城市生活垃圾热解设备与特性的研究

发布时间：2020-06-19 17:30

【摘要】： 国家经济水平的提高,促进了社会生活的消费,伴随而来的是生活垃圾的大量增加,垃圾问题已经困扰着我们的世界。传统的垃圾处理方式或污染环境、或浪费土地和资源,因此开发新的垃圾处理方法与工艺势在必行。相比其他垃圾处理方式,垃圾热解法具有环境友好性强、能源化比例高、有较高的经济效益等优势,成为垃圾处理方法的新的研究课题。本研究的重点是无筛分城市垃圾热解实用技术和设备的研发。针对我国城市垃圾成分的特点,依靠垃圾自身热解产生的热量为热源,自行设计研制出日处理5吨垃圾的垃圾热解设备,完成全部运行调试工作。设备中主热解炉在起炉阶段使用煤碳作热源,运行后用垃圾自身热解后产生的垃圾碳作为热源。副热解炉利用主热解炉产生的热解气和烟气热作为热源,并有剩余的热解气作为能源输出,很好的完成了垃圾热解能源化和减量化的设计思想。在本文的热解设备的设计过程中,首次采用了外热式与内热式相结合、主热解炉与副热解炉耦合使用的具有连续工作能力的固定床垃圾热解设备。文中建立了城市垃圾热解数学模型,包括燃烧室、主热解炉和副热解炉的数学模型。利用多孔介质理论对混合垃圾的热物性进行了分析,取得较好的模拟效果。通过与垃圾热解理论研究结果的对比分析,得到了垃圾热解实用装置在热解温度、产气量和产气规律等方面的特性,为垃圾热解技术的实用化提供了可参考的理论依据。本文还针对城市垃圾的主要成分,从其分子结构出发,依据热重和微分热重(TG/DTG)曲线、工业分析和元素分析数据,详细分析了热解过程可能出现的相关化学反应,得出一些垃圾热解机理的模型。由此建立了生物质类和塑料类垃圾热解的动力模型,可应用该模型预测热解过程中任意时间或温度下原始成分试样和各阶段产物的质量随温度的变化情况,以指导和优化反应器的设计和运行。研究的结果证明,对于同一类物质尽管由于添加的成分有一定的区别,导致热解过程在温度和时间上有一些差别,但总的热解机理基本相似。热解温度范围和热解时间间隔相近,可以用同一个热解模型进行模拟,得到了令人满意的结果。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X799.3
【图文】：

工艺流程图,垃圾热解,工艺流程

图 1.5 垃圾热解工艺流程垃圾热解过程中废弃物的有机成分转化为能量，具有较好的经济性；热解系统的二次污染小，环境更安全。热解在无氧或缺氧的条件下进行，减少了二VA英的生成。热解的固体产物是垃圾碳，腐植性物质少，分拣后分别可作为化工或建材原料使用。1.3 垃圾处理方法效益评价垃圾处理的基本原则是减量化、无害化和资源化。垃圾处理方式应在保证减量化和无害化的同时提高能源化比例。合理的垃圾处理方法应具有环境、经济和社会三方面的效益。就环境效益而言，卫生填埋处理垃圾的量大，土地消耗量大。垃圾腐烂过程中产生的有害物渗透液污染地下水，可引发不堪设想的后果，如果填埋时处理不当易造成臭气四溢、蚊蝇等害虫孳生。另外，垃圾填埋场产生的大量可燃气体可以发生爆炸。填埋垃圾后的土地，如果处理措施得当，表层填土后，10 年后可

热解技术,热解物,热解过程,含氧量

法使被加热的物质发生化学反应，改进被热解物质的品质是据热解过程中的工艺参数，分为碳化（生产木炭）、气化（产热解油）三种工艺。焚烧和热解技术的出现推动了人类社明上了一个新台阶。到 20 世纪 20 年代大规模开发使用石油渐地远离了人类生活的范围。近年来，全球的能源危机迫使向了焚烧和热解技术上。怎样在短时间内迅速将物质转化为体是研究的焦点。焚烧和热解技术研究的最终目的是：（1）设计或选择适（2）根据被焚烧和热解物质的特性选择恰当的加热方式和因此研究者有必要对现有的焚烧和热解设备进行分析研究根据物料被加热过程中含氧量的多少，加热过程分别含氧量充足者为焚烧过程，缺氧或无氧状态下为热解过程。差别，使之对应的设备产生了相应的变化。分别为焚烧设

【引证文献】