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《昆明理工大学》 2007年
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城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程应用基础研究

胡建杭  
【摘要】: 城市生活垃圾直接气化熔融焚烧处理技术能有效控制焚烧灰渣中的重金属和二恶英类有机物潜在的污染,避免与控制焚烧过程中二恶英类有机物的合成,具有理想的减容化、无害化和资源化效果。该技术是一种垃圾处理终端技术,在科学界,自从提出其概念并进行工业化应用以来,受到环保专家们的广泛关注,被认为是21世纪垃圾处理的新型可行技术和垃圾环保最具发展前景的新技术。因此,城市生活垃圾直接气化熔融焚烧处理已经成为废物处理领域新的研究热点。 本文结合我国城市生活垃圾的组份特性,系统地开展了城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程的应用基础研究,为探索和创新城市生活垃圾新型焚烧处理技术提供一定的理论参考。 研究分析了升温速率和气氛含氧量对生活垃圾气化焚烧过程动态产气特性的影响。在不同温度段,反应特征的变化较为明显,各个温度段的反应产物(CO、CO_2、H_2和CH_4)也都有很强的倾向性。温度和停留时间是决定气化燃烧过程气化率的主要因素。升温速率快慢影响瞬时产气量的多少,但是变化趋势基本相似;瞬时产气量因气化氧气浓度的增加而增加。干燥的混合垃圾在TG-DTG热分析过程主要可分为低温热分解气化阶段和高温热分解残留物燃烧阶段。升温速率不同,反应停留时间也不同,导致生活垃圾气化燃烧各阶段的温度范围有所变化,但是热失重最终趋势却不随升温速率的加快而改变。含氧量越高,燃烧反应就越剧烈,反应速率就越快。 采用Doyle积分法依据TG-DTG数据建立了原生活垃圾气化燃烧动力学模型,拟合获得了生活垃圾气化燃烧第一阶段的反应机理方程均为f(a)=3/2(1-a)~(4/3)((1-a)~(1/3)-1)~(-1),第二阶段对应于10%、21%和56%含氧量气氛下的反应机理方程分别为f(a):3(1-a)~(2/3)、f(a)=2(1-a)~(3/2)和f(a)=(1-a)~2,并求得了不同升温速率和不同气氛下的动力学参数。 在灰渣熔融过程中,分析了灰渣中主要成份CaO-SiO_2-Al_2O_3三元组份在熔融过程中可能发生玻璃体转化的各种复合反应,理论分析了各种反应的标准吉布斯自由能△G~θ和反应平衡常数K等热力学参数。研究分析了气氛、灰渣成分对灰渣熔融特性的影响。研究得出,为了降低灰渣的熔融温度,应控制灰渣中的CaO含量在33%和酸碱度在1左右,并实现在弱还原性的气氛下进行熔融处理。依据DSC曲线建立了焚烧灰渣熔融过程动力学模型,求出灰渣熔融过程的动力学参数。动力学模型为生活垃圾的直接气化熔融焚烧工艺设计提供了理论依据。 实验研究了六种重金属(Hg、Pb、Cd、Zn、Cu、Cr)在直接气化熔融焚烧过程中的转化迁移特性。分析焚烧温度、熔融时间、气氛和含水率对重金属分布的影响。Hg、Pb和Cd是挥发性重金属,容易挥发转移到飞灰和烟气中;Cu和Cr是难熔性重金属,表现出很好的稳定性。Zn因氧化而不易挥发。灰渣的熔融对重金属的挥发有一定抑制作用,而HCl的存在却对重金属的挥发有促进作用。 实验分析研究得出:焚烧炉内固硫剂固硫效果的好坏主要与反应温度、Ca/S、气体停留时间和固硫剂等有关。CaO的最佳固硫温度在800-900℃,最佳Ca/S是2.5~3左右。添加Fe_2O_3和草木灰有助于加强CaO的固硫效果。直接气化熔融焚烧处理可实现二恶英近零排放,熔渣中二恶英含量仅为0.001ng-TEQ/g,烟气中二恶英含量为0.072ng-TEQ/g。 自行研发了半工业城市生活垃圾直接气化熔融炉焚烧系统(处理能力分别为1t/d和10t/d)并进行了批量试验。分析研究了处理能力对焚烧炉炉内温度和燃烧效率的影响,酸性气体(SO_2、NO_x和HCl)、二恶英类有机物和熔融渣的重金属浸出量等二次污染物的排放特性。试验表明,该焚烧炉系统在处理原生城市生活垃圾时,具有稳定高效的处理能力,可以实现二次污染物尤其是二恶英的低排放化和灰渣的回收利用资源化。 研究表明,城市生活垃圾经过该直接气化熔融焚烧处理后,不仅可以实现垃圾燃烧热的利用,还可以降低二次污染物的排放和实现熔融渣的直接回收利用,具有理想的“三化”效果,应用前景广阔。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X799.3

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【引证文献】
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1 杜艳丽;中国城市生活垃圾处理市场化改革研究[D];华北电力大学(北京);2010年
【参考文献】
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1 周翠红,路迈西,吴文伟;北京市城市生活垃圾组分预测[J];安全与环境学报;2004年05期
2 胡建杭;王华;吴桢芬;赵鹏;;城市生活垃圾焚烧灰渣熔融特性的分析[J];安全与环境学报;2007年01期
3 李晓敏;;城市生活垃圾资源化途径之一——垃圾焚烧发电[J];环境科学与管理;2005年06期
4 吴玉萍,董锁成;当代城市生活垃圾处理技术现状与展望——兼论中国城市生活垃圾对策视点的调整[J];城市环境与城市生态;2001年01期
5 邹莲花,龙燕,曹学新;21世纪城市生活垃圾生态化处理展望[J];城市环境与城市生态;2001年03期
6 王学涛,金保升,仲兆平,党小剑;城市生活垃圾焚烧底灰熔融处理实验研究[J];东南大学学报(自然科学版);2005年01期
