【摘要】： 國家經(jīng)濟(jì)水平的提高,促進(jìn)了社會生活的消費(fèi),伴隨而來的是生活垃圾的大量增加,垃圾問題已經(jīng)困擾著我們的世界。傳統(tǒng)的垃圾處理方式或污染環(huán)境、或浪費(fèi)土地和資源,因此開發(fā)新的垃圾處理方法與工藝勢在必行。 相比其他垃圾處理方式,垃圾熱解法具有環(huán)境友好性強(qiáng)、能源化比例高、有較高的經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)勢,成為垃圾處理方法的新的研究課題。 本研究的重點(diǎn)是無篩分城市垃圾熱解實(shí)用技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)。針對我國城市垃圾成分的特點(diǎn),依靠垃圾自身熱解產(chǎn)生的熱量為熱源,自行設(shè)計(jì)研制出日處理5噸垃圾的垃圾熱解設(shè)備,完成全部運(yùn)行調(diào)試工作。設(shè)備中主熱解爐在起爐階段使用煤碳作熱源,運(yùn)行后用垃圾自身熱解后產(chǎn)生的垃圾碳作為熱源。副熱解爐利用主熱解爐產(chǎn)生的熱解氣和煙氣熱作為熱源,并有剩余的熱解氣作為能源輸出,很好的完成了垃圾熱解能源化和減量化的設(shè)計(jì)思想。 在本文的熱解設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中,首次采用了外熱式與內(nèi)熱式相結(jié)合、主熱解爐與副熱解爐耦合使用的具有連續(xù)工作能力的固定床垃圾熱解設(shè)備。文中建立了城市垃圾熱解數(shù)學(xué)模型,包括燃燒室、主熱解爐和副熱解爐的數(shù)學(xué)模型。利用多孔介質(zhì)理論對混合垃圾的熱物性進(jìn)行了分析,取得較好的模擬效果。 通過與垃圾熱解理論研究結(jié)果的對比分析,得到了垃圾熱解實(shí)用裝置在熱解溫度、產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣規(guī)律等方面的特性,為垃圾熱解技術(shù)的實(shí)用化提供了可參考的理論依據(jù)。 本文還針對城市垃圾的主要成分,從其分子結(jié)構(gòu)出發(fā),依據(jù)熱重和微分熱重(TG/DTG)曲線、工業(yè)分析和元素分析數(shù)據(jù),詳細(xì)分析了熱解過程可能出現(xiàn)的相關(guān)化學(xué)反應(yīng),得出一些垃圾熱解機(jī)理的模型。由此建立了生物質(zhì)類和塑料類垃圾熱解的動力模型,可應(yīng)用該模型預(yù)測熱解過程中任意時間或溫度下原始成分試樣和各階段產(chǎn)物的質(zhì)量隨溫度的變化情況,以指導(dǎo)和優(yōu)化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。 研究的結(jié)果證明,對于同一類物質(zhì)盡管由于添加的成分有一定的區(qū)別,導(dǎo)致熱解過程在溫度和時間上有一些差別,但總的熱解機(jī)理基本相似。熱解溫度范圍和熱解時間間隔相近,可以用同一個熱解模型進(jìn)行模擬,得到了令人滿意的結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：X799.3
【圖文】：

圖 1.5 垃圾熱解工藝流程垃圾熱解過程中廢棄物的有機(jī)成分轉(zhuǎn)化為能量，具有較好的經(jīng)濟(jì)性；熱解系統(tǒng)的二次污染小，環(huán)境更安全。熱解在無氧或缺氧的條件下進(jìn)行，減少了二VA英的生成。熱解的固體產(chǎn)物是垃圾碳，腐植性物質(zhì)少，分揀后分別可作為化工或建材原料使用。1.3 垃圾處理方法效益評價(jià)垃圾處理的基本原則是減量化、無害化和資源化。垃圾處理方式應(yīng)在保證減量化和無害化的同時提高能源化比例。合理的垃圾處理方法應(yīng)具有環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會三方面的效益。就環(huán)境效益而言，衛(wèi)生填埋處理垃圾的量大，土地消耗量大。垃圾腐爛過程中產(chǎn)生的有害物滲透液污染地下水，可引發(fā)不堪設(shè)想的后果，如果填埋時處理不當(dāng)易造成臭氣四溢、蚊蠅等害蟲孳生。另外，垃圾填埋場產(chǎn)生的大量可燃?xì)怏w可以發(fā)生爆炸。填埋垃圾后的土地，如果處理措施得當(dāng)，表層填土后，10 年后可

法使被加熱的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改進(jìn)被熱解物質(zhì)的品質(zhì)是據(jù)熱解過程中的工藝參數(shù)，分為碳化（生產(chǎn)木炭）、氣化（產(chǎn)熱解油）三種工藝。焚燒和熱解技術(shù)的出現(xiàn)推動了人類社明上了一個新臺階。到 20 世紀(jì) 20 年代大規(guī)模開發(fā)使用石油漸地遠(yuǎn)離了人類生活的范圍。近年來，全球的能源危機(jī)迫使向了焚燒和熱解技術(shù)上。怎樣在短時間內(nèi)迅速將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為體是研究的焦點(diǎn)。焚燒和熱解技術(shù)研究的最終目的是：（1）設(shè)計(jì)或選擇適（2）根據(jù)被焚燒和熱解物質(zhì)的特性選擇恰當(dāng)?shù)募訜岱绞胶鸵虼搜芯空哂斜匾獙ΜF(xiàn)有的焚燒和熱解設(shè)備進(jìn)行分析研究根據(jù)物料被加熱過程中含氧量的多少，加熱過程分別含氧量充足者為焚燒過程，缺氧或無氧狀態(tài)下為熱解過程。差別，使之對應(yīng)的設(shè)備產(chǎn)生了相應(yīng)的變化。分別為焚燒設(shè)

【引證文獻(xiàn)】

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1 劉軍偉;雷廷宙;楊樹華;李在峰;何曉峰;;淺議我國垃圾焚燒發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];中外能源;2012年06期

本文編號：2721115