城市生活垃圾与棉秆成型燃料混合燃烧特性研究
发布时间：2021-04-05 07:41
针对目前城市生活垃圾与生物质混合燃烧处理中因生物质原料未经预处理而存在的能量密度低、含水率高,直接燃烧会降低焚烧炉内燃烧温度、湿烟气排放量增大等问题,本文采用生物质成型燃料替代未经预处理的生物质,与城市生活垃圾进行混合燃烧并对其燃烧过程中的关键科学问题进行了深入研究:探究了城市生活垃圾与棉秆成型燃料在N2/02与CO2/O2两种气氛下的混合燃烧特性与反应动力学;阐析了棉秆成型燃料中碱金属/碱土金属（AAEMs）在城市生活垃圾与棉秆成型燃料共热解过程中的作用机制;揭示了混合物燃烧过程中污染物CO、NO的释放规律和重金属的迁移特性,主要研究工作和结论如下:（1）采用热重分析法,对比分析了不同掺混比的城市生活垃圾（MSW）和棉秆成型燃料（CSB）在N2/02和CO2/02两种气氛下的燃烧特性和反应动力学。结果表明:掺混后两者混合物的着火和燃尽特性得到改善;C02替代N2可提高混合物燃尽温度、增加燃烧后残余质量,混合物高温阶段的反应受气氛影响较大。证实了 MSW和CSB混燃过程中存在协同作用,并且均在CSB掺混比为40%和50%时表现显著。n阶反应模型能较好地模拟MSW、CSB及两者混合物的燃...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１全国垃圾焚烧厂的历年投运数量［１６ｊ??Ｆｉｇ?１．１?Ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｗａｓｔｅ?ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ?ｐｌａｎｔ?ｉｎ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ?ｏｖｅｒ?ｔｈｅ?ｙｅａｒｓ??
图２．２?Ｎ２／０２气氛下城市生活垃圾混合样中单个组分燃烧曲线：（ａ）纸张、织物和竹木的??ＴＧ曲线；（ｂ）纸张、织物和竹木的ＤＴＧ曲线；（ｃ）厨余、塑料和橡胶的ＴＧ曲线；（ｄ）厨余、??塑料和橡胶的ＤＴＧ曲线??Ｆｉｇ?２．２?ＴＧ?ａｎｄ?ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｆｏｒ?ｓｉｎｇｌｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?ｏｆ?ＭＳＷ?ｕｎｄｅｒ?Ｎ２／Ｏ２?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ：?（ａ）??ＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?Ｐａｐｅｒ，?Ｔｅｘｔｉｌｅｓ?ａｎｄ?ＢＢ＆ＷＤ；?（ｂ）?ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?Ｐａｐｅｒ，?Ｔｅｘｔｉｌｅｓ?ａｎｄ??ＢＢ＆ＷＤ；?（ｃ）?ＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＦＷ＆ＦＰ，?Ｐｌａｓｔｉｃ?ａｎｄ?Ｒｕｂｂｅｒ；?（ｄ）?ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＦＷ＆ＦＰ，??Ｐｌａｓｔｉｃ?ａｎｄ?Ｒｕｂｂｅｒ??山图２．２（ａ）和（ｂ）可知，纸张和竹木的前两个质量损失峰出现在相似的温度区??２１??
