收藏本站
《西南交通大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

城市生活垃圾与生物质混烧的烟气净化试验与温度模拟研究

黄明星  
【摘要】:城市生活垃圾与生物质混烧可以解决部分垃圾焚烧厂在运行中存在的垃圾量不足、垃圾热值偏低问题。然而,城市生活垃圾与生物质混烧后会对焚烧炉的运行工况和烟气中污染物的浓度产生影响。鉴于此,本文以采用机械炉排炉的江苏某垃圾焚烧厂为依托,对城市生活垃圾与生物质混烧后锅炉运行工况、烟气中污染物的浓度、烟气净化效果等进行了试验研究,并对炉内温度分布、烟气流动特点以及冷却塔和反应塔内烟气降温过程进行了模拟研究。其研究成果可为城市生活垃圾与生物质混烧工程的运行管理提供技术支持,也有助于对该类工程烟气中污染物的有效控制。 通过现场试验研究了运行参数和混烧对炉膛温度的影响,混烧对锅炉效率的影响,以及混烧和炉膛温度对烟气中污染物排放浓度的影响。炉膛温度受运行参数影响的显著性依次为一次风温、一次风率和过量空气系数,并随生物质掺加量的增加而升高。通过对影响炉膛温度因素的研究,有利于改善由垃圾热值波动引起的炉膛温度的变化状况和减少焚烧过程中有机污染物的生成。在竹屑和油菜杆混烧比例分别为15%和13%时,焚烧炉达额定运行工况,焚烧炉热效率由混烧前的69.7%分别增加至76.13%、76.37%,增加幅度分别达到了6.43%和6.67%,并达到了锅炉设计效率,使能源的利用率得到较大提高。火用效率是从能源品质角度分析能源利用率,其由混烧前的28.95%分别增加至36.17%、35.93%,增加幅度分别达到了7.22%和7.98%。火用效率增加幅度大于热效率,表明掺烧生物质主要提高了燃料的能量品质。混烧后发现除HCl、 NOx由于受炉膛温度升高引起的浓度略有增加外,CO、粉尘、SO2的浓度均呈减小趋势。通过调整运行参数控制炉膛温度不断升高,发现烟气中HC1的浓度呈先减小后增加的趋势,CO、 SO2的浓度呈减小趋势,NOx的浓度呈增加趋势,粉尘的浓度与炉膛温度无明显关系,表明炉膛温度过高和过低都不利于控制污染物生成。 炉膛内的温度分布和烟气流动对锅炉换热和污染物的控制有显著影响。鉴于此,采用FLUENT软件对炉内烟气流动和燃烧进行了数值模拟研究。并以采用运动界面追踪法模拟推料器上的垃圾干燥过程得到的垃圾表面温度变化特点作为边界条件;垃圾在炉排上移动和换热过程的模拟,得到炉排上垃圾表面温度变化特点、水分蒸发特点和挥发份析出特点作为输入值。模拟结果表明在炉膛喉口部烟温达最高值,炉膛前墙区域烟温偏低,后墙区域烟温较高,二烟道内烟温趋于均匀;混烧后高温区烟温增加幅度达100℃,与实际情况相符合;炉内烟气流动呈明显的不均匀性,炉膛后墙区域流动较强,前墙区域流动较弱,在二烟道前墙区域由于烟气流动的突然转向形成较大的回流造成烟气流动较弱,在靠近后墙区域流动较强;二次风的投加进一步增加了烟气流动的不均匀性,不利于污染物的去除。 在竹屑和油菜杆混烧比例分别为15%和13%时,研究了各运行参数对循环流化床半干法烟气脱酸效果的影响,发现酸性气体排放浓度受各运行参数的影响非常显著。研究结果对控制酸性气体排放浓度,提高熟石灰利用率具有指导意义。对于本次试验,炉膛温度为900-950℃,熟石灰给料量为160kg/h,烟气温度为160℃,烟气流量为36000Nm3/h和喷水量为0.8-1.0t/h时烟气脱酸效果最佳。 对于烟气净化过程,烟温分布的均匀性对烟气脱酸效果和布袋除尘器的运行状况都有一定的影响。烟温分布不均不仅不利于酸性气体脱除,对布袋也易造成损伤。鉴于此,采用数值模拟的方法研究了冷却塔和反应塔内的喷水降温过程。冷却塔内烟气温度分别从230℃、220℃、210℃、200℃降低至170℃,分别在冷却塔高为4.1m、5.8m、6.5m、8m处烟气温度趋于稳定;反应塔内烟气温度分别从170℃、160℃降低至150℃,分别在反应塔高为7.9m、9m处烟气温度趋于稳定。研究结果表明烟温在两塔内均能趋于均匀,不会对酸性气体的脱除和布袋除尘器的运行产生不利影响。 本文的研究成果对于城市生活垃圾与生物质混烧的工程应用和烟气中污染物控制具有指导意义。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X705

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冷成保,肖波,杨家宽,孙萍,柳小荣;国内外城市生活垃圾(MSW)现状[J];北方环境;2001年01期
2 任福民;张玉磊;牛牧晨;高明;于敏;;生物质垃圾与煤混烧污染特征的研究[J];北京交通大学学报;2009年03期
3 张益;;我国垃圾焚烧技术发展趋势[J];城市管理与科技;2009年05期
4 王海宁,阮金良,余汉民;电除尘器脉冲供电电源及其应用研究[J];电力环境保护;2001年01期
5 赵毅,王小明,汪黎东;Ca(OH)_2颗粒脱硫反应的动力学研究[J];电力环境保护;2005年01期
