3.3.4 气氛对RDF燃烧特性的影响
• 3.3.5 各组分热解特性
• 3.3.6 各组分气化特性
• 3.4 反应动力学分析
• 3.4.1 燃烧动力学分析
• 3.4.2 热解动力学分析
• 3.4.3 气化动力学分析
• 3.5 结论
• 第4章 高热值垃圾燃烧污染物排放流化床实验研究
• 4.1 前言
• 4.2 流化床焚烧分析实验
• 4.2.1 实验设备
• 4.2.2 实验条件及方法
• 4.3 小型流化床实验分析
• 4.3.1 温度对SO2、 NOx的影响
• 4.3.2 过量空气系数对尾气的影响
• 4.3.3 不同气氛下的污染物排放量
• 4.4 流化床中试研究
• 4.5 结论
• 第5章 可行性研究及经济性分析
• 5.1 生活垃圾源头分类收集经济性分析
• 5.2 我国 RDF推广的可行性研究
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表 （含录用）的学术论文