典型城市生活垃圾基元中溫濕分遷移過(guò)程動(dòng)力學(xué)特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-07 17:13
城市生活垃圾水分含量高,其濕分遷移特性對(duì)整個(gè)垃圾焚燒過(guò)程有重要影響,基于垃圾是一種具有含濕多孔介質(zhì)特性的燃料,因此垃圾的熱、質(zhì)傳遞是研究干燥過(guò)程的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。本文主要對(duì)典型城市生活垃圾基元中溫濕分遷移過(guò)程的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和模擬研究。本文完成了以下幾方面的工作。利用馬弗爐進(jìn)行垃圾基元中溫濕分遷移特性的實(shí)驗(yàn)研究,得到了溫度、垃圾基元種類和塊狀垃圾基元幾何尺寸等因素對(duì)典型城市生活垃圾基元中溫濕分遷移特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明,干燥時(shí)間和干燥溫度之間關(guān)系呈t=aTb的規(guī)律,初始含濕量較高的垃圾基元和弱各向異性垃圾基元在較低溫度下均有明顯的初始段、恒速段和降速段,在較高溫度下,只有初始段和降速段,初始含濕量較低的強(qiáng)各向異性垃圾基元在所有溫度下只呈現(xiàn)初始段和降速段。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明初始含濕量較高的生物質(zhì)垃圾基元在第一降速段會(huì)出現(xiàn)明顯的收縮現(xiàn)象,垃圾基元的含濕量、厚度、骨架的移動(dòng)性以及濕分遷移速率等對(duì)其收縮特性均有不同程度的影響,在一定溫度下,垃圾基元在第一降速段的收縮率與水分比近似呈線性關(guān)系。通過(guò)在流化床實(shí)驗(yàn)臺(tái)中進(jìn)行垃圾基元中溫濕分遷移過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究,得到了相關(guān)因素對(duì)流...
【文章來(lái)源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:163 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
致謝
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 課題背景及研究意義
1.1.1 我國(guó)城市生活垃圾的現(xiàn)狀
1.1.2 城市生活垃圾的處理方式
1.1.3 城市生活垃圾焚燒技術(shù)概述
1.1.4 研究意義
1.2 城市生活垃圾濕分遷移過(guò)程的研究現(xiàn)狀
1.2.1 含濕多孔介質(zhì)濕分遷移過(guò)程實(shí)驗(yàn)的研究現(xiàn)狀
1.2.2 含濕多孔介質(zhì)濕分遷移過(guò)程數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀
1.2.3 現(xiàn)有研究總結(jié)
1.3 研究目標(biāo)和主要研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及含濕多孔介質(zhì)濕分遷移機(jī)理
2.1 研究方案
2.1.1 研究的影響因素
2.1.2 研究手段
2.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象的選取與制備
2.2.1 垃圾基元的定義及選取
2.2.2 垃圾基元的制備
2.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 2.3.1 含濕量的定義及測(cè)量
2.3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 2.4 實(shí)驗(yàn)裝置及方法
2.4.1 馬弗爐中濕分遷移特性實(shí)驗(yàn)
2.4.2 流化床中濕分遷移特性實(shí)驗(yàn)
2.5 垃圾基元表面微觀結(jié)構(gòu)的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)
2.6 含濕多孔介質(zhì)濕分遷移機(jī)理
2.6.1 水分與物料的結(jié)合方式
2.6.2 恒速段
2.6.3 降速段
3 垃圾基元中溫濕分遷移特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1 馬弗爐中垃圾基元濕分遷移特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1.1 含濕量變化規(guī)律
3.1.2 溫度對(duì)脫水失重的影響
3.1.3 溫度對(duì)濕分遷移速率的影響
3.1.4 收縮特性變化規(guī)律
3.1.5 垃圾基元中心溫度變化規(guī)律
3.2 流化床中垃圾基元濕分遷移特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.2.1 不同溫度下的濕分遷移速率
3.2.2 不同進(jìn)風(fēng)風(fēng)速下的濕分遷移速率
3.2.3 不同床層高度下的濕分遷移速率