合肥工业大学博士研究生学位论文??图２．３给出了?Ｎ２／〇２气氛下ＭＳＷ、ＣＳＢ及不同掺混比下混合物样品的ＴＧ与??ＤＴＧ曲线图。可以看出，在Ｎ２／０２气氛下所有混合物的ＴＧ与ＤＴＧ曲线均位于两??者物质各自的ＴＧ与ＤＴＧ曲线之间。Ｆａｎ［１Ｇ２］在ＭＳＷ和油页岩共混燃烧的研宄中??也观察到类似的现象。随着混合物中ＣＳＢ的质量比例增加，３９０°Ｃ以内ＴＧ曲线的??变化较小，但ＤＴＧ曲线上的最大失重速率逐渐降低，可知ＴＧ与ＤＴＧ曲线的多??样性得到了扩展。所有样品在Ｎ２／０２气氛下的燃烧特性参数如着火温度、燃尽温??度、失重峰峰值速率与相对应的温度、平均失重速率、燃烧残余质量及综合燃烧??特性指数见表２．２。随着混合物中ＣＳＢ的质量比例增加，混合物样品的总失重量??逐渐降低，燃烧后的残余质量增加。当共混物中ＣＳＢ质量比为２０％和８０％时，??第二失重峰的质量损失速率高于第三个失重峰，此情况类似于ＣＳＢ和ＭＳＷ单独??燃烧时特性；而在ＣＳＢ质量比为４０％、５０％和６０％时，第二个失重峰质量损失速??率低于第三个失重峰
【参考文献】：
期刊论文
[1]垃圾变资源!这不是魔法,而是垃圾分类[J]. 肖潇,殷哲伦. 创新时代. 2017(06)
[2]我国生活垃圾焚烧处理技术回顾与展望[J]. 张益. 环境保护. 2016(13)
[3]污泥掺烧生物质的重金属排放特性研究[J]. 贾红娟,任强强,王昕,那永洁. 洁净煤技术. 2016(02)
[4]碱/碱土金属浸渍对酸洗生物质热解影响研究[J]. 刘金淼,马欣欣,黄燕,何艳峰,刘广青. 北京化工大学学报(自然科学版). 2015(05)
[5]酸洗污泥与煤共燃烧过程中重金属的迁移分布研究[J]. 张日旭,蒋旭光,池涌,严建华. 燃料化学学报. 2015(07)
[6]大颗粒木质成型燃料燃烧过程烟气排放特性[J]. 陈国华,李运泉,彭浩斌,李越胜,江志铭. 农业工程学报. 2015(07)
[7]生物质与塑料类垃圾混烧过程的重金属迁移特性[J]. 谢明超,马晓茜,曾广博. 热力发电. 2015(03)
[8]玉米芯的热解特性及气相产物的释放规律[J]. 姚锡文,许开立. 农业工程学报. 2015(03)
[9]全球生活垃圾焚烧处理发展分析[J]. 徐海云. 城市管理与科技. 2014(06)
[10]生活垃圾和玉米秆混合热解动力学及产物分布[J]. 贾晋炜,刘璐,惠贺龙,付兴民,龚健,杨凤生,李士达,付晓恒,舒新前. 环境工程学报. 2014(12)
博士论文
[1]城市生活垃圾干燥与燃烧气体排放特性实验研究[D]. 陈姝.华南理工大学 2014
[2]生物质热解气化过程中内在碱金属、碱土金属的迁移及催化特性研究[D]. 江龙.华中科技大学 2013
[3]干燥和烘焙预处理制备高品质生物质原料的基础研究[D]. 陈登宇.中国科学技术大学 2013
[4]城市下水污泥循环流化床焚烧及排放特性试验研究[D]. 侯海盟.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[5]城市生活垃圾在O2/N2及O2/CO2气氛下的燃烧特性及焚烧炉水冷壁腐蚀研究[D]. 赖志燚.华南理工大学 2013
[6]城市生活垃圾与生物质混烧的烟气净化试验与温度模拟研究[D]. 黄明星.西南交通大学 2011
[7]城市生活垃圾与生物质混烧发电及烟气净化的研究[D]. 解海卫.天津大学 2007
[8]生物质（秸秆）成型燃料燃烧设备研制及试验研究[D]. 刘圣勇.河南农业大学 2004
硕士论文
[1]生物质秸秆露天焚烧污染物排放特性及排放规模研究[D]. 王俊芳.浙江大学 2017
[2]多种生活垃圾组分燃烧过程中的重金属迁移特性研究[D]. 谢明超.华南理工大学 2015
[3]O2/CO2气氛下污泥/煤混燃及重金属迁移特性研究[D]. 戴昕.南京师范大学 2015
[4]城市固体废弃物热解过程中重金属迁移特性研究[D]. 杨上兴.华南理工大学 2014
[5]单螺杆挤压麦秸热压成型工艺研究[D]. 田立权.东北农业大学 2014
[6]城市生活垃圾在焚烧过程中的重金属迁移特性研究[D]. 任松彦.华南理工大学 2013
[7]基于CFD的城市生活垃圾焚烧炉优化运行及烟气排放特性实验研究[D]. 林海.华南理工大学 2012
[8]广东典型生物质燃烧及烟气排放特性研究[D]. 徐艳.华南理工大学 2012
[9]印染污泥与木屑混燃特性及重金属排放特性研究[D]. 魏培涛.广东工业大学 2012
[10]碱金属与污泥中重金属迁移的竞争机制研究[D]. 赵云.沈阳航空航天大学 2012
本文编号：3119426
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１全国垃圾焚烧厂的历年投运数量［１６ｊ??Ｆｉｇ?１．１?Ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｗａｓｔｅ?ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ?ｐｌａｎｔ?ｉｎ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ?ｏｖｅｒ?ｔｈｅ?ｙｅａｒｓ??
