城市生活垃圾熱解燃燒特性及其并流條件下焚燒實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-02 11:42
隨著人類社會(huì)工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快,導(dǎo)致了城市生活垃圾量日益增多,質(zhì)日益復(fù)雜,成為世界各國(guó)面臨的一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)公害,是各國(guó)迫切需要解決的重大環(huán)境保護(hù)問題之一。填埋、堆肥和焚燒是目前普遍使用的城市生活垃圾處理方法。焚燒法具有資源化和減量化優(yōu)勢(shì),使其成為城市生活垃圾的主要處理技術(shù)之一。但由于焚燒設(shè)施設(shè)計(jì)上的不完善,對(duì)焚燒條件的控制不合理,產(chǎn)生了二嗯英和重金屬的二次污染,使焚燒技術(shù)的應(yīng)用受到了限制。為此,在深入研究垃圾熱解和燃燒機(jī)理的基礎(chǔ)上,開發(fā)新一代生活垃圾焚燒工藝是國(guó)內(nèi)外科技領(lǐng)域普遍關(guān)注的課題。論文對(duì)城市生活垃圾的特點(diǎn)、焚燒技術(shù)及其存在的問題、直接氣化熔融焚燒技術(shù)及其改進(jìn)方向、城市生活垃圾熱解及燃燒特性研究現(xiàn)狀和方向進(jìn)行了全面分析。采用TG-DSC-MS聯(lián)用實(shí)驗(yàn)技術(shù),檢測(cè)了七種典型城市生活垃圾試樣熱解和燃燒過程中的質(zhì)量損失、熱效應(yīng)和逸出氣體成分,采用熱分析熱重動(dòng)力學(xué)和熱動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行了垃圾熱解和燃燒反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)研究。提出了城市生活垃圾并流豎爐氣化熔融焚燒新工藝流程,并進(jìn)行了并流豎爐熱態(tài)模擬試驗(yàn)研究。1.垃圾熱解機(jī)理及動(dòng)力學(xué)。以塑料和橡膠為代表的有機(jī)高分子化合物在熱解前存在軟化吸熱過...
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:149 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 城市生活垃圾的特點(diǎn)
1.1.1 城市生活垃圾的數(shù)量
1.1.2 城市生活垃圾的組成
1.1.3 城市生活垃圾的危害
1.2 城市生活垃圾焚燒技術(shù)
1.2.1 生活垃圾焚燒技術(shù)的特點(diǎn)
1.2.2 生活垃圾焚燒爐種類
1.2.3 國(guó)內(nèi)外生活垃圾焚燒技術(shù)及設(shè)備
1.3 垃圾焚燒技術(shù)存在的環(huán)境問題
1.3.1 污染物的種類
1.3.2 二噁英的污染
1.3.3 重金屬的污染
1.4 城市生活垃圾直接氣化熔融焚燒技術(shù)
1.4.1 直接氣化熔融工藝原理
1.4.2 直接氣化熔融焚燒工藝
1.4.3 直接氣化熔融焚燒技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
1.4.4 直接氣化熔融焚燒工藝特征
1.4.5 工藝流程的改進(jìn)方向
1.5 城市生活垃圾熱解及燃燒特性
1.5.1 熱解特性的研究現(xiàn)狀
1.5.2 燃燒特性的研究現(xiàn)狀
1.5.3 熱解及燃燒基礎(chǔ)研究的方向
1.6 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)及分析方法
2.1 熱分析方法
2.1.1 熱分析方法的原理
2.1.2 熱分析方法的特點(diǎn)
2.1.3 熱分析設(shè)備
2.2 氣相質(zhì)譜分析方法
2.2.1 氣相質(zhì)譜原理
2.2.2 氣相質(zhì)譜特點(diǎn)
2.2.3 熱分析與質(zhì)譜聯(lián)用設(shè)備
2.3 動(dòng)力學(xué)解析方法
2.3.1 動(dòng)力學(xué)方程
2.3.2 熱重動(dòng)力學(xué)解析方法
2.3.3 DSC熱動(dòng)力學(xué)解析方法
2.4 垃圾熱解和燃燒實(shí)驗(yàn)試樣
2.5 本章小結(jié)
第3章 城市生活垃圾熱解機(jī)理及動(dòng)力學(xué)
3.1 垃圾試樣熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.1 塑料熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.2 橡膠熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.3 棉布熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.4 木屑熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.5 落葉熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.6 菜葉熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.7 紙熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.2 城市生活垃圾的熱解機(jī)理
3.2.1 塑料熱解機(jī)理
3.2.2 橡膠熱解機(jī)理
3.2.3 棉布熱解機(jī)理
3.2.4 木屑熱解機(jī)理
3.2.5 落葉熱解機(jī)理
3.2.6 菜葉熱解機(jī)理
3.2.7 紙熱解機(jī)理
3.3 垃圾試樣的熱解特征及參數(shù)
3.3.1 熱解轉(zhuǎn)化率
3.3.2 熱解特征參數(shù)
3.4 垃圾熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)
3.4.1 反應(yīng)級(jí)數(shù)
3.4.2 活化能