3.3 本章小結(jié)
4 垃圾基元中溫濕分遷移過(guò)程的動(dòng)力學(xué)特性
4.1 含濕多孔介質(zhì)濕分?jǐn)U散動(dòng)力學(xué)概述
4.2 垃圾基元有效濕分?jǐn)U散系數(shù)
4.2.1 生物質(zhì)垃圾基元
4.2.2 非生物質(zhì)垃圾基元
4.3 垃圾基元濕分遷移過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)
4.3.1 生物質(zhì)垃圾基元
4.3.2 非生物質(zhì)垃圾基元
4.4 本章小結(jié)
5 垃圾基元中溫濕分遷移過(guò)程的影響因素
5.1 馬弗爐中垃圾基元濕分遷移過(guò)程影響因素
5.1.1 干燥溫度的影響
5.1.2 幾何尺寸的影響
5.1.3 垃圾基元種類的影響
5.2 流化床中垃圾基元濕分遷移過(guò)程影響因素
5.2.1 幾何尺寸的影響
5.2.2 干燥溫度的影響
5.2.3 床層厚度的影響
5.2.4 風(fēng)速的影響
5.3 不同爐型對(duì)垃圾基元濕分遷移特性的影響
5.4 本章小結(jié)
6 垃圾基元中溫濕分遷移特性的數(shù)值模擬
6.1 數(shù)學(xué)模型
6.1.1 質(zhì)量守恒方程
6.1.2 能量守恒方程
6.1.3 初始和邊界條件
6.2 模型的離散
6.2.1 內(nèi)節(jié)點(diǎn)的離散
6.2.2 邊界節(jié)點(diǎn)的離散
6.3 物性參數(shù)
6.4 垃圾基元濕分遷移特性的計(jì)算結(jié)果與分析
6.4.1 平均含濕量及含濕量分布
6.4.2 溫度分布
6.4.3 不同垃圾基元濕分遷移特性的比較
6.4.4 收縮效應(yīng)的影響
6.5 垃圾基元表面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)特性的計(jì)算與分析
6.5.1 垃圾基元的表面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)特性曲線
6.5.2 收縮效應(yīng)對(duì)表面?zhèn)鳠崽匦缘挠绊?br> 6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論
7.1 本文研究總結(jié)
7.2 進(jìn)一步研究的建議
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]城市生活垃圾焚燒和綜合處理模式的LCA比較[J]. 龔大國(guó),孫冬,謝明,母曉東,丁煒鵬. 環(huán)境衛(wèi)生工程. 2008(04)
[2]落葉松板材干燥過(guò)程的結(jié)合水?dāng)U散系數(shù)[J]. 戰(zhàn)劍鋒,顧繼友,蔡英春. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(04)
[3]上海城市生活垃圾的組成及熱值分析[J]. 孫曉杰,徐迪民,李雄,李兵. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(03)
[4]香蕉在低溫吸附干燥過(guò)程的收縮特性[J]. 徐娓,丁靜,趙義,楊曉西. 現(xiàn)代食品科技. 2007(06)
[5]生活垃圾焚燒發(fā)電[J]. 徐淼. 節(jié)能與環(huán)保. 2007(05)
[6]城市生活垃圾的焚燒發(fā)電處理技術(shù)[J]. 張景欣,霍寅龍. 黑龍江環(huán)境通報(bào). 2007(01)
[7]談城市生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 黃生琪,周菊華. 應(yīng)用能源技術(shù). 2007(03)
[8]固體干燥的物理解釋和建模綜述[J]. 王維,陳國(guó)華. 干燥技術(shù)與設(shè)備. 2006(04)
[9]中國(guó)城市生活垃圾排放現(xiàn)狀及成分分析[J]. 杜吳鵬,高慶先,張恩琛,繆啟龍,吳建國(guó). 環(huán)境科學(xué)研究. 2006(05)
[10]切片多孔介質(zhì)對(duì)流干燥傳質(zhì)模擬軟件開發(fā)研究[J]. 劉正懷,王俊. 農(nóng)機(jī)化研究. 2006(07)
博士論文
[1]垃圾焚燒中鎘、鉛遷移轉(zhuǎn)化特性研究[D]. 陳勇.清華大學(xué) 2008
[2]層燃—流化復(fù)合垃圾焚燒爐燃燒與排放研究[D]. 李清海.清華大學(xué) 2007
[3]密閉式城市生活垃圾直接氣化熔融焚燒過(guò)程控制策略研究[D]. 王海瑞.昆明理工大學(xué) 2007
[4]秸稈干燥過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究與理論分析[D]. 雷廷宙.大連理工大學(xué) 2006
[5]城市垃圾焚燒廠垃圾儲(chǔ)坑滲濾液生物處理技術(shù)研究[D]. 鄧黛青.同濟(jì)大學(xué) 2006
[6]生活垃圾焚燒爐渣特性及其在廢水處理中的應(yīng)用研究[D]. 宋立杰.同濟(jì)大學(xué) 2006
[7]城市生活垃圾焚燒過(guò)程中二噁英的形成機(jī)理及控制技術(shù)研究[D]. 陳彤.浙江大學(xué) 2006