6 董长青,金保升,仲兆平,兰计香,周山明,李锋;循环流化床掺烧生活垃圾实验研究[J];东南大学学报(自然科学版);2002年01期
7 吕亮;朱琳;吴占松;;城市生活垃圾焚烧炉的仿真[J];动力工程;2006年05期
8 张缦;别如山;姜孝国;蒋红宇;张志伟;付兴金;;300MW循环流化床锅炉热力特性的研究[J];动力工程;2009年06期
9 杨冬;徐鸿;陈海平;;引进型300MW循环流化床锅炉效率的分析[J];动力工程学报;2010年03期
10 沈伯雄;王成东;郭宾彬;梁材;史展亮;;控制氮氧化物排放的低温SCR催化剂及工程应用[J];电站系统工程;2006年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨忠灿;垃圾焚烧过程中氯源对HCL和二噁英排放特性影响的初步研究[D];浙江大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘宝霞;贾朝阳;;挤出机双流道筒体的设计及换热能力的计算与分析[J];工程塑料应用;2010年09期
2 许建柳;;复合墙体室内温度响应研究[J];四川建筑科学研究;2010年03期
3 李茜;苏华;李晓虹;张燕;;地源热泵竖埋U形换热器一维数值模型[J];四川建筑科学研究;2012年02期
4 李传瑞;王立涛;葛仁余;余小鲁;陈志浩;;CSP连轧过程变形的有限元分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
5 田志环;;我国发展生物柴油的优势及开发利用方略[J];安徽农学通报;2007年20期
6 李泉临;李玮骐;;浅议安徽省农村生物质能源的开发与利用[J];安徽农学通报(上半月刊);2012年09期
7 宋如敏;王恒青;;农产品加工的供热管道在传输过程中的热损耗分析[J];安徽农业科学;2009年02期
8 李宁;俞国胜;;灌木收割机理及装备研究[J];安徽农业科学;2009年04期
9 周中仁;;生物质能概念界定与属性划分的探讨[J];安徽农业科学;2009年25期
10 田水泉;张立科;杨风岭;张宪宏;樊静;;生物质能源化学转化技术与应用研究进展[J];安徽农业科学;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐亚同;刘伟;张秋卓;;低碳经济与可持续发展[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
2 季玲玲;周光魏;寇智慧;赵保国;杜志明;郭泽荣;;圆柱形烟花热自燃数学模型研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
3 魏琪;赵俊;;太阳能空气集热器传热性能实验研究[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
4 介鹏飞;李德英;;能耗统计在建筑节能工作中的应用[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
5 任晓平;石久胜;唐欣彤;刘建红;刘哲;;生物质与煤复合燃烧技术及其理论研究[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
6 郑昀;邵岩;李斌;;生物质气化机理及应用[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
7 刘丹;黄明星;任怡然;任旭;;四川省城市生活垃圾的基本特征及其可利用性[A];四川省环境科学学会二〇一一年学术年会论文集[C];2011年
8 贺建忠;幸利;马康康;;电解槽保温技术的应用与探讨[A];2011(昆明)中西部第四届有色金属工业发展论坛论文集[C];2011年
9 孔令斌;;斯特林热机逆流换热式回热器[A];2011中国太阳能热利用行业年会暨高峰论坛论文集[C];2011年
10 赵博;武传松;;水下湿法焊接温度场的数值模拟[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 依成武;新型横向极板电除尘器研究[D];江苏大学;2010年
3 左远志;熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D];华南理工大学;2010年
4 朱继保;细颗粒物的电收集技术研究[D];浙江大学;2010年
5 朱颖颖;合成气合成二甲醚和乙醇的试验研究[D];浙江大学;2010年
6 杨建国;电站锅炉煤粉空气富氧直接点火技术的理论及应用研究[D];浙江大学;2010年
7 姚栋伟;汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的空燃比控制技术研究[D];浙江大学;2010年