3.5 本章小結(jié)
第4章 城市生活垃圾燃燒特性及動(dòng)力學(xué)
4.1 垃圾試樣燃燒的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
4.1.1 塑料燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.2 橡膠燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.3 棉布燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.4 木屑燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.5 落葉燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.6 菜葉燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.7 紙燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.2 垃圾試樣燃燒機(jī)理分析
4.2.1 塑料燃燒機(jī)理
4.2.2 橡膠燃燒機(jī)理
4.2.3 棉布燃燒機(jī)理
4.2.4 木屑燃燒機(jī)理
4.2.5 落葉燃燒機(jī)理
4.2.6 菜葉燃燒機(jī)理
4.2.7 紙燃燒機(jī)理
4.3 燃燒規(guī)律
4.3.1 燃燒特征參數(shù)
4.3.2 燃燒與熱解的對(duì)比
4.3.3 著火現(xiàn)象
4.3.4 燃燒指標(biāo)
4.4 燃燒動(dòng)力學(xué)
4.4.1 DSC熱動(dòng)力學(xué)參數(shù)
4.4.2 熱動(dòng)力學(xué)與熱重動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)比
4.5 本章小結(jié)
第5章 城市生活垃圾并流豎爐焚燒工藝及計(jì)算
5.1 城市生活垃圾并流豎爐焚燒工藝
5.1.1 工藝流程
5.1.2 工藝流程的特點(diǎn)
5.2 并流豎爐焚燒工藝的物質(zhì)平衡
5.3 并流豎爐焚燒工藝的能量平衡
5.4 臨界熱值
5.4.1 臨界熱值的計(jì)算
5.4.2 結(jié)果分析
5.5 絕熱火焰溫度
5.6 與逆流豎爐工藝臨界熱值的對(duì)比
5.6.1 逆流豎爐的臨界熱值
5.6.2 臨界熱值的對(duì)比分析
5.7 本章小結(jié)
第6章 城市生活垃圾并流豎爐焚燒模擬實(shí)驗(yàn)
6.1 實(shí)驗(yàn)原理
6.2 實(shí)驗(yàn)裝置
6.3 實(shí)驗(yàn)條件
6.3.1 實(shí)驗(yàn)試樣
6.3.2 助燃空氣
6.4 模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
6.4.1 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間和料層下降速度
6.4.2 豎爐反應(yīng)管內(nèi)的溫度分布
6.4.3 豎爐反應(yīng)管內(nèi)產(chǎn)生的氣體成分
6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文
作者簡(jiǎn)介
論文包含圖、表、公式及文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Shift to a low carbon society through energy systems design[J]. Toshihiko NAKATA,Mikhail RODIONOV,Diego SILVA,Joni JUPESTA. Science China(Technological Sciences). 2010(01)
[2]生物質(zhì)高溫分解產(chǎn)物析出特性的試驗(yàn)研究[J]. 張睿智,羅永浩,段佳,劉春元,陳祎. 動(dòng)力工程. 2009(06)
[3]不同垃圾焚燒設(shè)備中二噁英的排放特征和I-TEQ指示物的研究[J]. 高洪才,倪余文,張海軍,張青,蘇凡,趙亮,張寧,張雪萍,陳吉平. 環(huán)境科學(xué). 2009(05)
[4]Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in flue gas emissions from municipal solid waste incinerators in China[J]. Tong CHEN1,Yue-ling GU1,Jian-hua YAN1,Xiao-dong LI1,Sheng-yong LU1,Hui-fen DAI2,Ke-fa CEN1 (1State Key Laboratory of Clean Energy Utilization,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China) (2School of Medicine,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China). Journal of Zhejiang University(Science A:An International Applied Physics & Engineering Journal). 2008(09)
[5]九江市城市生活垃圾現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J]. 肖萌芳,周勁韌. 江西能源. 2008(01)
[6]美國(guó)城市生活垃圾處理現(xiàn)狀與與趨勢(shì)(下)[J]. 張瑞久,逄辰生. 節(jié)能與環(huán)保. 2007(12)
[7]我國(guó)垃圾焚燒技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展預(yù)測(cè)[J]. 徐文龍,劉晶昊. 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2007(11)
