生活垃圾的气化燃烧特性及其反应速率模型

论文摘要

随着人们生活水平的提高以及城市化的发展,生活垃圾的产量日趋增多,对环境造成很大的压力。焚烧法处理生活垃圾因其良好的减容、减量和资源化的特点发展较快。本文分别在热分析仪和垃圾焚烧实验炉上进行实验,研究了垃圾的失重特性及其动力学,在此基础上建立能够用垃圾单组分的失重特性来预测垃圾混合组分失重特性的反应速率模型。①热解和燃烧实验结果表明,垃圾单组分和混合组分在热解过程中经历了脱水阶段和挥发分的析出阶段,而其燃烧过程经历了脱水、挥发分的析出和燃烧、固定碳的燃烧三个阶段;通过动力学研究,得到了能够准确反映垃圾各组分热解和燃烧反应的机理方程,并求得各组分在各反应阶段的活化能E和频率因子A。②在垃圾焚烧实验炉上进行的垃圾气化燃烧实验结果表明,各组分的气化燃烧过程集中在某个时间段内完成,通过动力学研究,得到了能够准确反映垃圾各组分气化燃烧反应的机理方程,并求得相应的活化能E和频率因子A。③对垃圾各单组分的失重结果进行分析计算,建立了垃圾混合组分的反应速率模型: ,此模型反映了垃圾混合组分与构成混合垃圾各单组分之间的速率关系,利用此速率模型,可以通过垃圾单组分的反应速率来计算由单组分构成的垃圾混合组分的反应速率。④研究表明,供风含氧量和炉温的提高能够促进垃圾气化燃烧反应的进行,并且能够提高垃圾的气化燃烧反应速率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 我国城市生活垃圾的组成及特点
• 1.3 垃圾气化燃烧的研究现状
• 1.3.1 垃圾焚烧技术的发展
• 1.3.2 垃圾气化燃烧的研究现状
• 1.3.3 垃圾气化燃烧研究中存在的不足
• 1.4 本文的研究目的及主要内容
• 2 城市生活垃圾的TG-DSC 同步热分析实验研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验条件及样品的选取
• 2.3 实验结果及分析
• 2.3.1 垃圾单组分的热解特性及其动力学
• 2.3.2 垃圾单组分的燃烧特性及其动力学
• 2.3.3 垃圾混合组分的热解特性及其动力学
• 2.3.4 垃圾混合组分的燃烧特性及其动力学
• 2.3.5 垃圾混合组分反应速率的数学模型
• 3 城市生活垃圾的气化燃烧实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验条件及样品的选取
• 3.3 实验结果及分析
• 3.3.1 垃圾单组分的气化燃烧特性及其动力学
• 3.3.2 垃圾混合组分的气化燃烧特性及其动力学
• 3.3.3 垃圾混合组分反应速率的数学模型
• 3.3.4 供风含氧量对垃圾气化燃烧失重特性的影响
• 3.3.5 炉温对垃圾气化燃烧失重特性的影响
• 4 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目