图２．２?Ｎ２／０２气氛下城市生活垃圾混合样中单个组分燃烧曲线：（ａ）纸张、织物和竹木的??ＴＧ曲线；（ｂ）纸张、织物和竹木的ＤＴＧ曲线；（ｃ）厨余、塑料和橡胶的ＴＧ曲线；（ｄ）厨余、??塑料和橡胶的ＤＴＧ曲线??Ｆｉｇ?２．２?ＴＧ?ａｎｄ?ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｆｏｒ?ｓｉｎｇｌｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?ｏｆ?ＭＳＷ?ｕｎｄｅｒ?Ｎ２／Ｏ２?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ：?（ａ）??ＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?Ｐａｐｅｒ，?Ｔｅｘｔｉｌｅｓ?ａｎｄ?ＢＢ＆ＷＤ；?（ｂ）?ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?Ｐａｐｅｒ，?Ｔｅｘｔｉｌｅｓ?ａｎｄ??ＢＢ＆ＷＤ；?（ｃ）?ＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＦＷ＆ＦＰ，?Ｐｌａｓｔｉｃ?ａｎｄ?Ｒｕｂｂｅｒ；?（ｄ）?ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＦＷ＆ＦＰ，??Ｐｌａｓｔｉｃ?ａｎｄ?Ｒｕｂｂｅｒ??山图２．２（ａ）和（ｂ）可知，纸张和竹木的前两个质量损失峰出现在相似的温度区??２１??
合肥工业大学博士研究生学位论文??图２．３给出了?Ｎ２／〇２气氛下ＭＳＷ、ＣＳＢ及不同掺混比下混合物样品的ＴＧ与??ＤＴＧ曲线图。可以看出，在Ｎ２／０２气氛下所有混合物的ＴＧ与ＤＴＧ曲线均位于两??者物质各自的ＴＧ与ＤＴＧ曲线之间。Ｆａｎ［１Ｇ２］在ＭＳＷ和油页岩共混燃烧的研宄中??也观察到类似的现象。随着混合物中ＣＳＢ的质量比例增加，３９０°Ｃ以内ＴＧ曲线的??变化较小，但ＤＴＧ曲线上的最大失重速率逐渐降低，可知ＴＧ与ＤＴＧ曲线的多??样性得到了扩展。所有样品在Ｎ２／０２气氛下的燃烧特性参数如着火温度、燃尽温??度、失重峰峰值速率与相对应的温度、平均失重速率、燃烧残余质量及综合燃烧??特性指数见表２．２。随着混合物中ＣＳＢ的质量比例增加，混合物样品的总失重量??逐渐降低，燃烧后的残余质量增加。当共混物中ＣＳＢ质量比为２０％和８０％时，??第二失重峰的质量损失速率高于第三个失重峰，此情况类似于ＣＳＢ和ＭＳＷ单独??燃烧时特性；而在ＣＳＢ质量比为４０％、５０％和６０％时，第二个失重峰质量损失速??率低于第三个失重峰
【参考文献】：
期刊论文
[1]垃圾变资源!这不是魔法,而是垃圾分类[J]. 肖潇,殷哲伦. 创新时代. 2017(06)
[2]我国生活垃圾焚烧处理技术回顾与展望[J]. 张益. 环境保护. 2016(13)
[3]污泥掺烧生物质的重金属排放特性研究[J]. 贾红娟,任强强,王昕,那永洁. 洁净煤技术. 2016(02)
[4]碱/碱土金属浸渍对酸洗生物质热解影响研究[J]. 刘金淼,马欣欣,黄燕,何艳峰,刘广青. 北京化工大学学报(自然科学版). 2015(05)