[8]流化床垃圾焚燒爐內(nèi)流動(dòng)和燃燒污染物生成數(shù)值模擬研究[D]. 曹玉春.浙江大學(xué) 2005
[9]城市生活垃圾焚燒飛灰熔融特性及重金屬賦存遷移規(guī)律的研究[D]. 王學(xué)濤.東南大學(xué) 2005
[10]多孔介質(zhì)相變傳熱與流動(dòng)及其若干應(yīng)用研究[D]. 黃曉明.華中科技大學(xué) 2004
碩士論文
[1]焚燒爐條件下典型城市生活垃圾干燥過(guò)程的試驗(yàn)研究[D]. 陳允軒.北京交通大學(xué) 2007
[2]木材干燥含水率測(cè)試及水分遷移特征的研究[D]. 薛巨峰.東北林業(yè)大學(xué) 2006
[3]城市生活垃圾篩上物流化床氣化特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 繆麒.浙江大學(xué) 2006
[4]流化床干燥玉米的理論研究[D]. 楊小靜.河北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3328198
【文章來(lái)源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:163 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
致謝
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 課題背景及研究意義
1.1.1 我國(guó)城市生活垃圾的現(xiàn)狀
1.1.2 城市生活垃圾的處理方式
1.1.3 城市生活垃圾焚燒技術(shù)概述
1.1.4 研究意義
1.2 城市生活垃圾濕分遷移過(guò)程的研究現(xiàn)狀
1.2.1 含濕多孔介質(zhì)濕分遷移過(guò)程實(shí)驗(yàn)的研究現(xiàn)狀
1.2.2 含濕多孔介質(zhì)濕分遷移過(guò)程數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀
1.2.3 現(xiàn)有研究總結(jié)
1.3 研究目標(biāo)和主要研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及含濕多孔介質(zhì)濕分遷移機(jī)理
2.1 研究方案
2.1.1 研究的影響因素
2.1.2 研究手段
2.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象的選取與制備
2.2.1 垃圾基元的定義及選取
2.2.2 垃圾基元的制備
2.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 2.3.1 含濕量的定義及測(cè)量
2.3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 2.4 實(shí)驗(yàn)裝置及方法
2.4.1 馬弗爐中濕分遷移特性實(shí)驗(yàn)
2.4.2 流化床中濕分遷移特性實(shí)驗(yàn)
2.5 垃圾基元表面微觀結(jié)構(gòu)的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)
2.6 含濕多孔介質(zhì)濕分遷移機(jī)理
2.6.1 水分與物料的結(jié)合方式
2.6.2 恒速段
2.6.3 降速段
3 垃圾基元中溫濕分遷移特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1 馬弗爐中垃圾基元濕分遷移特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1.1 含濕量變化規(guī)律
3.1.2 溫度對(duì)脫水失重的影響
3.1.3 溫度對(duì)濕分遷移速率的影響
3.1.4 收縮特性變化規(guī)律
3.1.5 垃圾基元中心溫度變化規(guī)律
3.2 流化床中垃圾基元濕分遷移特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.2.1 不同溫度下的濕分遷移速率
3.2.2 不同進(jìn)風(fēng)風(fēng)速下的濕分遷移速率
3.2.3 不同床層高度下的濕分遷移速率
3.3 本章小結(jié)
4 垃圾基元中溫濕分遷移過(guò)程的動(dòng)力學(xué)特性
4.1 含濕多孔介質(zhì)濕分?jǐn)U散動(dòng)力學(xué)概述
4.2 垃圾基元有效濕分?jǐn)U散系數(shù)
4.2.1 生物質(zhì)垃圾基元
4.2.2 非生物質(zhì)垃圾基元
4.3 垃圾基元濕分遷移過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)
4.3.1 生物質(zhì)垃圾基元
4.3.2 非生物質(zhì)垃圾基元
4.4 本章小結(jié)
5 垃圾基元中溫濕分遷移過(guò)程的影響因素
5.1 馬弗爐中垃圾基元濕分遷移過(guò)程影響因素
5.1.1 干燥溫度的影響
5.1.2 幾何尺寸的影響
5.1.3 垃圾基元種類的影響
5.2 流化床中垃圾基元濕分遷移過(guò)程影響因素
5.2.1 幾何尺寸的影響
5.2.2 干燥溫度的影響
5.2.3 床層厚度的影響
5.2.4 風(fēng)速的影響
5.3 不同爐型對(duì)垃圾基元濕分遷移特性的影響
5.4 本章小結(jié)
