發(fā)布時間：2021-10-30 22:19

　　城市生活垃圾是目前我國城市發(fā)展的迫切難題,在“垃圾圍城”的壓力之下,垃圾焚燒技術(shù)正在我國大力推廣使用。部分循環(huán)流化床垃圾焚燒爐出現(xiàn)CO超標(biāo)的問題,本文通過理論分析,數(shù)值模擬,實(shí)驗(yàn)測試相結(jié)合的方式,分析CO超標(biāo)原因并給出循環(huán)流化床垃圾焚燒爐燃燒優(yōu)化調(diào)整建議,對循環(huán)流化床垃圾焚燒企業(yè)具有重要的實(shí)際意義。理論分析部分根據(jù)燃燒反應(yīng)機(jī)理,計(jì)算了不同溫度、氧量和停留時間條件下CO的燃燒反應(yīng),確認(rèn)3T+E原則的正確性。對某些循環(huán)流化床垃圾焚燒爐CO超標(biāo)排放進(jìn)行了原因剖析,主要為給料波動、反應(yīng)溫度較低、燃燒停留時間不足,并根據(jù)理論計(jì)算給出了對應(yīng)的建議。通過數(shù)值模擬分析了某循環(huán)流化床垃圾焚燒企業(yè)運(yùn)行工況下一二次風(fēng)量的合理性和給料波動下CO超標(biāo)情況,確定了在一二次風(fēng)與給料波動中,CO排放超標(biāo)的主要因素是給料波動,而運(yùn)行工況下一二次風(fēng)對CO排放濃度超標(biāo)影響不大。對循環(huán)流化床垃圾焚燒爐進(jìn)行了現(xiàn)場測試,主要方向?yàn)樘岣呷紵郎囟群徒o料自動化。提高燃燒溫度的測試主要包括有增加給煤量、加裝甲烷燃燒器,減少空煙道漏風(fēng)等。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)增加給煤使溫度提高至886℃時,CO排放濃度會穩(wěn)定地低于100mg/m³

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型流化床垃圾焚燒爐工藝流程圖

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文基于CO燃燒反應(yīng)的理論分析142.基于CO燃燒反應(yīng)的理論分析2.1CO生成原因剖析2.1.1CO生成機(jī)理分析垃圾作為燃料時燃燒反應(yīng)主要分為兩部分，分別為垃圾中揮發(fā)分的釋放、燃燒和垃圾中固定碳的燃燒，而CO主要來源于這兩部分的反應(yīng)過程。垃圾中揮發(fā)分的釋放主要是垃圾中有機(jī)大分子碳鏈（如各類聚合物）等斷裂形成小分子氣體有機(jī)物、CO、CO2和H2O等釋放到氣態(tài)環(huán)境中的過程[46]，圖2.1為垃圾中的有機(jī)大分子熱解成小分子的示意圖。圖2.1垃圾中的有機(jī)大分子熱解成小分子垃圾入爐后熱解過程方程式如下：垃圾吸熱脫水→有機(jī)大分子+H2OH>0(2.1)有機(jī)大分子吸熱斷鏈→CxHy+CO+CO2+H2OH>0(2.2)揮發(fā)份的燃燒是垃圾熱解生成小分子有機(jī)物和CO后進(jìn)行燃燒的過程，揮發(fā)分釋放大量小分子有機(jī)物CxHy和CO，釋放后CxHy和CO燃燒不完全，就會生成或殘余大量CO，簡化方程式如下[47]：CxHy+(2xk+y)2O2氧化放熱→kCO+(xk)CO2+y2H2OH<0(2.3)CO+12O2氧化放熱→CO2H<0(2.4)熱解反應(yīng)后垃圾中還存在固定碳，若燃燒反應(yīng)過程中處于缺氧環(huán)境或反應(yīng)時間不足會導(dǎo)致燃燒不充分，反應(yīng)無法進(jìn)行到底，大量中間產(chǎn)物未完成反應(yīng)，也就是說固定碳燃燒的中間產(chǎn)物CO會直接排放。固定碳在高溫條件下的熱化學(xué)反應(yīng)主要分為三種情形[48]：

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文基于CO燃燒反應(yīng)的理論分析15C+12O2氧化放熱→COH<0(2.5)CO+12O2氧化放熱→CO2H<0(2.6)C+CO2高溫吸熱→2COH>0(2.7)當(dāng)垃圾焚燒時，爐內(nèi)水蒸氣含量較高時，垃圾中的固定碳會與水蒸氣發(fā)生煤氣化反應(yīng)[49]，生成大量CO，見式2.8。C+H2O高溫吸熱→CO+H2H>0(2.8)除燃料不完全燃燒和煤氣化反應(yīng)外，流化床爐中CO還可能來自于垃圾中的固定碳與與其他無機(jī)氧化物的反應(yīng)。如焚燒爐內(nèi)存在著大量的氮的氧化物（NOx），其中不穩(wěn)定的NO、N2O等可能會與固定碳發(fā)生置換反應(yīng)，生成N2與CO[50]。C+NO高溫吸熱→CO+12N2H>0(2.9)C+N2O高溫吸熱→CO+N2H>0(2.10)綜上，垃圾焚燒時CO產(chǎn)生途徑主要有：垃圾大分子有機(jī)物的直接熱解生成、垃圾熱解產(chǎn)物燃燒不完全生成、固定碳的缺氧燃燒與水煤氣反應(yīng)、固定碳與其他無機(jī)氧化物的置換反應(yīng)。歸根結(jié)底，CO排放濃度較高就是燃燒不充分，大量中間產(chǎn)物直接排放導(dǎo)致。消除CO最有效的手段是在焚燒時組織良好的工況將CO燃盡，反應(yīng)方程式見式2.11。CO+12O2=CO2(2.11)CO來源分析及消除流程圖見圖2.2。圖2.2CO來源及消除流程分析

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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