7 李建新 ,严建华 ,池涌 ,倪明江 ,岑可法;垃圾焚烧过程中重金属迁移特性及控制[J];电站系统工程;2004年01期
8 朱红兵,李秀,柳凌云,王昌汉;城市生活垃圾无害化处理工艺[J];环境科学与技术;2002年05期
9 李湘洲;国内外城市垃圾处理的现状与趋势[J];粉煤灰;2000年01期
10 江淑琴,矫维红;城市生活垃圾的燃烧性能研究[J];工程热物理学报;1998年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李润东;城市垃圾焚烧飞灰熔融过程的机理研究[D];浙江大学;2002年
2 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
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李春花;城市生活垃圾焚烧烟气固定床干法脱硫实验研究[D];昆明理工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦念华;浅谈新湿法炼锌工艺中性浸出上清率的影响条件及改善办法[J];四川有色金属;1994年01期
2 徐强,杨应凡,吴半农,李荣健,张涛,王琼,陈波,高守刚;6.6M~2炼铜密闭鼓风炉工艺技术配料计算暨有关技术问题探讨[J];四川有色金属;1997年04期
3 王超球;检修开产时铅电解液的脱铜处理[J];四川有色金属;2001年01期
4 尹维英,马华宪,任君合,任敏利,张鹤鸣,杨熙珍;聚苯硫醚酮热分解研究[J];工程塑料应用;1998年07期
5 刘民英,高丽君,赵清香,王玉东,孙会丽,李相魁;石油发酵尼龙1212热性能的研究[J];工程塑料应用;2001年07期
6 钱光毅;;填埋场选址的理论方法及实际应用[J];四川建筑科学研究;2010年01期
7 康家甦;;电站储煤场自燃现象分析与储煤系统优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年01期
8 吴兆柱;;火力发电厂贮煤系统的设计优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
9 谷金生;薛军;;钢渣热闷技术及再利用分析[J];鞍钢技术;2010年05期
10 周杰;;铸造用油脚粘结剂的研制与应用[J];安徽工学院学报;1988年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许为义;;推动城市生活垃圾产业生态示范园建设[A];循环经济理论与实践——长三角循环经济论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 赵鹏;孟月东;遇鑫遥;陈龙威;江贻满;倪国华;陈明周;;直流电弧等离子体热解炉的传热分析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
3 杨韬;;浅谈公众聚集场所火灾扑救途径和方法[A];2011安徽省科协年会——海湾杯“社会消防安全管理创新”专题年会论文集[C];2011年
4 曹朝真;张福明;毛庆武;徐辉;;利用焦炉煤气生产直接还原铁关键技术分析[A];2011年全国冶金节能减排与低碳技术发展研讨会文集[C];2011年
5 曹朝真;张福明;毛庆武;徐辉;;焦炉煤气二氧化碳重整热力学规律研究[A];2011年全国冶金节能减排与低碳技术发展研讨会文集[C];2011年
6 杜建良;王宝华;李敬宾;钟林;;承钢150吨转炉低磷钢冶炼工艺研究[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
7 朱复东;;滤泡法火电机组烟气脱硫脱硝一体化技术研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
8 毛永杨;邹平;孙珮石;王洁;毕晓伊;王海玉;;外加碳源对生物膜填料塔烟气脱氮效率的影响研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
9 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
10 洪军;;冷镦钢SWRCH22A炼钢生产实践[A];纪念《金属制品》创刊40周年暨2012年金属制品行业技术信息交流会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 吴文涛;基于凹凸棒石粘土的麦秸木质陶瓷制备与性能表征[D];合肥工业大学;2010年
3 谢婵;新型稀土配合物橡胶防老剂的制备及应用研究[D];华南理工大学;2010年
4 金炳界;铅冰铜氧压酸浸—电积提铜工艺及理论研究[D];昆明理工大学;2008年
5 夏洪应;微波加热典型物料制备高比表面积活性炭及演变机制[D];昆明理工大学;2009年
6 黄芳;高镁磷尾矿回收利用磷、镁的应用基础研究[D];昆明理工大学;2010年
7 朱煜;城市循环物流系统构建研究[D];北京交通大学;2011年
8 郑皎;生活垃圾流化床气化特性的实验研究与模型预测[D];浙江大学;2009年
9 王勤;利用热等离子体熔融垃圾焚烧飞灰制备微晶玻璃的实验研究[D];浙江大学;2009年
10 汪洋;微尺度环境下预混火焰稳燃方法的研究[D];浙江大学;2010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 朱孔远;生物质与煤共热解实验研究[D];河南理工大学;2010年
3 谷小虎;义马煤气化反应性研究[D];河南理工大学;2010年
4 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
5 王灿;热处理强化煤粉磁选脱硫降灰效果的研究[D];河南理工大学;2010年
6 梁勇;青岛市城市生活垃圾处理制度完善研究[D];山东科技大学;2010年
7 宋涛;SCR烟气脱氮催化剂及技术研究[D];山东科技大学;2010年