8 秦建光;秸秆类生物质流态化燃烧特性研究[D];浙江大学;2009年
9 刘倩;基于组分的生物质热裂解机理研究[D];浙江大学;2009年
10 朱登亮;槽形竖壁冷凝强化规律研究与结构优化[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐京禧;农业废弃物热解特性的研究[D];华中农业大学;2010年
2 马爱玲;生物质与煤混合燃烧特性的研究[D];河南理工大学;2010年
3 侯建军;高温矿井热环境数值模拟及热害控制技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 亓玉栋;矿井冰制冷降温系统能效测试与诊断[D];山东科技大学;2010年
5 胡兴涛;生物质快速热解制生物质油的实验研究[D];山东科技大学;2010年
6 赵达;井下工具油浸试验装置温度控制系统分析[D];长春理工大学;2010年
7 魏巍;极低酸中稻壳水解特性及转化乙酰丙酸的实验研究[D];郑州大学;2010年
8 刘永;纤维混凝土夹心秸秆压缩块砌块墙的研究与开发[D];山东农业大学;2010年
9 王建秋;钢管组对机总体方案设计及关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 宋丹荣;垃圾焚烧发电BOT项目特许期决策模型研究[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪业林;;北欧国家的生物质能开发及启示[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
2 许昌明;;秸秆发电需慎行[J];安徽科技;2009年05期
3 程东祥;于光;赵虹;;秸秆转化为交通能源的应用概述[J];安徽农业科学;2009年06期
4 昌金铭;;国内外光伏发电的新进展[J];中国建设动态(阳光能源);2007年01期
5 金保升,董长青,仲兆平,兰计香,肖睿;城市生活垃圾与煤循环流化床混烧N_2O排放规律研究[J];安全与环境学报;2001年03期
6 郑新奇;城市废物特性的再认识[J];国外环境科学技术;1997年01期
7 冷成保,肖波,杨家宽,孙萍,柳小荣;国内外城市生活垃圾(MSW)现状[J];北方环境;2001年01期
8 逄辰生;世界各国城市垃圾管理状况(一)[J];节能与环保;2002年10期
9 张洪勋,李林;纤维素类生物质热解技术研究进展[J];北京联合大学学报(自然科学版);2004年01期
10 高光,董雅文,金浩波,黄卫;城市垃圾处理与管理对策研究[J];城市环境与城市生态;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 纵瑞收;李峰;李华;;农作物秸秆资源化技术与再生能源资源的可持续利用[A];2008中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张力;旋转气固多相流分离的数值分析及实验研究[D];重庆大学;2001年
2 尤希凤;光合产氢菌群的筛选及其利用猪粪污水产氢因素的研究[D];河南农业大学;2005年
3 韩军;下水道污泥焚烧过程中重金属元素的挥发与回收[D];华中科技大学;2005年
4 赵辉;生物质高温气流床气化制取合成气的机理试验研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵玉山;细菌产氢的研究[D];北京化工大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 辰光;;给垃圾找个新出路[J];科技潮;2002年08期
2 张瑛华;张友富;王洪;;基于神经网络的生活垃圾低位热值计算模型的研究与应用[J];电力建设;2010年09期
3 金保升,董长青,仲兆平,兰计香,肖睿;城市生活垃圾与煤循环流化床混烧N_2O排放规律研究[J];安全与环境学报;2001年03期
4 朱大来;宋立华;;目前水泥厂协同处理城市生活垃圾的几种方式[J];中国水泥;2010年07期
5 李建新;城市生活垃圾焚烧发电技术[J];广西节能;2003年04期
6 董长青,金保升,兰计香,仲兆平;城市生活垃圾与煤流化床混烧过程中氮氧化物排放研究[J];环境科学学报;2002年02期
7 袁文献;彭毅;黄平男;余群善;赵世新;寇小旺;;水泥工业处理和利用生活垃圾技术探讨[J];水泥;2008年07期
8 张衍国;李清海;蒙爱红;;中国垃圾的资源化利用[J];物理;2010年05期
9 毛玉如,刘晓峰;城市生活垃圾焚烧发电产业化初探[J];再生资源研究;1999年05期
10 吕志刚;;我国城市生活垃圾焚烧处理的宏观环境因素分析[J];特区经济;2010年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 袁文献;何宏涛;毛志伟;;热量用于水泥生产的城市生活垃圾焚烧技术[A];第二届“发展循环经济 实现水泥工业原、燃材料战略转移会议”交流材料[C];2005年