[8]分布活化能模型在垃圾熱解/氣化動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用[J]. 朱穎,金保升,王澤明. 動(dòng)力工程. 2007(03)
[9]主要垃圾組分熱解動(dòng)力學(xué)模型的優(yōu)化及比較[J]. 沈祥智,嚴(yán)建華,白叢生,李曉東,池涌,倪明江,岑可法. 化工學(xué)報(bào). 2006(10)
[10]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)
博士論文
[1]垃圾焚燒飛灰二噁英的控制技術(shù)研究[D]. 彭政.浙江大學(xué) 2007
[2]垃圾焚燒系統(tǒng)中重金屬的分配及處理研究[D]. 羅宇.重慶大學(xué) 2004
[3]城市生活垃圾燃燒特性及新型流化床焚燒技術(shù)的研究[D]. 金余其.浙江大學(xué) 2002
碩士論文
[1]秸稈類生物質(zhì)層燃燃燒特性的試驗(yàn)研究[D]. 林鵬.上海交通大學(xué) 2008
本文編號(hào):3471914
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:149 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 城市生活垃圾的特點(diǎn)
1.1.1 城市生活垃圾的數(shù)量
1.1.2 城市生活垃圾的組成
1.1.3 城市生活垃圾的危害
1.2 城市生活垃圾焚燒技術(shù)
1.2.1 生活垃圾焚燒技術(shù)的特點(diǎn)
1.2.2 生活垃圾焚燒爐種類
1.2.3 國(guó)內(nèi)外生活垃圾焚燒技術(shù)及設(shè)備
1.3 垃圾焚燒技術(shù)存在的環(huán)境問題
1.3.1 污染物的種類
1.3.2 二噁英的污染
1.3.3 重金屬的污染
1.4 城市生活垃圾直接氣化熔融焚燒技術(shù)
1.4.1 直接氣化熔融工藝原理
1.4.2 直接氣化熔融焚燒工藝
1.4.3 直接氣化熔融焚燒技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
1.4.4 直接氣化熔融焚燒工藝特征
1.4.5 工藝流程的改進(jìn)方向
1.5 城市生活垃圾熱解及燃燒特性
1.5.1 熱解特性的研究現(xiàn)狀
1.5.2 燃燒特性的研究現(xiàn)狀
1.5.3 熱解及燃燒基礎(chǔ)研究的方向
1.6 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)及分析方法
2.1 熱分析方法
2.1.1 熱分析方法的原理
2.1.2 熱分析方法的特點(diǎn)
2.1.3 熱分析設(shè)備
2.2 氣相質(zhì)譜分析方法
2.2.1 氣相質(zhì)譜原理
2.2.2 氣相質(zhì)譜特點(diǎn)
2.2.3 熱分析與質(zhì)譜聯(lián)用設(shè)備
2.3 動(dòng)力學(xué)解析方法
2.3.1 動(dòng)力學(xué)方程
2.3.2 熱重動(dòng)力學(xué)解析方法
2.3.3 DSC熱動(dòng)力學(xué)解析方法
2.4 垃圾熱解和燃燒實(shí)驗(yàn)試樣
2.5 本章小結(jié)
第3章 城市生活垃圾熱解機(jī)理及動(dòng)力學(xué)
3.1 垃圾試樣熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.1 塑料熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.2 橡膠熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.3 棉布熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.4 木屑熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.5 落葉熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.6 菜葉熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.1.7 紙熱解的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
3.2 城市生活垃圾的熱解機(jī)理
3.2.1 塑料熱解機(jī)理
3.2.2 橡膠熱解機(jī)理
3.2.3 棉布熱解機(jī)理
3.2.4 木屑熱解機(jī)理
3.2.5 落葉熱解機(jī)理
3.2.6 菜葉熱解機(jī)理
3.2.7 紙熱解機(jī)理
3.3 垃圾試樣的熱解特征及參數(shù)
3.3.1 熱解轉(zhuǎn)化率
3.3.2 熱解特征參數(shù)
3.4 垃圾熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)
3.4.1 反應(yīng)級(jí)數(shù)
3.4.2 活化能
3.5 本章小結(jié)
第4章 城市生活垃圾燃燒特性及動(dòng)力學(xué)
4.1 垃圾試樣燃燒的TA-MS檢測(cè)結(jié)果
4.1.1 塑料燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.2 橡膠燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.3 棉布燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.4 木屑燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.5 落葉燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.6 菜葉燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.1.7 紙燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.2 垃圾試樣燃燒機(jī)理分析
4.2.1 塑料燃燒機(jī)理
