近年來,中國的經(jīng)濟持續(xù)保持著快速增長,同時人民的生活水平也不斷提高,但也因此導致城市生活垃圾的產(chǎn)量出現(xiàn)了大幅的上升,造成嚴重的環(huán)境問題與社會問題,嚴重影響了自然環(huán)境與人們的正常生活。而傳統(tǒng)的衛(wèi)生填埋、堆肥與焚燒處理方式都存在種種的弊端,難以滿足垃圾減量化、資源化、無害化處理的原則,因此對垃圾處理進行技術革新是迫在眉睫的行動。利用熱解進行垃圾處理是符合國家政策、經(jīng)濟發(fā)展趨勢的技術方向,因此本文將對垃圾熱解進行流程模擬研究與生命周期評價,探究垃圾低溫熱解流程的影響因素與環(huán)境影響。本文基于Aspen Plus軟件,選取城市生活垃圾中的典型組分塑料和橡膠,對其低溫熱解過程進行建模與流程模擬。其后分別調(diào)整熱解溫度、設置不同熱解氣氛以及混合不同組分比例等反應條件,對生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)進行模擬,并分析各種參數(shù)變化對熱解產(chǎn)物分布及其產(chǎn)量的影響,特別是對半焦收率、碳排放以及污染氣體排放變化的影響。之后利用eBalance軟件建立生命周期評價模型。具體將流程分為垃圾收集運輸、干燥、熱解、產(chǎn)物分離四個環(huán)節(jié),對整個流程的投入產(chǎn)出（即資源消耗和污染物排放）分環(huán)節(jié)進行統(tǒng)計,列出清單,量化分析,進而選取全球變暖潛值（G... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

塑料低溫熱解模擬流程圖

.1 熱解所得固體半焦收率的變化轉化率是反應原料的屬性，主要受原料的組分、種類等因素影響，同時與原、礦物質(zhì)的種類和含量也有一定量的關系。在本節(jié)假設熱解原料中的灰分不且全部殘留在固體半焦中，根據(jù) Aspen Plus 的熱解結果，對不同溫度下產(chǎn)體半焦產(chǎn)量的數(shù)據(jù)進行收集可得到熱解所得固體半焦的收率隨熱解終溫的變3.2 所示。由圖 3.2 可見，在低溫區(qū)域內(nèi)，主要進行的為熱解的第一階段，原料主要發(fā)應與脫氣反應，因此隨著熱解溫度的不斷增大，原料逐漸分解，半焦的收率降趨勢，從 300℃的 52.81%下降到 450℃的 50.22%。同時降幅呈減小趨勢℃開始降幅變得較小，轉化率曲線變化已經(jīng)有所緩和，有趨于平穩(wěn)的趨勢，第一階段反應進程已較為深入，因此在 450℃時熱解，半焦收率最小。同時溫度下半焦的成分組成也有很大差別，因此結合熱解碳的品質(zhì)來看，在該溫最佳熱解溫度還需要進一步分析。

char0料中灰分的質(zhì)量分數(shù)；M 是原料中水分的質(zhì)量分數(shù)。.2.2 熱解所得固體半焦中 n（H）/n（C）的變化在低溫熱解范圍內(nèi)，熱解所得固體產(chǎn)物半焦中氫元素的含量具有一定的變化，且化學性質(zhì)較為活潑，因此 n(H)/n(C)這一數(shù)值的變化可以直觀反映出熱解的[73]。選取熱解結果數(shù)據(jù)中半焦中的 H 元素與 C 元素的數(shù)值進行對比，具體的(H)/n(C)數(shù)值變化曲線如圖 3.3 所示。如圖 3.3 所示，n(H)/n(C)的數(shù)值隨著熱解溫度的上升而逐漸下降，具體數(shù)據(jù)從00℃的 0.69 下降到 450℃的 0.587，且整個溫度變化范圍內(nèi)曲線接近線性變化，在低溫熱解的溫度區(qū)間內(nèi)氫元素的析出處于較為平穩(wěn)的趨勢。低溫熱解過程中中氫元素的減少主要有兩方面的因素：1）熱解過程中各種烴類氣體的析出；2聚反應導致氫元素的析出。氫元素的析出基本都以氣體形式揮發(fā)，因此對半焦影響很大。


本文編號：3261990