烟气气氛下生物质垃圾热解过程研究

发布时间：2020-11-05 17:05

　　 随着社会发展,城市垃圾的处理问题日趋严重,热解技术在垃圾“三化”方面优势明显,发展前景较好。基于前期研究,本文提出一种新的垃圾处理工艺,即生物质垃圾热解-低热值热解气燃烧循环工艺。本文首先进行了TG-FTIR联用实验,获得了升温速率、样品粒径以及热解气氛等因素对热解过程的影响规律,并通过热动力学分析获得了指前因子和表观活化能等数据。实验发现,烟气气氛较氮气气氛更有助于生物质热解,且较大粒径(0.9mm)比较小粒径(0.1mm)热解效果好,随着升温速率的提升,反应时间缩短,热解更加彻底。其次进行了管式炉热解实验,结果表明,烟气气氛下0.9mm粒径的样品产气强度大,随着热解终温提高,残余物中固定碳含量降低,延长气相滞留时间,有助于二次裂解,提高热解气品质。而后进行了连续热解实验,获得了进料量及烟气量对热解的影响规律。结果显示,富氧工况下,热解气低位热值更高,且随着富氧比例的提高,热值增长趋势逐渐变缓。当甲烷流量为3 L/min,氧气流量为3.67 L/min,空气流量为16.67L/min,进料量为0.013kg/min时,热解气低位热值达到3.95MJ/m3。最后利用Aspen Plus流程模拟软件进行模拟实验,获得了富氧比例、烟气含氧量等对热解过程的影响规律,模拟结果与实验结果趋势一致。本文的研究结果为生物质垃圾热解-低热值热解气燃烧循环工艺的实施积累了技术数据和理论支撑。
【学位单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TK6
【部分图文】：

法是通过微生物，将垃圾中的有机物进行分解，在化学反应中气相互作用，释放出水、二氧化碳和热量，生成腐殖质，增加肥法能够对垃圾进行减量化的同时进行资源化，产生化肥、沼气条件限制较多，且微生物对于有机物的代谢分解有其选择性和堆肥法处理量小、周期时间长、效率低，不适合大型的垃圾处成本高，经济效果差[9]。焚烧主要是将垃圾进行高温分解，并进行深度氧化的综合处理有害废料分解，转化为无害的物质，垃圾减量化处理程度高，圾相对较简便、高效，但是其弊病也十分明显，主要包括：环成本高、处理工艺复杂、资源浪费较为严重等方面。而且，大处理对垃圾具有选择性、垃圾焚烧只是把部分污染物由固态转量和总体积不仅没有缩小，而且还有所增加[10]。环保意识的增强，热解已经成为一项新的垃圾处理技术，正被。生物质热解就是在热作用下生物质中的有机物质发生的分解过程示意图如图 1.1 所示。

从传统垃圾的处理到热解技术的逐渐成熟，对于热解的加强，无论是热解影响因素，还是热解工艺和装置，以及精这一技术正在逐渐被完善。主要研究内容题背景源危机的加重、环保意识的增强、新能源研究的不断深入可再生的能源必将受到越来越多的关注；另一方面，热解技也带动了生物质废弃物的高效利用。质热解气化过程中加入适量的二氧化碳、水蒸气或者氧气可且能够显著提高生物质热解气热值，促进焦油的二次反应热解产物品质。鉴于此，本课题组提出一种生物质垃圾热循环工艺[61]，系统图如图 1.2 所示。

、载气比例及流速等参数，获得不同工况下的实验数据，提供数据支撑，傅里叶红外光谱技术可以对带有偶极矩的用技术可以更好地探究热解产气特性。热动力学分析可以深入了解反应机理及过程。法叶变换红外光谱联用技术（以下将简称 TG-FTIR 技术的气氛中对测试样品质量随温度或者时间的变化进行定量质分子振动-转动的能级跃迁所引起的对红外辐射的特征产物进行分析，具有操作简便，限制较少等优点，已成为具，得到了广泛应用[62]。本课题研究，亦将先采用 TG-生物质的热解失重及产气情况进行对比分析。TIR 热解实验设备
【参考文献】

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本文编号：2871932