4.2.2 橡膠燃燒機(jī)理
4.2.3 棉布燃燒機(jī)理
4.2.4 木屑燃燒機(jī)理
4.2.5 落葉燃燒機(jī)理
4.2.6 菜葉燃燒機(jī)理
4.2.7 紙燃燒機(jī)理
4.3 燃燒規(guī)律
4.3.1 燃燒特征參數(shù)
4.3.2 燃燒與熱解的對(duì)比
4.3.3 著火現(xiàn)象
4.3.4 燃燒指標(biāo)
4.4 燃燒動(dòng)力學(xué)
4.4.1 DSC熱動(dòng)力學(xué)參數(shù)
4.4.2 熱動(dòng)力學(xué)與熱重動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)比
4.5 本章小結(jié)
第5章 城市生活垃圾并流豎爐焚燒工藝及計(jì)算
5.1 城市生活垃圾并流豎爐焚燒工藝
5.1.1 工藝流程
5.1.2 工藝流程的特點(diǎn)
5.2 并流豎爐焚燒工藝的物質(zhì)平衡
5.3 并流豎爐焚燒工藝的能量平衡
5.4 臨界熱值
5.4.1 臨界熱值的計(jì)算
5.4.2 結(jié)果分析
5.5 絕熱火焰溫度
5.6 與逆流豎爐工藝臨界熱值的對(duì)比
5.6.1 逆流豎爐的臨界熱值
5.6.2 臨界熱值的對(duì)比分析
5.7 本章小結(jié)
第6章 城市生活垃圾并流豎爐焚燒模擬實(shí)驗(yàn)
6.1 實(shí)驗(yàn)原理
6.2 實(shí)驗(yàn)裝置
6.3 實(shí)驗(yàn)條件
6.3.1 實(shí)驗(yàn)試樣
6.3.2 助燃空氣
6.4 模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
6.4.1 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間和料層下降速度
6.4.2 豎爐反應(yīng)管內(nèi)的溫度分布
6.4.3 豎爐反應(yīng)管內(nèi)產(chǎn)生的氣體成分
6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文
作者簡(jiǎn)介
論文包含圖、表、公式及文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Shift to a low carbon society through energy systems design[J]. Toshihiko NAKATA,Mikhail RODIONOV,Diego SILVA,Joni JUPESTA. Science China(Technological Sciences). 2010(01)
[2]生物質(zhì)高溫分解產(chǎn)物析出特性的試驗(yàn)研究[J]. 張睿智,羅永浩,段佳,劉春元,陳祎. 動(dòng)力工程. 2009(06)
[3]不同垃圾焚燒設(shè)備中二噁英的排放特征和I-TEQ指示物的研究[J]. 高洪才,倪余文,張海軍,張青,蘇凡,趙亮,張寧,張雪萍,陳吉平. 環(huán)境科學(xué). 2009(05)
[4]Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in flue gas emissions from municipal solid waste incinerators in China[J]. Tong CHEN1,Yue-ling GU1,Jian-hua YAN1,Xiao-dong LI1,Sheng-yong LU1,Hui-fen DAI2,Ke-fa CEN1 (1State Key Laboratory of Clean Energy Utilization,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China) (2School of Medicine,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China). Journal of Zhejiang University(Science A:An International Applied Physics & Engineering Journal). 2008(09)
[5]九江市城市生活垃圾現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J]. 肖萌芳,周勁韌. 江西能源. 2008(01)
[6]美國(guó)城市生活垃圾處理現(xiàn)狀與與趨勢(shì)(下)[J]. 張瑞久,逄辰生. 節(jié)能與環(huán)保. 2007(12)
[7]我國(guó)垃圾焚燒技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展預(yù)測(cè)[J]. 徐文龍,劉晶昊. 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2007(11)
[8]分布活化能模型在垃圾熱解/氣化動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用[J]. 朱穎,金保升,王澤明. 動(dòng)力工程. 2007(03)
[9]主要垃圾組分熱解動(dòng)力學(xué)模型的優(yōu)化及比較[J]. 沈祥智,嚴(yán)建華,白叢生,李曉東,池涌,倪明江,岑可法. 化工學(xué)報(bào). 2006(10)
[10]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)
博士論文
[1]垃圾焚燒飛灰二噁英的控制技術(shù)研究[D]. 彭政.浙江大學(xué) 2007
[2]垃圾焚燒系統(tǒng)中重金屬的分配及處理研究[D]. 羅宇.重慶大學(xué) 2004
[3]城市生活垃圾燃燒特性及新型流化床焚燒技術(shù)的研究[D]. 金余其.浙江大學(xué) 2002
碩士論文
[1]秸稈類生物質(zhì)層燃燃燒特性的試驗(yàn)研究[D]. 林鵬.上海交通大學(xué) 2008
本文編號(hào):3471914
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