典型城市生活垃圾基元中温湿分迁移过程动力学特性研究

发布时间：2021-08-07 17:13

　　城市生活垃圾水分含量高,其湿分迁移特性对整个垃圾焚烧过程有重要影响,基于垃圾是一种具有含湿多孔介质特性的燃料,因此垃圾的热、质传递是研究干燥过程的热点问题之一。本文主要对典型城市生活垃圾基元中温湿分迁移过程的动力学特性进行了实验和模拟研究。本文完成了以下几方面的工作。利用马弗炉进行垃圾基元中温湿分迁移特性的实验研究,得到了温度、垃圾基元种类和块状垃圾基元几何尺寸等因素对典型城市生活垃圾基元中温湿分迁移特性的影响规律。结果表明,干燥时间和干燥温度之间关系呈t=aT^b的规律,初始含湿量较高的垃圾基元和弱各向异性垃圾基元在较低温度下均有明显的初始段、恒速段和降速段,在较高温度下,只有初始段和降速段,初始含湿量较低的强各向异性垃圾基元在所有温度下只呈现初始段和降速段。实验研究结果表明初始含湿量较高的生物质垃圾基元在第一降速段会出现明显的收缩现象,垃圾基元的含湿量、厚度、骨架的移动性以及湿分迁移速率等对其收缩特性均有不同程度的影响,在一定温度下,垃圾基元在第一降速段的收缩率与水分比近似呈线性关系。通过在流化床实验台中进行垃圾基元中温湿分迁移过程的实验研究,得到了相关因素对流... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：163 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 课题背景及研究意义
        1.1.1 我国城市生活垃圾的现状
        1.1.2 城市生活垃圾的处理方式
        1.1.3 城市生活垃圾焚烧技术概述
        1.1.4 研究意义
    1.2 城市生活垃圾湿分迁移过程的研究现状
        1.2.1 含湿多孔介质湿分迁移过程实验的研究现状
        1.2.2 含湿多孔介质湿分迁移过程数值模拟的研究现状
        1.2.3 现有研究总结
    1.3 研究目标和主要研究内容
2 实验方案设计及含湿多孔介质湿分迁移机理
    2.1 研究方案
        2.1.1 研究的影响因素
        2.1.2 研究手段
    2.2 实验对象的选取与制备
        2.2.1 垃圾基元的定义及选取
        2.2.2 垃圾基元的制备
    2.3 实验目的
        2.3.1 含湿量的定义及测量
        2.3.2 实验目的
    2.4 实验装置及方法
        2.4.1 马弗炉中湿分迁移特性实验
        2.4.2 流化床中湿分迁移特性实验
    2.5 垃圾基元表面微观结构的观测实验
    2.6 含湿多孔介质湿分迁移机理
        2.6.1 水分与物料的结合方式
        2.6.2 恒速段
        2.6.3 降速段
3 垃圾基元中温湿分迁移特性实验结果及分析
    3.1 马弗炉中垃圾基元湿分迁移特性实验结果及分析
        3.1.1 含湿量变化规律
        3.1.2 温度对脱水失重的影响
        3.1.3 温度对湿分迁移速率的影响
        3.1.4 收缩特性变化规律
        3.1.5 垃圾基元中心温度变化规律
    3.2 流化床中垃圾基元湿分迁移特性实验结果及分析
        3.2.1 不同温度下的湿分迁移速率
        3.2.2 不同进风风速下的湿分迁移速率
        3.2.3 不同床层高度下的湿分迁移速率
    3.3 本章小结
4 垃圾基元中温湿分迁移过程的动力学特性
    4.1 含湿多孔介质湿分扩散动力学概述
    4.2 垃圾基元有效湿分扩散系数
        4.2.1 生物质垃圾基元
        4.2.2 非生物质垃圾基元
    4.3 垃圾基元湿分迁移过程的动力学参数
        4.3.1 生物质垃圾基元
        4.3.2 非生物质垃圾基元
    4.4 本章小结
5 垃圾基元中温湿分迁移过程的影响因素
    5.1 马弗炉中垃圾基元湿分迁移过程影响因素
        5.1.1 干燥温度的影响
        5.1.2 几何尺寸的影响
        5.1.3 垃圾基元种类的影响
    5.2 流化床中垃圾基元湿分迁移过程影响因素
        5.2.1 几何尺寸的影响
        5.2.2 干燥温度的影响
        5.2.3 床层厚度的影响
        5.2.4 风速的影响
    5.3 不同炉型对垃圾基元湿分迁移特性的影响
    5.4 本章小结
6 垃圾基元中温湿分迁移特性的数值模拟
    6.1 数学模型
        6.1.1 质量守恒方程
        6.1.2 能量守恒方程
        6.1.3 初始和边界条件
    6.2 模型的离散
        6.2.1 内节点的离散
        6.2.2 边界节点的离散
    6.3 物性参数
    6.4 垃圾基元湿分迁移特性的计算结果与分析
        6.4.1 平均含湿量及含湿量分布
        6.4.2 温度分布
        6.4.3 不同垃圾基元湿分迁移特性的比较
        6.4.4 收缩效应的影响
    6.5 垃圾基元表面传热传质特性的计算与分析
        6.5.1 垃圾基元的表面传热传质特性曲线
        6.5.2 收缩效应对表面传热特性的影响
    6.6 本章小结
7 结论
    7.1 本文研究总结
    7.2 进一步研究的建议
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[3]城市生活垃圾筛上物流化床气化特性实验研究[D]. 缪麒.浙江大学 2006
[4]流化床干燥玉米的理论研究[D]. 杨小静.河北工业大学 2002



本文编号：3328198