[5]酸洗污泥与煤共燃烧过程中重金属的迁移分布研究[J]. 张日旭,蒋旭光,池涌,严建华. 燃料化学学报. 2015(07)
[6]大颗粒木质成型燃料燃烧过程烟气排放特性[J]. 陈国华,李运泉,彭浩斌,李越胜,江志铭. 农业工程学报. 2015(07)
[7]生物质与塑料类垃圾混烧过程的重金属迁移特性[J]. 谢明超,马晓茜,曾广博. 热力发电. 2015(03)
[8]玉米芯的热解特性及气相产物的释放规律[J]. 姚锡文,许开立. 农业工程学报. 2015(03)
[9]全球生活垃圾焚烧处理发展分析[J]. 徐海云. 城市管理与科技. 2014(06)
[10]生活垃圾和玉米秆混合热解动力学及产物分布[J]. 贾晋炜,刘璐,惠贺龙,付兴民,龚健,杨凤生,李士达,付晓恒,舒新前. 环境工程学报. 2014(12)
博士论文
[1]城市生活垃圾干燥与燃烧气体排放特性实验研究[D]. 陈姝.华南理工大学 2014
[2]生物质热解气化过程中内在碱金属、碱土金属的迁移及催化特性研究[D]. 江龙.华中科技大学 2013
[3]干燥和烘焙预处理制备高品质生物质原料的基础研究[D]. 陈登宇.中国科学技术大学 2013
[4]城市下水污泥循环流化床焚烧及排放特性试验研究[D]. 侯海盟.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[5]城市生活垃圾在O2/N2及O2/CO2气氛下的燃烧特性及焚烧炉水冷壁腐蚀研究[D]. 赖志燚.华南理工大学 2013
[6]城市生活垃圾与生物质混烧的烟气净化试验与温度模拟研究[D]. 黄明星.西南交通大学 2011
[7]城市生活垃圾与生物质混烧发电及烟气净化的研究[D]. 解海卫.天津大学 2007
[8]生物质（秸秆）成型燃料燃烧设备研制及试验研究[D]. 刘圣勇.河南农业大学 2004
硕士论文
[1]生物质秸秆露天焚烧污染物排放特性及排放规模研究[D]. 王俊芳.浙江大学 2017
[2]多种生活垃圾组分燃烧过程中的重金属迁移特性研究[D]. 谢明超.华南理工大学 2015
[3]O2/CO2气氛下污泥/煤混燃及重金属迁移特性研究[D]. 戴昕.南京师范大学 2015
[4]城市固体废弃物热解过程中重金属迁移特性研究[D]. 杨上兴.华南理工大学 2014
[5]单螺杆挤压麦秸热压成型工艺研究[D]. 田立权.东北农业大学 2014
[6]城市生活垃圾在焚烧过程中的重金属迁移特性研究[D]. 任松彦.华南理工大学 2013
[7]基于CFD的城市生活垃圾焚烧炉优化运行及烟气排放特性实验研究[D]. 林海.华南理工大学 2012
[8]广东典型生物质燃烧及烟气排放特性研究[D]. 徐艳.华南理工大学 2012
[9]印染污泥与木屑混燃特性及重金属排放特性研究[D]. 魏培涛.广东工业大学 2012
[10]碱金属与污泥中重金属迁移的竞争机制研究[D]. 赵云.沈阳航空航天大学 2012
本文编号：3119426
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3119426.html
