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循环流化床焚烧炉中生活垃圾燃烧特性研究

闫涛  
【摘要】:循环流化床垃圾焚烧技术已经逐渐成为一种重要的垃圾处理手段。为深入掌握生活垃圾在循环流化床中的燃烧过程,为循环流化床焚烧炉的优化设计提供理论支持,本文对生活垃圾在循环流化床中的燃烧特性进行了实验研究和理论分析。 本文的第一部分工作是生活垃圾基础燃烧特性的研究,进行了几种典型生活垃圾(塑料、纸张等)的元素分析、工业分析和热重分析,得出了垃圾挥发份占优、易于燃烧的结论;进行了冷态流化实验,发现垃圾由于尺寸较大而只在密相区上下运动;进行了热态CFB燃烧实验,为燃烧模型的建立提供了依据。 第二部分工作是建立单颗粒垃圾热解模型,完整描述了单颗粒生活垃圾在循环流化床中直到燃烧之前的物理化学变化,认为单颗粒垃圾在密相区中上下运动的同时完成挥发份析出过程,挥发份析出后立即与气流同步上行,质轻易碎的纸张、树叶类物质不经过密相区上下运动而直接上行。 第三部分工作是建立了三参数垃圾燃烧模型,提出了“燃烧扩散强度”的概念,并以此来衡量垃圾热解气体燃烧的快慢,提出了修正烟气与壁面换热系数的两个因子,利用三个参数可以求解出垃圾在循环流化床中稳态燃烧时的床温分布。利用实验数据可以拟合出参数值。三参数模型预测床温分布在整个实验工况范围内误差都不大,在实际的垃圾焚烧炉中也取得了较好的效果。 最后一部分工作是实际循环流化床焚烧炉的燃烧特性研究,分析了实际焚烧炉与本文实验台的区别,认为CFB焚烧炉由于存在含碳床料的循环,床内残碳的燃烧份额远大于入炉垃圾的燃烧份额,垃圾成分和外形的变化对CFB焚烧炉的运行状况影响不大,因此循环流化床技术非常适用于垃圾焚烧,应该大力推广。


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