8 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
9 郭丹华;新疆营盘出土纺织纤维及其老化状况研究[D];浙江理工大学;2010年
10 杨转琴;餐饮废水高效降解蛋白菌株的分离筛选及诱变选育研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘静;刘延平;李越川;;以产业化和市场化促进城市垃圾处理业的发展[J];北京交通大学学报(社会科学版);2005年04期
2 逄辰生;纽约市的垃圾处理状况(上)[J];节能与环保;2004年03期
3 周宏;涂晓玲;;日本生活垃圾的管理及处理[J];城市问题;2007年07期
4 尹希果;王鹏;李东宇;;城镇污水、垃圾处理收费制度改革中微观主体的行为研究——基于order probit模型对居民缴费意愿的分析[J];东北大学学报(社会科学版);2008年04期
5 杜吴鹏;高庆先;张恩琛;缪启龙;吴建国;;中国城市生活垃圾排放现状及成分分析[J];环境科学研究;2006年05期
6 方陵生;;垃圾处理从源头抓起[J];世界科学;2009年07期
7 侯吉聪;董仁杰;;城市固体生活垃圾处理国际经验与国内实践[J];中国建设信息(水工业市场);2007年05期
8 金式容,杜秀宗,胡彦斌,陈周明;城市垃圾服务企业化经营——中日城市垃圾处理的比较研究[J];中国人口.资源与环境;2001年S1期
9 杨靖;乔寿锁;郭康伟;马超华;;城市生活垃圾处理业现状及对策分析[J];中国环保产业;2007年10期
10 董锁成,曲鸿敏;城市生活垃圾资源潜力与产业化对策[J];资源科学;2001年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨军;城市生活垃圾填埋处置中的温度—化学耦合作用研究[D];西南交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 马晓凤;中小城市生活垃圾处理的战略思考[D];西南交通大学;2007年
2 李静雯;公用事业市场化改革探究[D];中国海洋大学;2007年
3 左青波;PPP模式在城市生活垃圾处理中的应用研究[D];重庆大学;2008年
4 朱占波;城市生活垃圾处理的公私合作(PPP)模式研究[D];重庆大学;2008年
5 施忠贤;西安城市生活垃圾循环处理和管理问题研究[D];西北大学;2009年
6 李丽;城市生活垃圾综合管理体系研究[D];暨南大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 尚兵;;农村垃圾现状及处理对策[J];北方环境;2011年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 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
2 张帅;中国城市居民生活垃圾回收机制研究[D];江西财经大学;2012年
3 张雪涛;竖直压缩式垃圾中转站总体方案及转运设备研究[D];大连交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐明;烟气二氧化硫污染控制技术发展及现状[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2001年02期
2 楚华,李爱民;城市生活垃圾在热解处理中的产气特性研究[J];安全与环境学报;2002年02期
3 张宪生,沈吉敏,厉伟,解强;城市生活垃圾处理处置现状分析[J];安全与环境学报;2003年04期
4 周翠红,路迈西,吴文伟;北京市城市生活垃圾组分预测[J];安全与环境学报;2004年05期
5 冯军会;邵立明;何品晶;;生活垃圾焚烧飞灰重金属在浸出柱中的浸出规律[J];安全与环境学报;2006年03期
6 李锐;联邦德国生活垃圾填埋场与生物垃圾堆肥技术标准综述[J];国外环境科学技术;1997年02期
7 陈盛建,高宏亮,余以雄,陈吉春;垃圾衍生燃料(RDF)的制备及应用[J];节能与环保;2004年04期
8 李国建,钱新东;堆肥腐熟度指标的探讨[J];城市环境与城市生态;1990年02期
9 姚刚;德国的污泥利用和处置(Ⅰ)[J];城市环境与城市生态;2000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
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐旭;燃烧过程中二噁(口英)的生成及排放特性的研究[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张若冰;垃圾焚烧过程中典型重金属污染物的分布特性研究[D];浙江大学;2002年
2 江爱朋;城市生活垃圾典型组分的燃烧特性和排放特性研究[D];浙江大学;2002年
【相似文献】
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1 纪丹凤;夏训峰;席北斗;海热提·涂尔逊;苏婧;;生活垃圾焚烧处理方式的生命周期评价[J];再生资源与循环经济;2010年05期
2 胡建杭;王华;刘慧利;张凤霞;马旭东;;城市生活垃圾气化熔融焚烧技术[J];环境科学与技术;2008年11期
3 孙晓军;肖正;王志强;;CFD在城市生活垃圾焚烧厂烟气净化反应塔优化设计中的应用[J];环境卫生工程;2010年04期
4 李雯婧;孙娜;张令戈;;大连市生活垃圾处理的生命周期评价[J];环境卫生工程;2009年06期
5 魏国忠;;我国城市垃圾处理近况及应对措施[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2010年09期
6 高文学;项友谦;王启;刘淑玲;张于峰;;城市生活垃圾热解气化动力学参数的实验确定[J];天津大学学报;2010年09期
