本文關(guān)鍵詞：水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著城市化的發(fā)展,城市生活垃圾的清潔處理已經(jīng)成為了社會關(guān)注的熱點問題,尋求一種能做到“減容化、無害化、資源化”的處理方法勢在必行,水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾系統(tǒng)就是在這種情況下提出的。本文以黃河同力水泥廠日處理城市生活垃圾200t為例,利用水泥工業(yè)的大量熱量和高溫尾氣通入垃圾焚燒爐焚燒垃圾,并用Aspen Plus軟件模擬研究系統(tǒng)垃圾焚燒、水泥生產(chǎn)等過程并建模計算,為水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾系統(tǒng)提供理論支持和數(shù)據(jù)參考,并通過優(yōu)化模型結(jié)構(gòu),提出新的優(yōu)化系統(tǒng)。主要內(nèi)容如下:(1)系統(tǒng)工藝流程分析和垃圾焚燒爐參數(shù)確定。本文首先對系統(tǒng)工藝流程的進行了介紹,并對水泥工業(yè)的預(yù)熱器、分解窯、回轉(zhuǎn)窯等設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理進行了分析。然后基于城市生活垃圾的特性,選取回轉(zhuǎn)式垃圾焚燒爐作為垃圾焚燒設(shè)備,對回轉(zhuǎn)式垃圾焚燒爐進行熱力分析,表明在不添加其他燃料的情況,高溫三次風(fēng)可以使垃圾燃燒;同時根據(jù)熱力分析確定了焚燒爐的尺寸和運行參數(shù)。(2)對系統(tǒng)工藝流程分段模擬分析。基于Aspen Plus軟件,對煤/垃圾焚燒、水泥生料分解和預(yù)熱進行建模分析,確定了系統(tǒng)內(nèi)各工藝流程的基本原理。然后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備的不同,對系統(tǒng)分成垃圾焚燒爐、分解窯、回轉(zhuǎn)窯、預(yù)熱器四部分進行建模分析。對于垃圾焚燒爐,當(dāng)三次風(fēng)量為404kg/min~475 kg/min時,煙氣出口溫度為922℃~1162℃,可知抑制二VA英等污染氣體產(chǎn)生;對煙氣中CO、CO2、NOX、SOX等進行分析,確定較適合三次風(fēng)的變化關(guān)系。通過對比帶MSW焚燒爐與不帶MSW焚燒爐的分解窯發(fā)現(xiàn),帶MSW焚燒系統(tǒng)在處理200t/d的生活垃圾時三次風(fēng)消耗增加25%,而煤粉節(jié)省4.4%;垃圾焚燒爐消耗三次風(fēng)量占總風(fēng)量的12%~19%(質(zhì)量流量為312kg/min~494 kg/min)時,分解窯工作溫度達到最佳;研究發(fā)現(xiàn)水泥回轉(zhuǎn)窯、生料預(yù)熱器對系統(tǒng)的影響不大。綜合整個系統(tǒng)模擬結(jié)果與分段研究結(jié)果在誤差允許范圍,相比較于實際工況系統(tǒng),帶MSW焚燒系統(tǒng)分解窯出口溫度更高,燒成效果更好,但是產(chǎn)生更多的SOX、NOX等,而且消耗的三次分總量明顯增加。(3)利用Aspen Plus軟件優(yōu)化整個系統(tǒng),并根據(jù)模擬效果提出系統(tǒng)工藝的改進方案。首先對垃圾焚燒爐改進,用預(yù)熱器尾氣或垃圾灰渣焚燒熱量干燥MSW,可以使焚燒爐溫度提高29.9%,三次風(fēng)消耗量降低21%。然后針對分解窯進行三次風(fēng)或煤粉進行分段供應(yīng),亦可以提高三次風(fēng)的利用率或使煤粉充分燃燒,優(yōu)化的完整系統(tǒng)與實際操作工況相比,三次風(fēng)消耗總體降低18%,煤粉消耗降低5%左右,分解窯溫度明顯升高且NOX等污染性氣體的排放降低;優(yōu)化系統(tǒng)為系統(tǒng)流程提出新的改進方案。
【關(guān)鍵詞】：城市生活垃圾 水泥窯協(xié)同處理 Aspen Plus 過程模擬 方案優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X799.3;TQ172.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 背景及意義11-12
• 1.2 城市生活垃圾主要處理方法12-15
• 1.3 水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾技術(shù)及意義15-18
• 1.3.1 水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾技術(shù)15-17
• 1.3.2 水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾的意義17-18
• 1.4 國內(nèi)外水泥窯協(xié)同處理城市生化垃圾概況18-20
• 1.4.1 國外水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾18-19
• 1.4.2 國內(nèi)水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾19-20
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排20-22
• 2 系統(tǒng)工藝流程和主要設(shè)備原理22-36
• 2.1 工藝系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)備研究22-30
• 2.1.1 工藝流程22-23
• 2.1.2 水泥生產(chǎn)設(shè)備23-28
• 2.1.3 垃圾焚燒爐選型28-30
• 2.2 垃圾焚燒的熱力分析30-32
• 2.3 城市生活垃圾焚燒爐尺寸及運行參數(shù)設(shè)計32-35
• 2.3.1 回轉(zhuǎn)式城市生活垃圾焚燒爐尺寸設(shè)計32-33
• 2.3.2 回轉(zhuǎn)式垃圾焚燒爐的傾斜度、轉(zhuǎn)速以及垃圾停留時間33-34
• 2.3.3 回轉(zhuǎn)式垃圾焚燒爐的填充料及焚燒量34
• 2.3.4 設(shè)計參數(shù)34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 3 基于Aspen Plus的系統(tǒng)建模原理36-44
• 3.1 Aspen Plus軟件簡介36-37
• 3.2 煤/垃圾焚燒模型原理37-39
• 3.3 水泥生料分解模型原理39-42
• 3.4 基于Aspen Plus的預(yù)熱器模型42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 4 水泥窯協(xié)同焚燒城市生活垃圾系統(tǒng)流程模擬44-68
• 4.1 垃圾焚燒過程模擬44-50
• 4.1.1 城市生活垃圾焚燒模型建立44-46
• 4.1.2 結(jié)果分析46-50
• 4.2 生料在分解爐內(nèi)分解過程模擬50-61
• 4.2.1 分解爐模型簡化及假設(shè)50-51
• 4.2.2 分解窯模型的建立51-52
• 4.2.3 分解窯主要輸入?yún)?shù)52-54
• 4.2.4 模擬和運行工況對比分析54-61
• 4.3 水泥回轉(zhuǎn)窯的模擬61-63
• 4.3.1 建立模型61-62
• 4.3.2 結(jié)果分析62-63
• 4.4 懸浮預(yù)熱器的模擬63-64
• 4.5 水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾系統(tǒng)模擬64-66
• 4.6 本章小結(jié)66-68
• 5 水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾系統(tǒng)優(yōu)化68-75
• 5.1 MSW焚燒爐模擬對比68-71
• 5.2 分解窯模型優(yōu)化71-72
• 5.2.1 分三次風(fēng)進風(fēng)模型71
• 5.2.2 煤粉分段供給模型71-72
• 5.3 系統(tǒng)優(yōu)化方案模擬結(jié)果72-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 6 結(jié)論及展望75-77
• 6.1 結(jié)論75-76
• 6.2 研究展望76-77
• 參考文獻77-80
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果80-81
• 致謝81

【相似文獻】

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