6 垃圾基元中溫濕分遷移特性的數(shù)值模擬
6.1 數(shù)學(xué)模型
6.1.1 質(zhì)量守恒方程
6.1.2 能量守恒方程
6.1.3 初始和邊界條件
6.2 模型的離散
6.2.1 內(nèi)節(jié)點(diǎn)的離散
6.2.2 邊界節(jié)點(diǎn)的離散
6.3 物性參數(shù)
6.4 垃圾基元濕分遷移特性的計(jì)算結(jié)果與分析
6.4.1 平均含濕量及含濕量分布
6.4.2 溫度分布
6.4.3 不同垃圾基元濕分遷移特性的比較
6.4.4 收縮效應(yīng)的影響
6.5 垃圾基元表面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)特性的計(jì)算與分析
6.5.1 垃圾基元的表面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)特性曲線
6.5.2 收縮效應(yīng)對(duì)表面?zhèn)鳠崽匦缘挠绊?br> 6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論
7.1 本文研究總結(jié)
7.2 進(jìn)一步研究的建議
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]城市生活垃圾焚燒和綜合處理模式的LCA比較[J]. 龔大國(guó),孫冬,謝明,母曉東,丁煒鵬. 環(huán)境衛(wèi)生工程. 2008(04)
[2]落葉松板材干燥過(guò)程的結(jié)合水?dāng)U散系數(shù)[J]. 戰(zhàn)劍鋒,顧繼友,蔡英春. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(04)
[3]上海城市生活垃圾的組成及熱值分析[J]. 孫曉杰,徐迪民,李雄,李兵. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(03)
[4]香蕉在低溫吸附干燥過(guò)程的收縮特性[J]. 徐娓,丁靜,趙義,楊曉西. 現(xiàn)代食品科技. 2007(06)
[5]生活垃圾焚燒發(fā)電[J]. 徐淼. 節(jié)能與環(huán)保. 2007(05)
[6]城市生活垃圾的焚燒發(fā)電處理技術(shù)[J]. 張景欣,霍寅龍. 黑龍江環(huán)境通報(bào). 2007(01)
[7]談城市生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 黃生琪,周菊華. 應(yīng)用能源技術(shù). 2007(03)
[8]固體干燥的物理解釋和建模綜述[J]. 王維,陳國(guó)華. 干燥技術(shù)與設(shè)備. 2006(04)
[9]中國(guó)城市生活垃圾排放現(xiàn)狀及成分分析[J]. 杜吳鵬,高慶先,張恩琛,繆啟龍,吳建國(guó). 環(huán)境科學(xué)研究. 2006(05)
[10]切片多孔介質(zhì)對(duì)流干燥傳質(zhì)模擬軟件開發(fā)研究[J]. 劉正懷,王俊. 農(nóng)機(jī)化研究. 2006(07)
博士論文
[1]垃圾焚燒中鎘、鉛遷移轉(zhuǎn)化特性研究[D]. 陳勇.清華大學(xué) 2008
[2]層燃—流化復(fù)合垃圾焚燒爐燃燒與排放研究[D]. 李清海.清華大學(xué) 2007
[3]密閉式城市生活垃圾直接氣化熔融焚燒過(guò)程控制策略研究[D]. 王海瑞.昆明理工大學(xué) 2007
[4]秸稈干燥過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究與理論分析[D]. 雷廷宙.大連理工大學(xué) 2006
[5]城市垃圾焚燒廠垃圾儲(chǔ)坑滲濾液生物處理技術(shù)研究[D]. 鄧黛青.同濟(jì)大學(xué) 2006
[6]生活垃圾焚燒爐渣特性及其在廢水處理中的應(yīng)用研究[D]. 宋立杰.同濟(jì)大學(xué) 2006
[7]城市生活垃圾焚燒過(guò)程中二噁英的形成機(jī)理及控制技術(shù)研究[D]. 陳彤.浙江大學(xué) 2006
[8]流化床垃圾焚燒爐內(nèi)流動(dòng)和燃燒污染物生成數(shù)值模擬研究[D]. 曹玉春.浙江大學(xué) 2005
[9]城市生活垃圾焚燒飛灰熔融特性及重金屬賦存遷移規(guī)律的研究[D]. 王學(xué)濤.東南大學(xué) 2005
[10]多孔介質(zhì)相變傳熱與流動(dòng)及其若干應(yīng)用研究[D]. 黃曉明.華中科技大學(xué) 2004
碩士論文
[1]焚燒爐條件下典型城市生活垃圾干燥過(guò)程的試驗(yàn)研究[D]. 陳允軒.北京交通大學(xué) 2007
[2]木材干燥含水率測(cè)試及水分遷移特征的研究[D]. 薛巨峰.東北林業(yè)大學(xué) 2006
[3]城市生活垃圾篩上物流化床氣化特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 繆麒.浙江大學(xué) 2006
[4]流化床干燥玉米的理論研究[D]. 楊小靜.河北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3328198
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