2 严建华;;城市生活垃圾异重内循环流化床焚烧技术的研究及开发[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
3 朱跃姿;林建;黄文沂;;福州市城市垃圾发电前景刍议[A];“洁净能源与经济”学术年会专辑[C];2001年
4 王修川;董扬;陈丽华;;浅谈循环经济与城市生活垃圾环境治理[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第一卷)[C];2009年
5 孙百花;;城市生活垃圾沼气化处理的方法意义[A];2010固废战略论坛论文集[C];2010年
6 雷勇;蔡九菊;廖洪强;余广炜;刘汉桥;;城市生活垃圾热解新工艺[A];2004全国能源与热工学术年会论文集(2)[C];2004年
7 岑宇虹;李晓东;陈劲;曹玉春;;中国垃圾管理体系的变迁——可持续发展垃圾管理模式的变迁途径及机制[A];2004全国能源与热工学术年会论文集(2)[C];2004年
8 喻泽斌;;磁化垃圾复混肥的研制[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
9 ;我国城市生活垃圾处理行业2010年发展综述[A];2010中国环境保护产业发展报告[C];2011年
10 顾军;;城市环卫规划中生活垃圾处理方式的研究[A];和谐城市规划——2007中国城市规划年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 韩雁 刘澜 子裕;准备好:向城市生活垃圾要电[N];保定日报;2009年
2 吴文彪 姚巨才;利用城市生活垃圾发电[N];人民政协报;2010年
3 李扬;为城市生活垃圾埋单[N];保定日报;2010年
4 中国环境科学院固体所所长 王琪;综合治理:生活垃圾难题破解之道[N];科技日报;2009年
5 ;就《河南省城市生活垃圾处理管理办法》若干问题答记者问[N];开封日报;2009年
6 记者 刘利民;市领导视察城市生活垃圾卫生填埋场[N];朝阳日报;2010年
7 通讯员 李清华;绿春首次征收城市生活垃圾处置费进展顺利[N];红河日报;2010年
8 本报记者;市建委主任张道军就贯彻落实《河南省城市生活垃圾处理管理办法》实施的有关问题答记者问[N];驻马店日报;2009年
9 ;切实推进城市生活垃圾分类减量和再资源化[N];新华日报;2011年
10 记者 高嵘;城市生活垃圾又遇克星[N];中国环境报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄明星;城市生活垃圾与生物质混烧的烟气净化试验与温度模拟研究[D];西南交通大学;2011年
2 李劲;城市生活垃圾规划管理智能决策支持系统[D];昆明理工大学;2008年
3 臧秀清;城市生活垃圾多循环处置系统的构建与效益研究[D];燕山大学;2010年
4 赵薇;基于准动态生态效率分析的可持续城市生活垃圾管理[D];天津大学;2009年
5 秦宇飞;大型城市生活垃圾焚烧炉焚烧过程仿真及控制[D];华北电力大学(北京);2011年
6 解海卫;城市生活垃圾与生物质混烧发电及烟气净化的研究[D];天津大学;2007年
7 宋立杰;生活垃圾焚烧炉渣特性及其在废水处理中的应用研究[D];同济大学;2006年
8 金余其;城市生活垃圾燃烧特性及新型流化床焚烧技术的研究[D];浙江大学;2002年
9 王艳;城市生活垃圾中低温热解特性研究[D];天津大学;2005年
10 王海瑞;密闭式城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程控制策略研究[D];昆明理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏惠荣;小城市生活垃圾处置研究[D];兰州大学;2011年
2 宋河宇;城市生活垃圾管理体系不确定性优化模型研究[D];大连理工大学;2010年
3 刘晓明;城市生活垃圾简易分类装置设计与研究[D];东北农业大学;2010年
4 许金红;中国城市生活垃圾分类管理的研究[D];西北大学;2011年
5 周英英;城市生活垃圾回收物流系统的绩效评价[D];北京交通大学;2010年
6 王文培;日本城市生活垃圾问题治理研究[D];中国政法大学;2010年
7 蔡永刚;基于循环经济的城市生活垃圾产业化研究[D];暨南大学;2011年
8 余素洁;湖北省城市生活垃圾处理及其产业化研究[D];武汉理工大学;2010年
9 张叙原;城市生活垃圾处理法律问题研究[D];东北林业大学;2011年
10 刘常青;城市生活垃圾综合治理研究[D];福建师范大学;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026