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城市生活垃圾与生物质混烧发电及烟气净化的研究

解海卫  
【摘要】: 为解决日益严重的垃圾污染问题、缓解能源危机,垃圾焚烧发电方法在世界各国开始得到广泛应用。但是,由于目前我国城市生活垃圾热值较低,经常要加入煤炭、燃油等助燃,在处理垃圾的同时浪费了其它的资源。为此,本文对城市生活垃圾与生物质混烧发电进行了系统而全面的研究,主要内容如下: 1.混烧特性的实验研究。 进行了城市生活垃圾和生物质混烧发电的研究,结果表明:①炉膛温度随一次风率、掺混百分含量和进料量的增大而增大,随过量空气系数的增大而降低。②燃料的燃烧效率随一次风率、炉膛温度和掺混百分含量的增大而增大,随过量空气系数的增大,先增大后减小。③气体不完全燃烧损失与固体不完全燃烧损失相比,固体不完全燃烧损失起主要作用。④掺混生物质后垃圾焚烧发电厂的单炉直接经济效益达711.15元/h。 2.混烧后污染物排放特性的实验研究。 分析了城市生活垃圾和生物质混烧后,污染物的排放随掺混百分含量和炉膛温度的变化规律,结果表明:①随掺混百分含量的增加,烟气中HCl、CO、颗粒物、二恶英排放浓度降低,SO2和NOX排放量略有增加,飞灰和底渣中Pb、Cr、Zn、Cu等重金属的含量降低。②随炉膛温度的增加,烟气中NOX排放量略有增加,SO2、CO、二恶英排放浓度降低;HCl和颗粒物排放浓度基本上是恒定的,底渣中Pb、Cr、Zn、Cu含量降低,飞灰中Pb、Cr、Zn、Cu含量增加。 3.旋转喷雾干燥法脱酸实验研究。 利用旋转喷雾干燥法烟气净化实验系统研究了脱酸过程中主要影响因素的变化对脱酸效率的影响,得出结论:①在相同条件下,脱氯效率高于脱硫效率。②化学计量比、入口烟气温度、入口SO2浓度增加或烟气流速、石灰浆浓度降低都可以提高脱硫效率,入口HCl浓度增加会导致脱硫率先增加后降低。③烟气流速、化学计量比、石灰浆浓度变化对脱氯效率有较明显影响,其变化趋势与脱硫效率一致,但变化幅度小于脱硫效率,入口污染物浓度、入口烟气温度的变化对脱氯效率的影响较小。 4.建立脱酸模型。 用计算流体力学的方法建立了垃圾焚烧电厂旋转喷雾干燥脱酸系统的数值计算模型,通过联合求解烟气动量、能量、湍流和组分方程,浆滴运动方程,浆滴蒸发和脱酸模型,得出脱硫效率和脱氯效率。将各工况下计算得到的脱硫率和脱氯率与实验结果进行了对比。结果表明:该模型能正确的预测出脱硫率和脱氯率随各参数的变化趋势;模型计算值与实验值吻合较好,误差在5%以内。


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