7 刘慧利;王华;胡建杭;;城市生活垃圾气化产气特性实验研究[J];工业加热;2008年03期
8 董志华;李东海;梁小平;潘红;;垃圾气化熔融处理过程炉温的计算分析[J];三峡环境与生态;2009年01期
9 潘红;梁小平;董志华;李东海;;辅助燃料对垃圾熔融炉炉温影响的分析研究[J];广州环境科学;2009年01期
10 刘华,许晓龙,李宏宇,刘晓霞,刘国喜;城市生活垃圾焚烧处理技术及其应用[J];可再生能源;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 苏铭华;陈晓华;;衍生燃料RDF-5技术应用前景展望[A];2004全国能源与热工学术年会论文集(2)[C];2004年
3 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
4 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
5 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
6 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
7 朱秋平;;应用循环流化床技术焚烧处理城市生活垃圾[A];城市垃圾焚烧发电论文集[C];2005年
8 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
9 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
10 刘常青;陈健飞;;城市生活垃圾综合治理研究——以福州市为例[A];海峡两岸地理学术研讨会暨2001年学术年会论文摘要集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 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
2 ;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
3 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
4 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
5 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
6 ;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
7 记者 高嵘;城市生活垃圾又遇克星[N];中国环境报;2002年
8 本报记者 薛蓉;太原城市生活垃圾将收费[N];山西经济日报;2003年
9 记者 肖军通讯员 杨晓 魏明华 周艳;辰溪城市生活垃圾无害化处理[N];湖南日报;2008年
10 重庆市酉阳土家族苗族自治县县长 周伟;中小城市生活垃圾处理现状及对策[N];中国建设报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡建杭;城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程应用基础研究[D];昆明理工大学;2007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 贺茂云;纳米镍基催化剂的制备及其对城市生活垃圾裂解气化制氢的催化性能研究[D];华中科技大学;2009年
4 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
5 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
6 王学涛;城市生活垃圾焚烧飞灰熔融特性及重金属赋存迁移规律的研究[D];东南大学;2005年
7 石德智;基于新型分类收集系统的生活垃圾焚烧过程污染物控制及其机理研究[D];浙江大学;2009年
8 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
9 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
10 蒋德军;脱油沥青气化过程及其在IGCC系统中的应用研究[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 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
2 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
3 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
4 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
5 韩国军;城市生活垃圾焚烧的环境保护可行性研究[D];东北师范大学;2006年
6 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
7 魏惠荣;小城市生活垃圾处置研究[D];兰州大学;2011年
8 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
9 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
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
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